元谋干热河谷水涮窝的发育特征及形成条件

曹帆 周琳 徐建 舒成强 任光前

摘 要：元谋干热河谷区域水涮窝地貌，是潜蚀地貌类型的主要组成部分，是具有重要的研究价值的地貌类型。基于元谋沙地村实测水涮窝相关的数据，水涮窝的发育可分为萌芽期、青年期、老年期、残夷期4个阶段。该文分析研究元谋水涮窝的不同阶段的发育特征，简单阐述了促使水涮窝地貌形成的条件。

关键词：元谋；水涮窝；发育；地貌

中图分类号 S157 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）08-95-04

Abstract：Yuanmou dry-hot valley area washing hole landscape，is a major component of subsurface erosion landforms，landforms are of great research value. Based on actual washing hole Yuanmou sandy village data，the development of washing hole can be divided into four stages of infancy，adolescence，old age，and disability period. This paper analyzed the developmental characteristics of the different stages of Yuanmou washing hole and briefly discussed the conditions of prompting washing hole landforms.

Key words：Yuanmou；Washing Hole；Development；Landforms

元谋干热河谷潜蚀地貌是在干燥少雨的气候条件下，受季节性水流的淋蚀，冲刷而形成的特殊的土壤潜蚀地貌。潜蚀地貌是干旱和半干旱地区常见的地貌单元[1]，潜蚀在19世纪就引起了学者的关注[2]。研究发现水涮窝与沟蚀具有一定相关联系，它能促进沟蚀的发展，是引起水土流失和地质灾害的一种特殊的潜蚀地貌[3]。在中国的黄土高原沟壑地区[4]、西南干热河谷强侵蚀区[3]、美国中西部和欧洲西部等干旱半干旱区[1]，潜蚀地貌有较为明显的发育。近年来，很多学者加强了对元谋干热河谷区域的研究，从元谋地质[5]、土壤性质[6]、冲沟侵蚀机制[7]以及地形地貌[8]等方面对引起水土流失的原因进行了分析研究，取得了显著的成果。

1 研究区域概况

元谋干热河谷位于云南省北部，地理位置为25°23′～26°06′N，101°35′～102°06′E（图1），地势东高西低，北部和东南部都有高山耸立，只有西部是低矮的山梁，盆地地势低洼，海拔约960～1 400m。年平均气温21.9℃，年降水量642.9mm，龙川江由南向北贯穿盆地注入金沙江。该区域地质构造属于川滇南北构造中段，是晚新生代青藏高原与云南高原隆起过程形成的众多断陷盆地之一。盆地内植被种类多样，但低海拔地区的植被以稀疏灌草木丛等亚热带植被为主，如酸角树、扭黄茅、金合欢、密油枝等。元谋盆地地形低凹，水土流失较为严重，流失面积达1 080.79km2，占全县总面积的59.9%，严重阻碍了当地区的社会经济发展。

2 水涮窝的发育特征

对于元谋干热河谷水涮窝的发育特征，主要是对水涮窝在整片区域的分布情况、发育阶段特征和形态特征等方面分析研究。

2.1 水涮窝的分布 水涮窝作为元谋干热河谷区域一种特殊的潜蚀地貌类型[3]，在黄土高原区域水涮窝发育突出，是在流水侵蚀作用下土体扩张向坡面或者沟壁凹形洞穴，在横向侵蚀的平面分布特征上大多呈直立形凹槽[9]。其发育主要受地质构造以及土体内部的节理、植被根系的生长、局部微地形的影响，多发育在陡直崖壁上方、小支冲沟的沟头或坡面植被的根系下方，很多时候成并排分布，或者是在微地形和水流的影响下沿着小冲沟成连串的向下分布（如图2）。

2.2 阶段划分与形态特征 基于对元谋干热河谷沙地村水涮窝的实地考察和测量，将水涮窝的发育划分为萌芽期、青年期、老年期、残夷期4个阶段。从竖井的剖面形态来看，在不同发育阶段具有显著的差异（图3）。在其发育的过程中，萌芽阶段的水涮窝是一个比较平缓的微凹，水流主要通过在坡面下渗缓流入冲沟（图3-A）。随着汇水时间越长，日积月累之下坡面凹口逐渐的扩大，水涮窝发育到青年阶段（图3-B）。另外，水流促使和加速了无植被根系生长的内侧悬空面的形成，悬空面崩塌后，水涮窝内侧后退，内腔进一步扩大。随着水涮窝内腔的扩大和更多水流的汇入，内部又形逐渐成新的小半圆形水涮窝，标志水涮窝发育进入老年阶段（图3-C）。水涮窝上方在雨水侵蚀和重力崩塌等多种因素的影响下进而完全坍塌，此时水涮窝发育至残夷阶段（图3-D）。

