李欣娟
(甘肅省水土保持科學(xué)研究所,730030,蘭州)
榜沙河是渭河上游源頭區(qū)域來水量最大的一條河流,主流全長105.3 km,流域面積 3 555 km2,多年平均流量13.92 m3/s,多年平均徑流量4.39億m3。榜沙河發(fā)源于甘肅省岷縣峨山北麓閭井鄉(xiāng)黃山梁,匯申都河后稱閭井河,向東北流入漳縣稱黑虎河,至武山縣榜沙村納胭脂河后稱榜沙河,再向北流有龍川河和漳河由西匯入,向東北流至鴛鴦鎮(zhèn)東注入渭河。榜沙河中上游流經(jīng)北秦嶺土石山地,中下游流經(jīng)黃土丘陵溝壑區(qū),區(qū)域既有隴南土石山地水土流失特點,又有黃土丘陵溝壑水土流失特點,集典型性與特殊性于一體。
榜沙河流域水土保持工作起步較早,早期以梯田建設(shè)為主,輔以小流域治理及荒坡造林、種草、林草地封育等。改革開放后,尤其是進入21世紀(jì)以來,隨著國家對生態(tài)環(huán)境建設(shè)越來越重視,水土保持工作持續(xù)加強,各項水土流失治理工程、預(yù)防監(jiān)督工作全面開展。先后有小流域綜合治理工程、治溝骨干工程、天然林保護工程、坡耕地水土流失治理工程、國家水土保持重點建設(shè)工程、水土保持專項重點治理工程、精品示范流域工程、水保生態(tài)修復(fù)試點工程、淤地壩工程等一系列水土保持項目得以實施。截至2016年,榜沙河流域累計完成水土流失治理面積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,建成治溝骨干工程淤地壩8座、水窖10 477眼、其他小型攔蓄工程236處,區(qū)域治理程度48%。
根據(jù)國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺1981—2010年數(shù)據(jù),榜沙河流域涉及的武山縣、漳縣、岷縣年均降水量 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月間平均降水量占總量的75.01%~78.60%,降水分布自下游向上游遞增。
為了解區(qū)域內(nèi)縣鄉(xiāng)降水量具體分布情況,選擇榜沙河流域有代表性的點分析其降水情況,自東往西方向選擇武山縣鴛鴦,漳縣武當(dāng)、馬泉、四族、酒店;自北向南方向選擇漳縣武陽(縣城)、馬泉、草灘,岷縣蒲麻、閭井。根據(jù)各縣鄉(xiāng)氣象資料,年均降水情況見表1。
榜沙河流域降水分布是自上游往下游減小,自西往東減小,自南往北減小。南北降水差距(207 mm)與西東降水差距(214 mm)基本一致,西南部上游源頭區(qū)土石山區(qū)降水量基本一致(635 mm左右),漳河北部中下游黃土丘陵區(qū)、榜沙河主流下游黃土丘陵區(qū)降水量基本一致(430 mm左右)。
(1)坡度
榜沙河流域總面積3 555 km2,主要由上游主流區(qū)、漳河流域、龍川河流域組成,其中河谷川區(qū)面積137.25 km2,占總面積的 3.86%;山地面積3 417.75 km2,占總面積的96.14%。利用91衛(wèi)圖助手提取Google Earth影像地形剖面圖計算坡度值,結(jié)果見表2。
山地平均地面坡度17.3度,總體呈現(xiàn)左岸坡緩于右岸坡、漳河流域山地坡最小、龍川河流域山地坡度居中、榜沙河主流區(qū)域山地坡度最大的特點。
(2)溝壑
利用91衛(wèi)圖助手在Google Earth影像圖上提取溝壑?jǐn)?shù)據(jù),榜沙河流域面積超過3 km2的一級支溝55條,共計長度490.94 km;二級支溝92條,共計長度614.21 km;三級支溝51條,共計長度229.02 km。漳河流域平均溝壑密度2.26 km/km2,龍川河流域平均溝壑密度1.63 km/km2,榜沙河上游平均溝壑密度1.71 km/km2,榜沙河主流中下游區(qū)域平均溝壑密度2.93 km/km2。
榜沙河流域溝壑密度總體上東北部黃土丘陵區(qū)溝壑區(qū)大于西南部土石山區(qū),漳河下游北岸黃土丘陵溝壑區(qū)溝壑密度最高可達(dá)4.5km/km2;而西南部土石山區(qū)溝壑密度最小不足1.0 km/km2,最大也不超2.6km/km2。詳見表3。
榜沙河流域土壤成因復(fù)雜,土壤類型多樣。根據(jù)區(qū)域各縣土壤普查資料,主要有黃綿土、褐土、黑壚土、淀土、紅黏土、黑土、山地草甸土、沼澤土、潮土等9個土類。
