小流域淤地坝建设的水土保持成果

李玉芳

( 延安市水土保持工作队，陕西 延安716000)

1 小流域的概况

该小流域地处黄土高原水土流失现象比较严重的地区，该地区粗沙较多，属于黄河流域中的一级支流，其总的流域面积大概有113．75 km2。该流域的气候为温带大陆性季风气候，最近几年来该地区的平均降水量大概在462．3 mm。该地的地貌类型主要为丘陵和沟壑，其中山体较高、山坡较陡，山沟走向大多纵横交错，而且坡度＞5°的坡面占据总流域面积的90%以上。该地区土壤的性质为灰褐土，植被较少，一般都在农田的边缘。

从上世纪80年代开始，进行了坡面的治理工作，人工植被得到了较大的发展，到目前为止，该流域总共被治理的面积达到了大约3956． 57 hm2，占据了整个水土流失总面积的40%左右，目前已经建成的淤地坝共有135 座，建坝密度1．23 座/km2，形成了以骨干坝为主，合理配套中小型淤地坝，同时协调了河流的上游和下游，在最大程度上将整个坝系的预防洪水、拦截泥浆、整治淤地等多种功能发挥出来。

2 主要使用的研究方法

2.1 观察和测量流域的产流及产沙情况

自2006年的7月，在该流域里面先后设置了4个雨量站，在距离出口处2 500 m 的位置上设置了宽顶堰，专门用来实时监控和测量流域的洪水泥沙量，同时还安装了用于测量水流速度的流速仪等先进设备。分别在63个坝地内，布设了钢筋混凝土桩柱，并且在桩柱的表面喷涂刻度以观测坝地的淤积情况。泥沙沿程分布观测是在每年的汛期结束后，选取典型沟道从下游到上游每隔100 m 采用GPS 仪定位采样，用该定位仪来记录该地区当年淤积的具体厚度以及经度和纬度等。

2.2 动态观测流域内土地的利用状况

在监测的过程中主要使用了卫星ALOS 来得到该地区的卫星影像，然后将空间分辨率分别为2．5 M 和10 M 的全波段数据以及多光谱数据结合起来使用，在分类的过程中利用遥感数字图像这一方法对该流域里所属的土地种类进行辨别和解释，最后在野外实地验证辨别结果，确定出该流域内土地的具体利用状况以及整个土地的植被覆盖状况。

2.3 观测淤地坝所在土地上的土壤成分及增加产量的效益

观测指标是不同地类、不同种植模式下的增产效益。在观测的过程中会使用到调查这一方式，对典型的地域进行单打和单收，并且进行实地验证，对坝地、坡面上的耕地以及梯田3 种不同的典型地块进行对比，最后分析对比结果，得出观测结果。

3 研究得出的观测结果

3．1 采取的水土保持方式发生的一些动态变化

通过使用上述技术分析，并且对流域的现状进行跟踪调查，此流域坡面措施中各单项措施的面积每年都有新增的坝地，植被的覆盖面积每年也都有增加，而水土流失所占面积逐年减少，使得水土保持措施治理度逐年增加，治理情况不断改善。

3．2 该流域减沙效益的具体分析

3．2．1 对流域内各年降水量的分析

在1981—2011年20 a 间，该流域的平均降水量为462．34 mm;各年5—10月的平均降雨量达到369．84 mm，占据了整个年份降水量的4/5。通过对2006—2010年间汛期进行实际测量发现，其平均降雨量达到了378． 96 mm，高出2．47%，该期间的降雨量较为接近多年平均值。

该流域主要的降雨月份为5—10月之间，称之为汛期，而且这一时期平均雨强也要比其他月份高出很多。在汛期中，7月和8月的降雨量最多，并且高出6月和9月很多，见图1，而且雨强也要比6月和9月高出很多。

图1 汛期多年5—10月平均降雨量的分布情况

3．2．2 淤地坝阻拦泥沙效益的具体分析

按照对淤地坝的淤积量进行测量这一原理，分别对布设的4个雨量站观测出来的多年平均降雨量进行调查，再对63座淤地坝多年来的淤积状况进行调查，又采用GPS 静态测量模式建立GPS 控制网。最终发现，淤积状况会受到降雨在时间和空间上的不均匀以及沟道条件的各不相同的影响，导致淤积情况有所不一，5 a 之间坝系拦截泥沙的量有着比较明显的差别，主要趋势为大幅减少之后又小幅上升。

