劉建勇
【摘要】本文根據邢臺市西部山丘區(qū)的降水徑流特性,分析了流域植被對減緩土壤侵蝕作用,內容包括流域植被對年輸沙模數、地表徑流含沙量以及次暴雨對輸沙模數的影響等,得出了搞好水土保持、增加流域植被的覆蓋率對涵養(yǎng)水源、控制土壤侵蝕具有極其重要的作用。
【關鍵詞】降水徑流;土壤侵蝕模數;含沙量;流域植被
1、研究區(qū)基本概況
1.1 研究區(qū)地理位置與基本概況。邢臺市位于河北省南部,東經113。45ˊ至115。50ˊ,北緯36。45ˊ至37。48ˊ。本區(qū)地勢西高東低,西部為山區(qū)丘陵,東部為平原。西部山丘區(qū)面積3345km2,約占全市總面積的28%,高程多在千米以下,平均坡度1/100左右,丘陵與平原間地形變化急劇,沒有明顯的緩沖地帶。平原面積8911km2,占全市總面積的72%。
降水:西部山區(qū)多年平均降水量為542mm。年降水的77%集中在6-9月,月最大降水一般出現在8月,約占全年降水的30%,且常以暴雨的形式出現。該區(qū)降水量的年季際變化很大,豐水年和枯水年的降水量相差1-2倍,最大相差4-9倍。該區(qū)降水不僅變率大。強度也大,不少地方降水常為一、二次暴雨所形成,雨量過于集中,常常由于暴雨洪水泛濫成災。
蒸發(fā):該區(qū)年平均蒸發(fā)量為1005mm。由于蒸發(fā)量大,降水偏少,地表徑流貧乏,因而水分蒸發(fā)后難以得到盡快補充,形成經常性干旱缺水。
徑流:與降水特點相似,徑流量的季節(jié)分配很不均勻,也不能滿足農作物需要。因受地形、地貌、植被等因素的影響,不同地區(qū)的徑流深相差很大。中低山區(qū)多年平均徑流深為209.8mm,丘陵區(qū)多年平均徑流深為109mm。
1.2 流域植被與土地利用狀況。在山區(qū)、丘陵區(qū),由于不利的自然因素和人類不合理的經濟活動相互交織作用的影響,造成地面的水和土離開原來的位置,流失到較低的地方,再經過坡面、溝壑,匯集到江河河道內去,形成水土流失。
其中不利的自然條件主要是:地面坡度陡峭,土體的性質松軟易蝕,高強度暴雨,地面沒有林草等植被覆蓋;人類不合理的經濟活動諸如:毀林毀草,陡坡開荒,草原上過度放牧,開礦、修路等生產建設破壞地表植被后不及時恢復,隨意傾倒廢土棄石等。水土流失對當地和河流下游的生態(tài)環(huán)境、生產、生活和經濟發(fā)展都造成極大的危害。水土流失破壞地面完整,降低土壤肥力,造成土地硬石化、沙化,影響農業(yè)生產,威脅城鎮(zhèn)安全,加劇干旱等自然災害的發(fā)生、發(fā)展,導致群眾生活貧困、生產條件惡化,阻礙經濟、社會的可持續(xù)發(fā)展。
1.3 流域降水特性分析。利用1956-2000年山區(qū)降雨量資料系列分析計算,邢臺市西部山區(qū)多年平均降水量594.5mm。對年降雨量系列進行頻率計算,頻率曲線采用皮爾遜Ⅲ型曲線,頻率計算采用適線法。對于變差系數Cv值的確定,在適線中,對系列中出現的特大特小值,一般不做處理,由于年降水量相對穩(wěn)定。偏差系數Cs的取值一般用Cv/Cs值來反映。
邢臺市西部山區(qū)降水量年際變化很大,且常有連續(xù)幾年降水量偏多或連續(xù)幾年降水量偏少的現象。以歷年年降水量最大值與最小值之間的比值K來表示年際變化,西部山區(qū)各雨量站監(jiān)測的年降雨量資料分析,各站極值比大都在4.0以上,其中,獐貘、侯家莊兩個雨量站變化幅度最大,極值比分別為9.4和9.2。
