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榜沙河流域土壤侵蚀特征

2018-07-25李欣娟

中国水利 2018年12期
关键词:漳河沟壑沙河

李欣娟

(甘肃省水土保持科学研究所,730030,兰州)

一、榜沙河基本情况

榜沙河是渭河上游源头区域来水量最大的一条河流,主流全长105.3 km,流域面积 3 555 km2,多年平均流量13.92 m3/s,多年平均径流量4.39亿m3。榜沙河发源于甘肃省岷县峨山北麓闾井乡黄山梁,汇申都河后称闾井河,向东北流入漳县称黑虎河,至武山县榜沙村纳胭脂河后称榜沙河,再向北流有龙川河和漳河由西汇入,向东北流至鸳鸯镇东注入渭河。榜沙河中上游流经北秦岭土石山地,中下游流经黄土丘陵沟壑区,区域既有陇南土石山地水土流失特点,又有黄土丘陵沟壑水土流失特点,集典型性与特殊性于一体。

榜沙河流域水土保持工作起步较早,早期以梯田建设为主,辅以小流域治理及荒坡造林、种草、林草地封育等。改革开放后,尤其是进入21世纪以来,随着国家对生态环境建设越来越重视,水土保持工作持续加强,各项水土流失治理工程、预防监督工作全面开展。先后有小流域综合治理工程、治沟骨干工程、天然林保护工程、坡耕地水土流失治理工程、国家水土保持重点建设工程、水土保持专项重点治理工程、精品示范流域工程、水保生态修复试点工程、淤地坝工程等一系列水土保持项目得以实施。截至2016年,榜沙河流域累计完成水土流失治理面积1 059.42 km2,包括梯田 18 737 hm2、旱坪地 2 790 hm2、水保林36 021 hm2、荒坡草地15 715 hm2、封育 32 679 hm2,建成治沟骨干工程淤地坝8座、水窖10 477眼、其他小型拦蓄工程236处,区域治理程度48%。

二、研究内容及方法

1.降水特征

根据国家气象科学数据共享服务平台1981—2010年数据,榜沙河流域涉及的武山县、漳县、岷县年均降水量 424.9 mm、433.3 mm、556.2 mm,年最大降水量 917.4 mm、949.2 mm、1116.6 mm,5—9月间平均降水量占总量的75.01%~78.60%,降水分布自下游向上游递增。

为了解区域内县乡降水量具体分布情况,选择榜沙河流域有代表性的点分析其降水情况,自东往西方向选择武山县鸳鸯,漳县武当、马泉、四族、酒店;自北向南方向选择漳县武阳(县城)、马泉、草滩,岷县蒲麻、闾井。根据各县乡气象资料,年均降水情况见表1。

榜沙河流域降水分布是自上游往下游减小,自西往东减小,自南往北减小。南北降水差距(207 mm)与西东降水差距(214 mm)基本一致,西南部上游源头区土石山区降水量基本一致(635 mm左右),漳河北部中下游黄土丘陵区、榜沙河主流下游黄土丘陵区降水量基本一致(430 mm左右)。

2.地形特征

(1)坡度

榜沙河流域总面积3 555 km2,主要由上游主流区、漳河流域、龙川河流域组成,其中河谷川区面积137.25 km2,占总面积的 3.86%;山地面积3 417.75 km2,占总面积的96.14%。利用91卫图助手提取Google Earth影像地形剖面图计算坡度值,结果见表2。

山地平均地面坡度17.3度,总体呈现左岸坡缓于右岸坡、漳河流域山地坡最小、龙川河流域山地坡度居中、榜沙河主流区域山地坡度最大的特点。

(2)沟壑

利用91卫图助手在Google Earth影像图上提取沟壑数据,榜沙河流域面积超过3 km2的一级支沟55条,共计长度490.94 km;二级支沟92条,共计长度614.21 km;三级支沟51条,共计长度229.02 km。漳河流域平均沟壑密度2.26 km/km2,龙川河流域平均沟壑密度1.63 km/km2,榜沙河上游平均沟壑密度1.71 km/km2,榜沙河主流中下游区域平均沟壑密度2.93 km/km2。

榜沙河流域沟壑密度总体上东北部黄土丘陵区沟壑区大于西南部土石山区,漳河下游北岸黄土丘陵沟壑区沟壑密度最高可达4.5km/km2;而西南部土石山区沟壑密度最小不足1.0 km/km2,最大也不超2.6km/km2。详见表3。

