元谋干热河谷强侵蚀区水涮窝的形态及空间分布特征

何湘　杨敏莹

摘 要：该文通过对云南省元谋县沙地村后山277个水涮窝进行详细的的形态特征测量和统计学定量分析，结合野外观察结果对水涮窝的形态特征和空间分布进行描述，并简要的探讨了影响水涮窝分布的因素。结果表明，水涮窝的平面形态以椭圆为主，发育比较年轻，在地区分布上呈聚集模式，是水文、土壤性质与节理、微地形地貌与植被多种因素耦合的结果。

关键词：水涮窝；形态特征；元谋

中图分类号 P931 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）14-0000-03

Abstract：This paper measures and conducts a statistical quantitative analysis of 277 washing holes on Shadi village of Yuanmou， Yunnan Province.The morphological characteristics and spatial distribution of the washing holes were described with the field observations， and the influencing factors of washing hole distribution were briefly discussed. The results show that the plane morphology of the washing holes is mainly elliptical， the development is relatively young， and it is clustered in the regional distribution， which is the result of coupling the hydrological， soil properties and joint， micro terrain and vegetation.

Key words：Washing hole；Shape feature；Yuanmou

水涮窝是潜蚀地貌的一种，是具有重要研究价值的地貌类型[1]。关于潜蚀地貌的研究早在19世纪时就有相关报道，后来全球许多地区的学者都对潜蚀地貌的研究做出了贡献[2-5]。水涮窝的定义是地表的集中水流对沟头或沟壁抗冲蚀性弱的部位进行淘刷所形成的横向半圆形洞穴，在元谋干热河谷区又被命名为淘洞[6-7]。水涮窝的形成和发展在冲沟沟头的溯源过程中扮演了重要的角色，造成了严重的水土流失。干热河谷区对于植被、土壤、生态环境、冲沟的研究成果都十分丰富，潜蚀地貌的研究主要集中在潜蚀地貌的分类[7]、陷穴[8]、土桥[9]、竖井[10]的演化过程及影响因素上，而关于水涮窝的研究偏少只有部分定性的描述，缺乏定量研究。空间分析是对地理空间现象本质进行研究，是一种揭示地理事物空间作用关系的重要方法，在地理研究的运用十分普遍。本研究以云南省元谋县沙地村为研究地点，对其上的277个水涮窝进行详细的的形态特征测量和统计学定量分析，结合野外观察结果对水涮窝的形态特征和空间分布进行描述，以期揭示水涮窝的形态规律，并为当地的水土保持工作提供理论依据。

1 研究区简介

元谋县位于滇中高原北部龙川江河谷盆地内，介于101°35′E～102°05′E、25°25′N～26°07′N（图1）。区内海拔介于899～2835m，其海拔1600以下的地带为典型干热河谷区[11]。元谋县的地质构造属于康滇背斜中段，以东山大断裂为界，以东为元谋中生代台凹，以西为元谋台凹，中部是新生代断陷堆积而成的盆地[12]。元谋盆地即为断陷盆地，盆地东陡西缓，南高北低，龙川江由南向北纵贯。元谋气候干热，焚风效应显著，降雨少，蒸发量大，且主要集中在6—10月[13-14]。自然植被为类似于萨瓦纳植被类型的稀树灌草丛，如：山合欢、滇榄仁、车桑子、扭黄茅、孔颖草等[15]。

2 野外测量与研究方法

为了解水涮窝特征，笔者于2017年1月7—14日实测了研究地277个水涮窝，激光测距仪测量水涮窝的长短轴长度和深度，手持GPS记录了水涮窝的坐标，激光测距仪的精度为1°。数据处理按照标准统计方法计算水涮窝各指标的统计参数（均值、标准差等），空间统计方法计算水涮窝的空间分布特征，对有关数据进行相关性分析。数据处理软件主要为Excel和Arcgis软件。