邢臺市西部山區(qū)降水量具有年內非常集中的特點,全年降水量的80%左右集中在汛期(6-9月),而汛期降水又集中在在7、8月份,按多年平均計算,7、8月份降水量占全年降水量的60%,6-9月份降水量占全年降水量的78.3%。特別是一些大水年份,降雨更加集中。非汛期8個月期間的降水量僅占全年降水量的21.7%。
2、研究區(qū)土壤侵蝕形式分析
根據外營力的種類,可將土壤侵蝕劃分為水力侵蝕、風力侵蝕、凍融侵蝕、重力侵蝕、淋溶侵蝕、山洪侵蝕、泥石流侵蝕及土壤塌陷等。侵蝕的對象也并不限于土壤及其母質,還包括土壤下面的土體、巖屑及松軟巖層等。在現在侵蝕條件下,人類活動對土壤侵蝕的影響日益加劇,它對土壤和地表物質的剝離和破壞,已成為十分重要的外營力。
研究區(qū)土壤侵蝕以降水和地表徑流作為侵蝕的直接動力,即以水力侵蝕為主,其主要侵蝕形態(tài)有面蝕和溝蝕。水力侵蝕的強度決定于土壤或土體的特性、地面坡度、植被情況、降水特征及水流沖刷力的大小等,其中降水是最重要的動力因素,尤其是暴雨對土壤的分散、破壞作用最大,同時增強地面徑流的沖刷力和搬運能力,加大土壤侵蝕量。少數幾次大暴雨引起的侵蝕量,往往占年侵蝕量的主要部分。植被對地面的覆蓋是減少水力侵蝕的關鍵因素,嚴重的水力侵蝕一般發(fā)生在植被遭到嚴重破壞的地區(qū)。坡度與坡長即影響徑流速度,也影響滲透量和徑流量。人為不合理的經營活動是引起水力侵蝕的主導因素,濫墾、濫伐、濫牧和不合理的耕作方法均能加劇水力侵蝕。侵蝕因素的不同組合決定著水蝕的形式、強度、時空分布以及潛在危險的大小。
在山區(qū)、丘陵區(qū)富含泥沙的地表徑流,經過侵蝕溝網的集中,形成突發(fā)洪水,沖出溝道向河道匯集,山區(qū)河流洪水對溝道堤岸的沖淘、對河床的沖刷或淤積過程稱之為山洪侵蝕。如1996年8月份的一場暴雨,坡底流域次暴雨面雨量為326.1mm,土壤侵蝕模數為5830t/km2,該次降水過程對土壤侵蝕量為165萬t;西臺峪流域次暴雨面雨量為468.9mm,土壤侵蝕模數為5140t/km2,對土壤侵蝕量為65.3萬t。該研究區(qū)在1996年、2000年發(fā)生特大暴雨洪水,上述流域均發(fā)生山洪侵蝕,對農田、河流、道路等損毀嚴重,給當地生產生活造成很大損失。
3、結語
由以上分析可以看出,綜合治理水土流失,應當遵循客觀規(guī)律,根據不同的土壤質地和植被條件采用不同的治理辦法,做到科學、有效治理。
把農業(yè)技術和水土保持工作一起抓。在以水力侵蝕為主的農田中,采用小地形、增加植物覆蓋、地面覆蓋和增加抗蝕能力等方法,達到保水、保土、保肥、改良土壤、提高農業(yè)產量的方法。
加強防護林地建設。防護林具有保持水土、防風固沙、涵養(yǎng)水源、調節(jié)氣候、減少污染、改善生態(tài)環(huán)境等功能。因此,必須強力實施封山育林,調整經濟林和生態(tài)林的種植比例。
建設水土保持工程。以小流域為單元,從分水嶺到坡腳,從溝頭到溝口,根據不同的水土流失部位,采用不同的工程設施,構成一個完整的工程防護體系。
加大水土保持執(zhí)法力度。應當重點對開礦、采石、修路等生產建設項目進行整頓和監(jiān)管。使有妨礙水土保持工作的項目在開工之前就制定水土保持方案,從源頭上消除水土保持隱患。
參考文獻:
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