黃綿土主要分布在流域北部黃土丘陵溝壑區(qū)。褐土主要分布在流域中西部土石山區(qū),分布范圍主要包括漳河中上游、龍川河上游海拔2 000 m左右的中山區(qū)域。黑壚土主要分布在漳河流域中下游黃土丘陵山地,垂直分布上位于黃綿土之上。淀土主要分布在河谷川水地。紅黏土為非地帶性土壤,在各類型土壤區(qū)域均有紅黏土插入。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縣西部渭河與洮河分水嶺中高山山梁、溝谷的平緩草地上,以及岷縣浦麻、申都、閭井分水嶺中高山山梁、溝谷的平緩草地上。潮土土種表現(xiàn)主要為鹽化潮土,主要在地下水水位較高的河谷溝灘地帶出現(xiàn)。
表1 榜沙河流域內(nèi)年均降水分布情況
表2 榜沙河流域坡度特征
表3 榜沙河流域溝壑密度
表4 榜沙河流域植被現(xiàn)狀
表5 榜沙河流域土壤侵蝕強度分級
表6 榜沙河流域淤地壩淤積情況調(diào)查
表7 榜沙河流域土壤侵蝕分析
榜沙河流域植被類型屬森林草原植被,為落葉闊葉林向草原植被過渡地帶。植被分布表現(xiàn)為流域上中游西南部土石山區(qū)中高山陰坡及河谷溝坡地帶覆蓋度較高,有大片的森林;中高山地平緩坡地及各支流分水嶺源頭灘地分布有高山草原、草甸。流域中下游黃土丘陵溝壑區(qū)植被覆蓋度較低,植被類型以干旱、半干旱灌草為主,喬木樹種主要以人工栽植的各類四旁樹、防護林、水保林為主。淺山、河谷地帶主要以人工植被為主。根據(jù)各縣統(tǒng)計資料,結(jié)合調(diào)查統(tǒng)計,榜沙河流域現(xiàn)有各類林地6.04萬hm2,草地 14.61 萬 hm2,平均森林覆蓋度17.0%,植被覆蓋度58.10%。詳見表4。
按照上述調(diào)查、分析,結(jié)合《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》(SL 190—2007),對榜沙河流域土壤侵蝕強度進行分級統(tǒng)計,結(jié)果見表5。
(1)根據(jù)土壤侵蝕強度計算土壤侵蝕模數(shù)
按照 《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》(SL 190—2007),對侵蝕強度對應(yīng)模數(shù)區(qū)間取值,加權(quán)計算侵蝕模數(shù)。
(2)根據(jù)淤地壩淤情況計算土壤侵蝕模數(shù)
調(diào)查榜沙河流域已建淤地壩淤積情況,計算區(qū)域土壤侵蝕模數(shù),對應(yīng)淤地壩具體位置、地形、土壤、植被等情況,與根據(jù)土壤侵蝕強度分級計算結(jié)果基本一致。詳見表6。
為了比較榜沙河流域各區(qū)域侵蝕情況,闡明主要侵蝕區(qū)域,以總體侵蝕面積占全流域面積的百分?jǐn)?shù)及以全流域平均侵蝕模數(shù)計算的各區(qū)域年侵蝕量為平均值,對侵蝕面積和侵蝕量進行無量綱化處理,分別計算各侵蝕區(qū)侵蝕面積和侵蝕量的離差、距平。計算結(jié)果見表7。
榜沙河主流中下游區(qū)域及漳河流域侵蝕面積比例、侵蝕量比例均高于平均值,其中榜沙河主流中下游最高,侵蝕面積高出平均值38.35%,侵蝕量高出平均值63.04%,但由于其總面積僅占全流域的4.12%,年侵蝕量占全流域總量的9.21%;漳河流域侵蝕面積高出平均值21.56%,侵蝕量高出平均值13.04%,其總面積占全流域的38.7%,年侵蝕量占全流域總量的52.71%。說明榜沙河中下游區(qū)域水土流失程度最嚴(yán)重,在絕對量上漳河流域侵蝕量最高,侵蝕程度也比較嚴(yán)重。漳河流域中下游及榜沙河主流中下游區(qū)域主要為黃土丘陵溝壑區(qū),該區(qū)侵蝕模數(shù)也是榜沙河流域最高的,因此區(qū)域黃土丘陵溝壑區(qū)就是榜沙河流域水土流失最為嚴(yán)重的區(qū)域。
榜沙河流域降水分布是自上游往下游減小,自西往東減小,自南往北減小。南北降水差距(207 mm)與西東降水差距(214 mm)基本一致。
山地平均地面坡度17.3度,總體左岸坡緩于右岸坡、漳河流域山地坡最小、龍川河流域山地坡度居中、榜沙河主流區(qū)域山地坡度最大。漳河流域平均溝壑密度2.26 km/km2,龍川河流域平均溝壑密度1.63 km/km2,榜沙河上游平均溝壑密度1.71 km/km2,榜沙河主流中下游區(qū)域平均溝壑密度2.93 km/km2,東北部黃土丘陵溝壑區(qū)大于西南部土石山區(qū)。
榜沙河流域水土流失面積共計2 212 km2,占區(qū)域總面積的62.22%,平均侵蝕強度為輕度,侵蝕模數(shù)2 300 t/(a·km2)。 從絕對侵蝕量上,榜沙河流域土壤侵蝕從高到低排序:漳河流域>龍川河流域>榜沙河主流上游區(qū)>榜沙河主流中下游區(qū)。從相對侵蝕程度上,榜沙河流域土壤侵蝕從高到低排序:榜沙河主流中下游區(qū)>漳河流域>龍川河流域>榜沙河主流上游區(qū)。東北部黃土丘陵溝壑區(qū)是榜沙河流域水土流失最為嚴(yán)重的區(qū)域。 ■