合肥市大房郢坡面径流观测场水土流失成果分析

张笛

关键词：径流场监测 水土流失 数据分析 治理措施

中图分类号：TV12 文献标识码：A 文章编号：1679-3567（2023）10-0043-03

随着经济转型的发展和基础建设，原有地貌和植被受到不同程度的破坏，造成了严重的水土流失。包括城镇建设过程中的侵蚀，也极大改变了原有地貌、水系和植被的平衡，本文主要针对水土流失的防治工作，对水土流失进行动态监测和成果分析，为进一步实施工程和生物等治理措施提供参考依据。

1大房郢径流场概要

1.1研究区概要

大房郢水土保持坡面径流观测场位于安徽省合肥市庐阳区大杨镇境内，为江淮丘陵岗地农田防护保土区和城市水土流失监测代表站，2016年4月建成投入使用。地理位置为东经117°14′37″，北纬31°54′25″。

1.2监测方法

本站观测内容包括降水、径流、泥沙、气象。共4个径流小区，其中1个为裸地小区，3个为植被监测小区。1、2号小区为人工监测，3、4号小区为自动监测。监测设施包括人工泥沙观测设施、泥沙自动监测系统、遥测雨量站、自动气象站等。

2监测数据分析

本站监测区1号小区坡度8°，2、3号小区坡度11°，4号小区坡度15°，4个小区坡长均为20 m，坡宽均为5m，面积均为100m2，坡向均为270°，土层厚度均为200 cm，土壤类型为水稻土。本站近5年最大年径流量1号小區1.81 m³（2018年），2号小区1.22m³（2021年），3号小区25.53 m³（2018年），4号小区0.56m³（2018年）；最大土壤侵蚀模数1号小区0.1400 t/（hm²·a） （2016年），2号小区1.0740 t/（hm²·a） （2021年），3号小区153.1590t/（hm²·a） （2018年），4号小区0.2290 t/（hm²·a）（2018年）。这里特别说明，城镇侵蚀主要以人为侵蚀为主，只要加强管理，城镇侵蚀是能够防治的。

本次分析要素主要包括降水、径流、泥沙。根据2018—2022年度多年平均降雨及径流数据分析对比，2020年度（偏丰水年）、2022年度（偏枯水年）数据较具有代表性，故本站监测数据以2020年度、2022年度作为参照展开分析。

2.1降水分析

2.1.1丰水年降水分析

根据大房郢坡面径流观测场2020年逐日降水量表和年降水过程摘录表统计，2020年降雨量为1476.5 mm，年降水日数124 d，4—9月汛期降水量为1058.5 mm，占年降水量的71.7%。最大日降水量为115 mm，出现在7月18日。最大月降水量435.5 mm，为7月，最大次雨量为200 mm，历时2750 min。最大L₃₀为78.6 mm/h。最大降雨侵蚀力为1389.2 MJ·mm/（ha·h）。2020年度月降水量分布情况如图1所示。

2.1.2枯水年降水分析

图1 2020年度月降水量分布图

图2 2022年度月降水量分布图

根据大房郢坡面径流观测场2022年逐日降水量表和年降水过程摘录表统计，2022年降水量843.5 mm，较多年平均降水量（1131.2 mm）偏小。年降水日数88 d，4—9月汛期降水量375.0 mm，占年降水量的44.5%。最大月降水量171.5 mm，为3月。最大日降水量为44.5 mm，出现在6月4日，最大次降水量为81.0 mm，历时2305 min。最大L₃₀为46.3 mm/h，最大降雨侵蚀力505.5 MJ·mm/（ha·h）。

2022年度月降水量分布情况如图2所示。

2.2径流分析

径流数据采集和测验方法采用分流桶+集流桶以及泥沙自动监测系统，1、2号小区为人工观测，3、4号小区为自动监测。下垫面配置分别为果岭草（1号小区）、马尼拉草+海棠+红叶石楠（2号小区）、裸地（3号小区）、红叶石楠（4号小区）。