通过观测发现在2007—2011年之间，对于平均拦沙率来说，骨干坝达到了66%左右，中型坝达到了28%左右，小型坝达到了6%左右，通过计算发现骨干坝的平均拦沙率达到小型坝拦沙率的11 倍左右，达到了中型坝拦沙率的2．4 倍左右。在该流域中很容易发现，中型坝拦截泥沙的概率要比小型坝高出很多，而除去枯水年之外，骨干坝拦截泥沙的概率也要比中型坝高出很多。

3．2．3 对采取的坡面措施拦截泥沙情况的状况分析

在进行水土保持的过程中，采取的减沙量措施主要包括淤地坝以及坡面治理两种减沙量措施。按照该流域内各年进行水土保持工作的具体情况可知，2008年采取坡面治理措施拦截泥沙量最高达到了11．78 万t;2009年出现了最小拦截泥沙量，只有5．23 万t，经对比发现，2008年的拦沙量是2009年拦沙量的2．3 倍，这主要与2008年是丰水年有关，所以我们可以知道减沙量会受到当年降雨量的直接影响。通过对采取的水土保持措施产生的减少量以及产沙量进行分析和对比可知，在5 a 间二者的总体趋势大概保持一致，在不考虑丰水年和枯水年的情况下，可知采取水土保持措施过程中产生的减沙效益是逐年上升的。所以，如果降雨条件保持在一定范围内，流域内的减沙效益会逐渐上升。如果降雨量大，那么减沙效益较小，如果降雨量小，那么减少效益较明显。

3．3 对坝地的利用情况及增加产量的效益分析

对各年的调查结果进行分析发现，该流域5 a 淤地坝的面积会发生较大的变化，增加产量的效益也会发生明显的变化，坝地和坡地增加产量的效益相比于梯田要高出很多，而且5 a 区域里平均增加产量的效益梯田达到了36%左右，而坡地和耕地的效益达到了79%左右。

4 对检测结果进行分析

由上述观察、测量以及分析可知，该小流域采取的水土保持措施发生的一些列变化情况，并且对拦沙蓄水效益以及增产效益等进行了细致的分析，分析结果如下:5 a 内淤地坝拦截泥沙的量会受到降雨的时间和空间分布以及沟道之间的条件影响，并且影响较大，总体趋势为先大幅降低后小幅上升;在比较梯田的增产效益和坡地与耕地的增产效益时发现，淤地坝梯田的平均增产效益约为36%，而坡地和耕地的平均增产效益约为79%。

5 结 语

1) 在防止水土流失的过程中观察和监测是一项基础工作，利用淤地坝进行观察和监测应该具有一定的可持续性。如果监测期较短，那么得到的数据总会存在一定的偶然性，所以一定要考虑到可持续性，与此同时还需要对观测结果进行数据整合，编制、汇总所有有用信息。

2) 在布置观测点时一定要确保其针对性。对于布设的各个观测点，在拟定设置原则的过程中，一定要充分考虑观测点的具体布置情况，例如布设范围、位置等，并且结合现有观测点、骨干坝、中型淤地坝、小型淤地坝等情况进行综合考虑完成拟定。

3) 要保持淤地坝采取的主要观测方法和观测的内容相互适应。按照水土保持过程中所遵循的各项观测技术规章和程序，在观测的过程中主要使用的三大方法分别为地面实际观测、遥感动态观测以及调查统计等。进行淤地坝观测时，会涉及到很多方面，所以采用的观测方法要根据观测内容来确定，可以单选择一种方法，也可以将几种方法相互配合使用。

［1］黄河水利委员会西峰水土保持科学试验站．黄土高原水土流失及其综合治理研究［M］．郑州:黄河水利出版社，2005．

［2］綦俊谕，蔡强国，方海燕，等． 岔巴沟流域水土保持减水减沙作用［J］．中国水土保持科学，2010，8(01) :28 －33．

［3］刘善灵，郑世清．黄土高原燕沟流域生态环境建设模式及效益研究［J］．水土保持研究，2005，12(05) :88 －91．