水土流失原型观测：水土保持科研的基石

如果说水土保持科研是一座巍峨的大厦，那么水土流失原型观测就是撑起这座大厦的基石。

73年前，天水水土保持科学试验站（简称天水站）拉开了我国水土流失基础研究工作的序幕。该站成立以来，在开展农、林、牧等与水土流失相关研究的同时，主要致力于水土流失规律试验观测方面的研究。经过多年的试验观测，其研究团队已经把水土流失原型观测推向了新阶段，进一步夯实了水土保持科研的基础。

何谓原型观测项目

水土流失原型观测是防治水土流失工作不可缺少的部分，是水土保持科研中的基础性工作之一。从2004年《黄土丘陵沟壑区第三副区典型小流域原型观测》项目的开展，到2007年《黄土丘陵沟壑区第三副区典型小流域水土流失试验与分析》项目的实施，天水站已把水土流失原型观测项目从观测范围、观测内容到观测手段到分析处理的全过程，推向了一个新的历史阶段。

天水站作为我国最早的水土保持科学试验机构之一，从20世纪40年代开始，先后在大柳树沟、吕二沟、罗玉沟、清水河以及桥子东沟、桥子西沟等不同类型区和不同尺度小流域进行了水土流失原型观测。长期观测的有罗玉沟、吕二沟、桥子东沟和桥子西沟4条小流域。

近20年来，随着国家对水土保持工作要求的提高和对水土流失规律研究的深入，过去单一观测内容、简单的观测和分析处理方法已不能满足水土流失规律研究向纵深发展的需要。为此，天水站按照新要求重新确定了“坡面—沟道—中小流域—大流域”的站网结构和布局。研究内容也发生了变化，在恢复原有坡面径流小区试验观测和开展小流域土壤侵蚀类型与特征研究观测工作基础上，增加了重力侵蚀、坝库淤积、植被覆盖度和梯田水土保持效益观测等内容。观测点也大幅增多，由过去的吕二沟1条流域扩大到现在的罗玉沟等4条典型小流域，观测手段也由过去的人工观测逐渐向自动化观测迈进。其水土流失原型观测内容与形式都有了质的飞跃。目前，观测站网建设基本满足了当前和今后一段时间试验研究的要求。

原型观测项目的地位与作用

水土流失是最大的环境问题之一。如何量化水土流失对生态环境的破坏、对工农业生产和群众生活造成的不利影响（比如耕地面积的减小对农民的影响，对公路、矿山的冲击造成的经济损失等），有针对性地采取防治措施，如何为科学合理地制定水土保持法律、法规和政策提供决策依据，使治理方略更科学，都需要量化的研究数据来支撑。各类数据的取得，都需要通过原型观测项目来提供。因此，水土流失原型观测既是水土保持科研的基础，也是国家制定水土保持治理方略的重要参考依据。

原型观测站网布局及观测内容

1.观测站网布局

天水市位于黄土高原西南、我国南北方的过渡带，属黄土丘陵沟壑区第三副区（简称丘三区）。因此，在此开展丘三区水土流失规律研究，具有很强的代表性。原型观测项目所在4条典型小流域分布于渭河一级支流藉河南北两岸。

罗玉沟是渭河二级支流，是藉河左岸的一级支沟，流域面积为72.79平方公里，原型观测项目主要分布于其间。左家场测站是1985年设立的罗玉沟流域把口站。桥子东沟、桥子西沟位于罗玉沟流域左岸，是罗玉沟的一级支沟。1953年，按照“相似流域、平行对比”的指导思想，参照前苏联专家扎斯拉夫斯基先生的建议，开展了治理与非治理对比及综合治理效益的观测试验研究。桥子东沟为治理沟，桥子西沟为非治理沟；吕二沟属藉河的一级支流。观测40多年来，取得了不同地类、地形、土壤、耕作方式及降水、径流、泥沙等方面的较为系统的实测资料。

2.观测内容与设施

（1）坡面径流场。1945—1961年，天水站在梁家坪、桥子沟、吕二沟等地根据不同坡度、不同耕作措施、不同植被类型，建立了100多个坡地径流小区，在罗玉沟、梁家坪试验场的梯田、荒坡及道路上建立了7个径流小区，共取得小区年径流泥沙资料434个。后因“文革”影响和单位隶属关系的变迁而中断。

1978年全国科学技术大会召开之后，水土保持科研再次受到国家重视，20世纪80年代初，天水站重新开启了水土流失规律试验研究工作。

2007年，在罗玉沟试验场，在不同坡度（5度～25度）、采取不同措施新建径流小区36个，其中自然集水区2个，人工观测小区17个，自动化观测小区17个。主要观测不同因子、不同坡度坡面小区的径流量、产沙量、植被生长量和覆盖度以及与之相关的降水量等气象资料。除此之外，还定期进行水土保持措施调查、暴雨侵蚀调查等，以确保测验资料的准确性和完善性。

（2）径流泥沙测站。在4条典型小流域沟口，设有径流泥沙观测站，在罗玉沟流域沟口左家场和桥子东沟（治理沟）、桥子西沟（非治理沟）、吕二沟，布设径流泥沙测站，进行观测试验。主要观测水位（水头）、流量、含沙量和降水量等。

（3）沟道重力侵蚀、人为水土流失、坝库淤积、植被观测。在罗玉沟、吕二沟流域新建沟道重力侵蚀观测点15处、人为水土流失观测点1处、坝库淤积观测点3处、植被观测点13处。对淤地坝、重力侵蚀（包括滑坡、崩塌和泻溜以及人为活动）、水土保持植被（包括固定和随机乔灌草、农作物）情况进行了观测。

（4）雨量站。降雨是水土流失的主要因子。天水站分别在吕二沟、罗玉沟布设了22个雨量站。采用遥测雨量计、数字雨量计和雨量筒计量等方式，全年观测降雨量。

（5）观测设施。为了提高观测精度和效率，配备了GPS定位系统，安装了数字雨量计、电波流速仪、雷达水位计、电子天平等较为先进的观测仪器。基本建成了较为完备的软硬件观测体系，能基本满足当前进行小流域水土流失规律研究的需要。随着原型观测工作不断向纵深发展和国家投入的增加，水土流失原型观测内容日渐丰富、观测手段日臻完善、观测设备不断完善，为完成观测任务创造了有利条件。

经过多年的观测，天水站已经积累了数十万个降雨、径流、泥沙等观测数据，这些数据已成为相关项目研究所必需的重要资源。

天水站多年来的原型观测成果，已广泛应用于工农业生产、基础设施建设、科研、教学等领域，为我国防治水土流失、保护耕地提供了参考，并为保护生态环境、促进生态文明建设发挥了重要作用。随着观测工作的稳步开展，观测资料将更加丰富、更加准确、更加可靠，参考利用价值也将更高。

基础工作是枯燥的，研究工作是寂寞的，观测工作是艰苦的。耐得住寂寞、守得住清贫、经得起艰苦，是天水站一代又一代基础研究工作者的优良传统。笔者相信，天水站在水土流失原型观测方面将会取得更大的成绩，为我国水土保持事业做出更大的贡献。