3 水涮窝的形态及分布特征

水涮窝的数量和规模主要受到岩土体节理、植物根系、地表径流、微地形地貌的影响。在冲沟的沟头及沟壁上常会成群发育，加速了沟的前进；在陡直的崖壁上方有时还会成排出现，具有“排洞劈裂效应”，加速了崖的后退，由于土层性质的差异，水涮窝也呈现分层排列的格局；在一些植物根系下方，由于地表径流对根部的淘涮，使得植物根部掏空形成水涮窝并导致了树木倒塌。

水涮窝的長短轴、深度平均值分别为150.3cm、92.6cm和154.5cm。长轴范围在18.9～796.2cm，短轴在8.3～470.4cm，深在9.4～799.7cm，说明水涮窝的大小形态规模差异较大（表1）。深度的平均值离散系数最大，分布较为分散，长短轴长度离散系数相对较小。同时水涮窝的长短轴具有较好的线性关系，相关系数为0.789（图2-a）；水涮窝的深度与长轴、深度与短轴的相关性较弱，相关系数分别为0.378、0.391，说明水涮窝在扩大的过程中，深度不一定加深，还受到其他因素的影响，如地表集流来量较少，对洞穴内部的淘涮能力降低。

从平面形态看，水涮窝以椭圆（0.1

4 水涮窝形成的影响因素

4.1 水文条件 水涮窝的形成主要的动力就是地表集流的淘蚀作用，洞穴的内凹深度与流水的来量有关。当地属于南亚热带干热季风气候，干湿季分明，降水不均匀。多雨季节常以高强度短历时的暴雨为主，因此入渗到地下的水流量较少而多数是聚集在地面上。短时间内使得地表径流快速汇集冲刷沟头或沟壁抗侵蚀性较弱的部位，进行淘蚀。

4.2 土壤性质与节理 水涮窝的形成与土壤的湿陷性和崩解性有关。当地常见的土壤有变性土、燥红土和古红土，变性土的粘粒含量高，粘粒含量大于30%，在旱季开裂明显膨胀收缩性强[8，17]。在缺水期，土壤由于干裂会形成大量的裂隙，雨季时形成的地表集流就会沿着这些裂隙进行侵蚀。由于元谋地区新构造强烈，由初期的元谋盆地大面积断陷，两侧山体垂直上升到后期的区域性抬升、下降运动；元谋台凸在吕梁运动中不断隆升，断裂发育，因此元谋盆地内地层的构造节理十分发育[18]。節理的发育加大了土壤的崩解性，也为地表径流的入渗和洞穴内的物质搬运提供了通道。当水涮窝内部中空到一定程度，在上覆土体的重压在由于重力作用就会崩塌。

4.3 微地形地貌与植被 冲沟两侧或崖壁的后部附近坡度一般较为平缓，能够汇集降水，水流下泄时就能在陡壁上形成水涮窝，随着时间的推移水涮窝不断地扩大、崩塌，导致了沟头的溯源，冲沟两侧可能会发（上接87页）育新的支沟及崖壁的后退。在野外实地调查的过程中还发现，若水涮窝后部的植被以草类为主，水涮窝内部淘蚀比较圆，若以乔木为主，水涮窝则极不规则，下渗的水流沿着不规则分布的乔木根系下蚀。在一些乔木枯死的地方，根系的保水固土作用丧失为地表水的淘蚀也产生了积极作用，加剧了水土的流失。

5 结论

综上所述，通过对元谋沙地村水涮窝的监测数据分析，得到以下结论：（1）从平面形态和空间分布上看，水涮窝以椭圆形为主，且发育都较为年轻。空间分布上属于聚集分布模式。（2）水涮窝的长短轴具有一定的相关性，但是长轴与深度、短轴与深度的相关性不强，表明水涮窝在扩大的时候，深度不一定加深，还与其他因素有关。（3）总体上看水涮窝的形成是水文条件、土壤性质与节理、微地形地貌与植被多种因素耦合的结果。（4）水涮窝的发育和扩大对冲沟的影响较大，其长轴方向是判断冲沟的前进方向和侧蚀方向的重要指标。（5）水涮窝是一种特殊的潜蚀地貌，对当地的生态破坏和水土流失造成了严重的影响，了解其特征及影响因素，有利于开展当地的水土保持工作。

参考文献

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（责编：张宏民）