3.土壤

榜沙河流域土壤成因复杂,土壤类型多样。根据区域各县土壤普查资料,主要有黄绵土、褐土、黑垆土、淀土、红黏土、黑土、山地草甸土、沼泽土、潮土等9个土类。

黄绵土主要分布在流域北部黄土丘陵沟壑区。褐土主要分布在流域中西部土石山区,分布范围主要包括漳河中上游、龙川河上游海拔2 000 m左右的中山区域。黑垆土主要分布在漳河流域中下游黄土丘陵山地,垂直分布上位于黄绵土之上。淀土主要分布在河谷川水地。红黏土为非地带性土壤,在各类型土壤区域均有红黏土插入。黑土主要分布在榜沙河流域上游中高山地。山地草甸土主要分布于漳县西部渭河与洮河分水岭中高山山梁、沟谷的平缓草地上,以及岷县浦麻、申都、闾井分水岭中高山山梁、沟谷的平缓草地上。潮土土种表现主要为盐化潮土,主要在地下水水位较高的河谷沟滩地带出现。

表1 榜沙河流域内年均降水分布情况

表2 榜沙河流域坡度特征

表3 榜沙河流域沟壑密度

表4 榜沙河流域植被现状

表5 榜沙河流域土壤侵蚀强度分级

表6 榜沙河流域淤地坝淤积情况调查

表7 榜沙河流域土壤侵蚀分析

4.植被

榜沙河流域植被类型属森林草原植被,为落叶阔叶林向草原植被过渡地带。植被分布表现为流域上中游西南部土石山区中高山阴坡及河谷沟坡地带覆盖度较高,有大片的森林;中高山地平缓坡地及各支流分水岭源头滩地分布有高山草原、草甸。流域中下游黄土丘陵沟壑区植被覆盖度较低,植被类型以干旱、半干旱灌草为主,乔木树种主要以人工栽植的各类四旁树、防护林、水保林为主。浅山、河谷地带主要以人工植被为主。根据各县统计资料,结合调查统计,榜沙河流域现有各类林地6.04万hm2,草地 14.61 万 hm2,平均森林覆盖度17.0%,植被覆盖度58.10%。详见表4。

5.土壤侵蚀强度

按照上述调查、分析,结合《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007),对榜沙河流域土壤侵蚀强度进行分级统计,结果见表5。

6.土壤侵蚀模数

(1)根据土壤侵蚀强度计算土壤侵蚀模数

按照 《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007),对侵蚀强度对应模数区间取值,加权计算侵蚀模数。

(2)根据淤地坝淤情况计算土壤侵蚀模数

调查榜沙河流域已建淤地坝淤积情况,计算区域土壤侵蚀模数,对应淤地坝具体位置、地形、土壤、植被等情况,与根据土壤侵蚀强度分级计算结果基本一致。详见表6。

三、土壤侵蚀分析

为了比较榜沙河流域各区域侵蚀情况,阐明主要侵蚀区域,以总体侵蚀面积占全流域面积的百分数及以全流域平均侵蚀模数计算的各区域年侵蚀量为平均值,对侵蚀面积和侵蚀量进行无量纲化处理,分别计算各侵蚀区侵蚀面积和侵蚀量的离差、距平。计算结果见表7。

榜沙河主流中下游区域及漳河流域侵蚀面积比例、侵蚀量比例均高于平均值,其中榜沙河主流中下游最高,侵蚀面积高出平均值38.35%,侵蚀量高出平均值63.04%,但由于其总面积仅占全流域的4.12%,年侵蚀量占全流域总量的9.21%;漳河流域侵蚀面积高出平均值21.56%,侵蚀量高出平均值13.04%,其总面积占全流域的38.7%,年侵蚀量占全流域总量的52.71%。说明榜沙河中下游区域水土流失程度最严重,在绝对量上漳河流域侵蚀量最高,侵蚀程度也比较严重。漳河流域中下游及榜沙河主流中下游区域主要为黄土丘陵沟壑区,该区侵蚀模数也是榜沙河流域最高的,因此区域黄土丘陵沟壑区就是榜沙河流域水土流失最为严重的区域。

四、结 论

榜沙河流域降水分布是自上游往下游减小,自西往东减小,自南往北减小。南北降水差距(207 mm)与西东降水差距(214 mm)基本一致。

山地平均地面坡度17.3度,总体左岸坡缓于右岸坡、漳河流域山地坡最小、龙川河流域山地坡度居中、榜沙河主流区域山地坡度最大。漳河流域平均沟壑密度2.26 km/km2,龙川河流域平均沟壑密度1.63 km/km2,榜沙河上游平均沟壑密度1.71 km/km2,榜沙河主流中下游区域平均沟壑密度2.93 km/km2,东北部黄土丘陵沟壑区大于西南部土石山区。

榜沙河流域水土流失面积共计2 212 km2,占区域总面积的62.22%,平均侵蚀强度为轻度,侵蚀模数2 300 t/(a·km2)。 从绝对侵蚀量上,榜沙河流域土壤侵蚀从高到低排序:漳河流域>龙川河流域>榜沙河主流上游区>榜沙河主流中下游区。从相对侵蚀程度上,榜沙河流域土壤侵蚀从高到低排序:榜沙河主流中下游区>漳河流域>龙川河流域>榜沙河主流上游区。东北部黄土丘陵沟壑区是榜沙河流域水土流失最为严重的区域。 ■

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