潘明昌，代兴兰，颜丽俊，官 敏

(云南省水文水资源局 曲靖分局，云南 曲靖 655000)

我国西南土石山区特别是喀斯特岩溶地区“土少石多”，在西南季风和东南季风的影响下，降雨量大且密集，特殊的地质环境、气候特征和人类活动导致当地生态环境脆弱、水土流失严重。本研究选择位于云南省曲靖市宣威市宝山镇摩布村的典型小流域——摩布小流域，对其2014—2020年监测结果进行分析，希望能为西南土石山区小流域水土流失预测、土壤侵蚀强度估算等提供参考。

1 流域概况

摩布小流域的主要河流摩布河为珠江流域西江水系北盘江清水河支流，全长7.20 km，河床较陡，河道比降3.5%。摩布小流域内地质构造复杂，出露地层多为二迭系，西部为栖霞组第二段至矛口组，中西部出露地表为玄武岩；地势西高东低，山脉总体呈东西走向，南北两端山脉纵横，中间河谷切割，形成高原中山剥蚀地貌；土壤主要有红壤、棕红壤、涩红土和油红土，成土母岩为石灰岩和玄武岩。主要气候特点是春季暖和干燥、夏秋潮湿温凉、冬季干燥寒冷；多年平均降水量988.0 mm，降水集中在5—10月，期间降水量占全年的82%，其中暴雨的降水量占全年的23.1%；多年平均蒸发量889.0 mm，多年平均气温12.7 ℃，≥10 ℃积温3 400 ℃，年日照时数1 508 h，年无霜期220 d。植被覆盖率低，涵养水源能力差，地表径流随降雨量变化明显，自然灾害频繁，水土流失严重。针对这一情况，近年来宣威市组织实施了摩布小流域综合治理，采取了坡改梯、人工造林、栽植经果林、河道整治等措施，并实施了保土耕作，修建了田间水窖、沟洫工程、机耕便道等，流域内水土流失状况有所改善。

2 监测方案

宣威市摩布小流域摩布水土保持地面监测站径流小区监测点(代码HA5320524150，以下简称“监测点”)位于宣威市宝山镇摩布村，地处东经104°30′00″、北纬26°17′17″。监测点根据摩布小流域内的主要坡度和耕作方式布设了12个观测小区，其中：坡度为10°的小区6个，即10-1(桃树)、10-2(轮作)、10-3(轮作)、10-4(荒坡)、10-5(柳杉)、10-6(圆柏)；坡度为20°的小区6个，即20-1(桃树)、20-2(轮作)、20-3(轮作)、20-4(荒坡)、20-5(圆柏)、20-6(金合欢)。12个小区可分为坡改梯小区(10-2、10-3、20-2、20-3)、荒地小区(10-4、20-4)，以及经果林和人工造林小区(10-1、10-5、10-6、20-1、20-5、20-6)。各小区尺寸均为20 m×5 m，小区尾端设有水泥浇筑的集流池(长×宽×高分别为1 m×1 m×1.2 m)，采用9孔分流至分流池，分流池尺寸和集流池相同，与集流池之间用水管相连。

监测点监测内容包括降水量、蒸发量、径流量，以及各小区土壤含水量、侵蚀量等。其中：降水量采用精度为0.5 mm的遥测雨量器间隔5 min记录一组降水数据；蒸发量采用E601型蒸发器每日8:00观测计算日蒸发量；土壤含水量每月在各小区用专用铝盒取土样2次，用烘干称重法求得各小区土壤含水量；径流量和土壤侵蚀量是在降雨产流后，先观测集流池内水尺读数(分流池内有水时同时观测)，所得数据即为径流量(水池底面积为1 m2)，再将池内水沙搅拌均匀，用取样桶取1 000 mL混合样，用滤纸过滤、烘干、称量，得到含沙量，进而计算悬移质侵蚀量，如土壤侵蚀量较大，水池内有推移质，则另外取样烘干、称量，计算推移质侵蚀量。选取监测点2014—2020年共计7年的连续监测数据，研究场次降雨侵蚀力和场次雨量、最大30 min雨强之间的关系，不同坡度不同措施下小区的土壤侵蚀特征，以及降水量与径流量、土壤侵蚀强度的关系。

3 监测结果分析

3.1 场次降雨侵蚀力和场次雨量、最大30 min雨强的关系

选取2014—2020年共162场侵蚀性降雨作为分析样本。流域内降雨时断时续，有时一天会发生多次降雨。按照《降水量观测规范》(SL 21—2015)，如果降雨过程中停歇时间超过6 h，则将停歇前后的降雨视为两个不同的降雨事件；如果停歇时间不超过6 h或者6 h内连续降雨不超过1.5 mm，则将停歇前后的降雨合并为1个降雨事件。同时，采用侵蚀性降雨标准为12 mm，场次降雨量小于12 mm的不参与统计。为估算次降雨侵蚀力，建立场次雨量和最大30 min雨强的乘积(PI30)与次降雨侵蚀力EI30的相关关系(图1)。点绘PI30-EI30关系曲线，设置趋势线截距为0，相关方程为y=0.233 6x，相关系数高达0.981 2，相关性良好，说明在摩布小流域用PI30估算EI30有较高的精度，对于同类型地区小流域具有参考意义。

图1 PI30-EI30关系曲线

3.2 各小区土壤侵蚀特征

2014—2020年各小区土壤侵蚀监测结果见表1。由表1可知，相同坡度的小区中，经果林和人工造林小区的土壤侵蚀量最小，坡改梯小区次之，荒地最大，这说明在流域内坡地实施水土保持措施可以有效减少土壤流失量；相同措施的小区中，20°坡地小区土壤侵蚀量均大于10°坡地小区，但是随着坡度增大，荒地小区土壤流失量增加明显，坡改梯小区增加较少，经果林和人工造林小区增加最少，这说明水土保持措施的实施可以有效减少坡度对土壤侵蚀的影响，适用于小流域内的坡地治理。

表1 2014—2020年各小区土壤土壤侵蚀强度监测结果

3.3 径流深、土壤侵蚀强度与降水量的关系

选择 2020年的21次侵蚀性降雨事件，绘制10°、20°小区径流深、土壤侵蚀强度与降水量的关系曲线，见图2、3。10°、20°小区降水量-径流深拟合关系式R2值分别为0.690 2和 0.688 6，降水量-土壤侵蚀强度拟合关系式R2值分别为 0.717 2和 0.640 8，说明监测得到的径流深、土壤侵蚀强度与降水量拟合关系均较好，这对于西南土石山区特别是喀斯特岩溶地区小流域根据降雨量估算径流量和土壤侵蚀具有一定的参考价值。

图2 10°、20°小区降水量-径流深关系曲线

4 结 语

选择位于云南省曲靖市宣威市宝山镇摩布村的典型小流域——摩布小流域，对其2014—2020年监测结果进行分析，结果表明：EI30与PI30的相关系数高达0.981 2，相关性甚好，说明用PI30估算EI30精度较高，可直接运用降雨量快速便捷地计算降雨侵蚀力；经果林和人工造林等水土保持措施可以减少径流小区的土壤侵蚀量，尤其是减轻坡度对土壤侵蚀的影响；20°、10°坡地径流小区径流深、土壤侵蚀强度与降雨量拟合关系均较好，监测结果对西南喀斯特地区水土流失预测、土壤侵蚀强度估算等具有较高的参考价值。

图3 10°、20°小区降水量-土壤侵蚀强度关系曲线