2.2.1丰水年径流分析

2020年，1、2号小区分别观测4次、3次；3、4号小区为自动监测。经计算，1号小区径流量0.556 m³；2号小区径流量0.337 m³；3号小区径流量15.998 m³；4号小区径流量0.036 m³。

2.2.2枯水年径流分析

2022年，1、2号小区为人工观测，分别观测2次；3、4号小区为自动监测，分别观测23次、3次。经计算，1、2、3、4号小区径流量分别为0.017m³、0.011m³、5.698m³、0.014m³。

通过上述同期数据对比可见：裸地小区径流明显大于植被覆盖小区；植被覆盖小区径流量随着坡度、植被种类及覆盖率变化而变化，但整体差别不大；裸地丰水期径流远大于枯水期径流，植被覆盖小区收丰枯期影响较小。

2.3泥沙分析

本站为从事江淮丘陵区城市水土保持业务的实验研究工作，形成一个具有技术示范性，科技代表性的实验场，分别对不同类型土地进行土壤流失量监测分析，土壤类型为水稻土，土层厚度均为200 cm，1、2、4小区植被覆盖率分别为87%、98%、85%。3号小区为裸地。

2.3.1丰水年泥沙分析

1、2、3、4号4个小区2020年的土壤流失量分别为0 t/hm2、0t／hm²、18.119 8/hm²和0 t/hm²。3号土壤流失量明显大于其他小区，主要因为全年裸地且汛期强降雨导致。1、2、4号小区由于植被盖度较好，平时基本没有人为扰动，一直保持着较好的覆盖，所以没有流失量。

标准径流小区测定的泥沙量，基本可以作为小流域输沙率的参考值，但人为破坏植被和侵蚀的评价，需要参考大型坡面观测场。

2.3.2枯水年泥沙分析

1、2、3、4号4个小区2022年的土壤流失量分别为0.000 6t／hm²、0.0005 hm²、6.5267 t/hm²和0t／hm²2.3号小区土壤流失量明显大于其他小区，主要因为全年裸地及汛期多次较强降雨导致。1、2、4号小区由于植被盖度极好，且全年基本无人为扰动，所以近乎没有流失量。

3實验成果结论与措施建议

3.1结论

根据长期试验监测，不同的产流时长和强度、土壤下渗能力以及植被类型可知下垫面及地表情况直接关系到水土流失程度。降水量、径流量、土壤流失之间的具体影响关系，通过对2020年和2022年数据进行对比分析，可见水土流失主要发生在丰水年的汛期5—9月份，且集中出现在裸地环境下；枯水年水土流失情况较弱，非汛期因降水较少，植被盖度较好，在无人为干扰情况下，水土流失量极小。

3.2措施建议

根据水土流失影响因素，建议参考当地土地的自然特性和植被的分布，合理种植植被，合适的植被具有覆盖地面、截持降雨、减缓流速、分散流量、过滤淤泥、固结土壤和改良土壤等作用，从而减少或防治水土流失。防治水土流失，原则上以预防为主，工程措施和生物措施相结合。关于水土保持的研究以及水土流失的成因、危害、措施和不足，邓岚等人在《我国水土流失研究初探》中进行了探究，详细分析了人为因素和自然环境因素对水土流失的负面贡献。因此，合理开发利用土地，维持良好的下垫面条件，减少工程项目对局部环境的破坏及土壤沉降的影响是不可忽视的。

其次，社会对水土保持监测的认识不够，也极大限制了水土保持监测事业的发展，监测点少，设施不够完善，均是水土保持工作目前面临的问题。

4结语

综上所述，结合近些年专家学者针对水土保持的理论研究和实践可知，水土流失的防治是一个严重的生态问题，是不健全的生态系统、较差的对抗外力缓冲性、频繁的人类活动等因素共同造就的结果。而目前针对水土流失的监测并没有实现系统化管理，社会对水土保持监测的认识不够，还需要加强宣传教育。水土流失的防止，最终还需要以预防监督为主，总体布局，建立完善的防止体系，推动水土保持事业的稳定发展。