坡面径流防治措施的标准浅议

潘建平

（甘肃省渭源县水务局，748200，渭源）

我国水土保持工作在治理水土流失、减少泥沙下泄方面取得了显著成绩，特别是由我国独创的小流域综合治理理论与配套的技术体系及模式，在水土保持工作中起到了重要的科技支撑作用。

但过去的水土保持工作过多地考虑了土壤的流失与保持，而轻视了对水流失与水利用的研究，忽视了对防治措施的整体布局、防治能力及防治标准的研究。由此在进行水土保持综合治理设计时出现一些问题，如对各项防治措施没有从发生水土流失主导因子的形成和发展规律性方面来设计、布设；没有综合考虑该区的自然特点、社会经济情况、土地利用结构等综合因素，没有进行优化配置；没有制定统一的防治标准，对各项防治措施的防治能力也没有明确说明；工程措施特别是整地工程的防治规模缺乏计算的理论依据和设计标准。由于设计模糊，在实施时只能把各项防治措施“堆放”在一条小流域内，不管各项措施在具体条件下是否具有防治水土流失的能力。这导致人们把水土流失综合治理视为 “拼盘”，认为“水保水保，人人会搞，不是修梯田，就是造林种草”。

我国经济社会的高速发展，对水土保持工作提出了更高、更全面的要求。面对这种态势，有必要对水土保持措施存在的不足进行认真的思考和研究，把小流域的综合治理提高到新的水平。

一、坡面径流与水土流失的关系

1.坡面径流是产生水土流失的主导因子

凡是降雨以暴雨形式出现的水土流失区，坡面径流是导致地表土产生位移和搬运的主要动力。坡面径流的流速及径流深的大小，决定水土流失的程度。根据季耶里公式，坡面径流的流速越大，越能移动大体积的沙粒；根据杜波伊提出的计算泥沙流量公式，径流深越大，流水的挟沙量越大；根据杜波伊和克列伊的研究，坡面径流的切应力与径流深成正比例关系，径流深越大，切应力越大，冲刷的动能越大，造成的水土流失越严重。

2.形成坡面径流的因素

地形、土壤、植被、降雨等诸多自然因素，直接影响坡面径流的形成和流量、流速与冲刷力。

地形影响坡面径流的因素主要是坡长、坡度，坡度是产生坡面径流的必要条件。可通过实施坡面整地、坡改梯工程等来减小坡长，可减少坡面径流的径流量和径流速度。

土壤的透水性与抗蚀性是影响坡面径流的关键因素。通过改良土壤理化性质，增加地面植被覆盖，增强土壤的透水性和持水量，增加土壤入渗，使地表水变为地下水，从而改变径流的运行轨迹。

植被的覆盖度是影响坡面径流的重要因素。当林冠郁闭度在0.7以上、草覆盖度在0.5以上时，拦蓄10年一遇暴雨的面积作用系数是0.95。

地面上不可预见的径流，主要是由暴雨所产生的。在相同的产流面上，降雨强度越大，产生的径流越大。所以说暴雨是产生坡面径流的最主要因素，因此设计坡面径流的防治措施必须以一定频率的暴雨为基础。

二、科学调控坡面径流是控制水土流失的关键

水土保持径流调控理论与实践中关于防治措施的设计标准，是以该类型区的多年平均年降水量为基础，以林草生长所需的水量换算成获取坡面径流量的面积为依据来设计治理措施的拦蓄规模，没有将防治措施的防治标准与生产用水保证频率区别开来。

甘肃省地方标准中，提出了小流域综合防治工程整体设计的设计标准和体系布设，并用聚流原理即安全聚流比和增产聚流比作为各单项治理措施的设计依据。但在聚流比计算中，重视防治措施的设计拦蓄深计算，轻视防治措施的泥沙拦蓄深计算，这样就影响了聚流原理在实践中的应用。

1.工程防治措施的防治能力与防治标准分析

坡面径流是产生水土流失的主导因子，所以治理水土流失必须把防治坡面径流放在首要位置。根据坡面径流的运行规律，改变一部分环境因子：一是改变微小地形，通过减小坡长、缩小产流面来切断径流线，将坡面径流切断、分散，分而治之，从而减小径流量和径流速度，不让雨水汇集形成有冲刷力的股流；二是增加地面植被覆盖，改良土壤理化性质，增强土体的抵抗力，增加土壤入渗，减小地表径流。通过力所能及的手段，减小坡面径流的径流量，减缓坡面径流的径流速度，促使外营力（坡面径流）的破坏力减小，终将使外营力的破坏力不大于土体的抵抗力，达到治理水土流失的目的。