3 水涮窝的形成条件

元谋水涮窝是在特定的土壤地质组合、构造、气候、水文条件及生态环境等多种因素联合作用下形成的。

3.1 地质构造以及水文气候条件 元谋盆地位于昆明西北金沙江南岸，盆地在构造上处于川滇南北构造带中段，盆地的发育和形成主要受到川滇南北构造带中磨盘山绿叶江断裂控制，和来自北偏东及东西方向的断层控制，造成元谋盆地区域内地层构造节理发育。随着流水的长期侵蚀，节理发育扩大形成较大的裂隙，地表流水对土壤中节理、裂隙进行集中入渗和选择性侵蚀直接导致了水涮窝的形成。元谋盆地为南亚热带气候，雨季主要受来自印度洋西南季风的控制，旱季受热带大陆气团控制，盆地年平均气温为21.9℃，最高气温为42℃，最低气温-1℃。年平均降雨量为613.8mm，降雨量90%集中在6～10月。降水季节的分配不均，也使得区域内地表流水季节差异较大，形成多条冲沟，促使了水涮窝的发育。

3.2 土体组成物 元谋地区常见的土壤类型主要是燥红土、变性土、古红土，这3类土壤都以砂粒为主，黏土质、颗粒物较少。这样的粒径物质组成，土壤在干燥时比较坚硬，遇水浸泡时容易崩解，因此元谋盆地土壤有较强的湿陷性，其中以变性土最为典型如表1。以砂粒和粉砂粒为主的表层土壤形成了胶结性极好的风化壳，其抗蚀性较强，下层的土体较松软，易侵蚀，从而形成水涮窝并产生重力崩塌。

3.3 地形地貌 地形是影响水涮窝发育的一个重要条件，水涮窝发育的地方坡度一般不高于10°，盆地内的水涮窝发育位置都集中在冲沟的沟头和中底部，受局部微地形的影响在空间上具有选择性。水涮窝发育的长轴方向是判断水涮窝后退方向和冲沟侧蚀方向的重要指标，一般情况下，发育的方向与水流方向有着良好的对应关系，通常受局部的微地形影响较大。沙地村独特的地形条件使这些区域流水侵蚀不像沟谷侵蚀那样强烈，由于地形平缓，水流流速一般较小，致使水流能沿沟坡和崖壁侵蚀，从而形成水涮窝。

3.4 植被 元谋盆地常见的植被有攀枝花、西果树、酸角树、剑麻等。近年来由于生态恢复和经济的发展，人为的种植了不少植被，如桐油树、银合欢、青枣树等。植物根系的影响主要体现在积水下渗，阻挡水流速度的同时也加重根系周围的土壤承受力度，使植物根系的固土作用下降。根系的下部地层容易被下渗的水分掏空，从而形成水涮窝和陷穴，如图4所示。由于生态条件恶劣在一些灌木枯死的地方，根系慢慢腐烂，失去原有的固土作用同时还会加重水土流失形成新的侵蚀洞穴等。

4 结论

元谋干热河谷特殊的土壤性质和气候条件使该区潜蚀地貌广泛发育，水涮窝的空间发育明显受构造、土体性质、地形和植被等因素控制。沙地水涮窝地表胶结性较好的土壤以砂粒和粉砂粒为主，下层胶结性较差的土壤以粉砂粒和黏粒为主，由于其土体中本身存在节理以及植物根系楔入使土体形成裂隙，这就为水涮窝的发育提供了必要条件。植物的种植排列方向和局部微地形直接改变了水流方向，从而间接影响了水涮窝的发育和分布特征。

本文结合野外实地测量，描述水涮窝各个发育阶段的演化特征，水涮窝的发育分为萌芽期、青年期、老年期、残夷期4个阶段。萌芽阶段的标志是水流通过植物根系和节理对土体坡面侵蚀，形成一个缓形凹槽；青年阶段的标志水涮窝的凹糟向内扩大；老年阶段的标志是水涮窝内侧加速侵蚀，内侧出现新的小半圆形凹槽；残夷阶段的标志是外侧上部的完全崩塌，形态转变成劣弧形。水涮窝的发育是一个循环往复的过程，从萌芽阶段到残夷阶段再到萌芽阶段，在强潜蚀地区对水土流失来说这种循环是一种恶性的过程最终持续到缓坡被侵蚀殆尽。本次研究选取了元谋干热河谷强侵蚀区水涮窝发育最为明显的沙地村作为研究对象，对相同的土壤性质、降水条件以及人类活动影响是定义水涮窝的各个阶段的一个基准，从整体上把握水涮窝发展演化的过程对干热河谷潜蚀地貌的研究具有重要意义。

参考文献

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[9]舒成强.元谋干热河谷潜蚀地貌特征及演化过程研究[D].成都：成都理工大学，2014.

（责编：张宏民）