在最小的治理单元内，在一定的防治标准下，如果各项调控坡面径流的防治措施能够安全滞蓄暴雨洪水，又不发生土壤流失，就是实现了防洪安全，即防治措施的拦蓄量不小于聚流（流失）面积上产生的流失量。

设计的径流调控防治体系对一定频率的暴雨条件下所产生的径流实现了安全滞蓄、全部利用，对所挟带的泥沙实现了全拦全蓄，达到了持续、稳定防治水土流失的目的。但稳定是有条件的，即在一定频率的暴雨条件下。所以在小流域的综合治理设计时，必须制定小流域的防治标准。

以产生水土流失的主导因子——坡面径流为主，综合考虑防治措施的防洪安全、建设规模及其投资等因素，工程防治措施的防治标准，宜确定为50年一遇至100年一遇最大24小时暴雨。

2.工程防治措施拦蓄面积的生产利用能力分析

径流调控防治体系不仅要拦蓄洪水和泥沙，还要满足生产利用要求，即在生产利用（设计标准）条件下，聚流面积的产洪量不大于拦蓄面积保收允许滞洪量，且产沙量不大于拦蓄面积保收年允许淤积拦沙量。

当防治措施拦蓄面积内淹水深度小于或等于临界淹水深度、防治措施拦蓄面积内年泥沙淤积厚度小于或等于临界淤积厚度时，流入防治措施拦蓄面积内的洪水及所挟带的泥沙均不影响种植作物的正常生长，达到生产利用的目的。

综合考虑各种农作物的耐淹水深、耐淤泥厚及种植作物生长特性等因素，小流域工程防治措施拦蓄面积的生产利用设计标准，宜确定为3年一遇至10年一遇最大24小时暴雨。

三、坡面径流防治措施的防治标准与小流域的治理面积分析

小流域内的工程措施，不仅本身不产生径流，而且还能拦蓄聚流面的产流，有较高的拦蓄能力。造林种草措施跟工程措施不一样，有着较长的治理过程期，在不同的生长过程期内，有不同的拦蓄能力。当林冠郁闭度在0.7以上、草覆盖度在0.5以上时，拦蓄10年一遇暴雨的面积作用系数是0.95。综合考虑工程与林草措施防治坡面径流的能力，小流域的防治标准宜确定为3年一遇至10年一遇最大24小时暴雨。

在防治标准即一定频率的暴雨条件下，小流域内的各项防治措施是各自实现了对暴雨径流的安全滞蓄和泥沙的全拦全蓄，即实现了治理的相对稳定，这样的防治措施所对应的聚流面积就是小流域的治理面积。各项措施在防治标准下没有实现治理的相对稳定，是不能统计为小流域治理面积的，应属于流失面积。治理面积与流失面积之和为小流域的总面积。

流域内的工程措施，从工程竣工后就可计算为小流域的治理面积。造林种草措施，在林草生长过程期内，要充分考虑因林草措施达不到预期目标而发生的水土流失，要发挥大自然的生态修复功能，实施封禁治理措施；或者继续深化治理，使之实现治理的相对稳定。当林冠郁闭度在0.7以上、草覆盖度在0.5以上时，就可计算为小流域的治理面积。

目前计算小流域的治理面积是将梯田、造林、种草等各项防治措施的面积累加起来，不管是防治能力高的梯田、整地等工程措施，还是防治能力低、生长成“小老头树”的造林措施，都一同对待，没有区分开来，没有考虑各项防治措施在一定条件下是否有能力防治水土流失。对小流域治理面积的统计，要根据小流域的防治标准，逐项验收防治措施，各项防治措施实现相对稳定后才能够计入。只有各项防治措施分别实现相对稳定，整个小流域才能实现相对稳定。

[1]吴普特,等.21世纪中国水土保持科学的创新与发展[J].中国水土保持科学,2003（2）.

[2]郭廷辅,段巧甫.水土保持径流调控理论与实践[M].北京:中国水利水电出版社,2004.

[3]王礼先.水土保持工程学[M].北京:中国林业出版社,1989.

[4]甘肃省小流域水土流失综合防治工程建设技术规程(DB62/T346—94)[M].兰州:甘肃省科学出版社,1994.

[5]李敏,张丽.淤地坝安全与稳定的理论与实践[G].//黄土高原小流域坝系建设关键技术研讨会文集，2004.

[6]水土保持综合治理技术规范（GB/T16453.3—1996）[M].北京:中国标准出版社，1996.

[7]黄河上中游管理局.淤地坝规划[M].北京:中国计划出版社,2004.

[8]刘晓燕,袁小勇,郑新民，等.黄土高原小流域坝系建设关键技术研讨会文集[G].2004.