西峰水保站黄土高塬沟壑区水土流失规律试验观测

王鸿斌

(黄河水利委员会 西峰水土保持科学试验站，甘肃 庆阳 745000)



西峰水保站黄土高塬沟壑区水土流失规律试验观测

王鸿斌

(黄河水利委员会 西峰水土保持科学试验站，甘肃 庆阳 745000)

水土流失规律；试验观测；黄土高塬沟壑区；西峰站

西峰站的黄土高塬沟壑区水土流失规律试验观测工作已开展了60余年，初步摸清了黄土高塬沟壑区水土流失基本规律，提出了黄土高塬沟壑区水土流失综合治理模式，对推动黄土高原地区乃至全国的水土流失治理、发展当地农业生产、减少入黄泥沙做出了重要贡献。未来，西峰站黄土高塬沟壑区水土流失观测将以数字化、信息化发展为目标，努力提高观测成果的科学性和准确性，为黄土高塬沟壑区乃至整个黄土高原的水土流失治理和黄河治理提供决策支持。

西峰水土保持科学试验站成立于1951年，是黄河水利委员会在黄土高塬沟壑区设立的集水土保持科学研究、监督监测、治理示范、管理服务于一体的综合性基层事业单位。为探索黄土高塬沟壑区水土流失规律、分析水土保持效益，西峰站在新中国成立初期相继建立了黄土高塬沟壑区南小河沟、赵家川、王家湾、砚瓦川，子午岭次生林区王家河、石桥、堡子沟、柳沟、魏家沟、石桥沟、党家川，残塬沟壑区铺沟、野鸡沟、小羊沟、丁家嘴沟等一批监测流域，形成了中流域套小流域、小流域套支毛沟、支毛沟套小区的观测站网体系，先后共建成径流站24个、径流小区68个。

1 试验观测站网布设

60多年来，西峰站紧紧围绕黄土高塬沟壑区水土流失治理需求，按照“纵向对比，平行对比，以及大流域套小流域，综合套单项”的指导思想，在水土保持试验研究、综合治理、示范与推广、生态工程建设等方面，开展了大量极具价值的基础性工作。通过观测研究，初步摸清了高塬沟壑区水沙变化规律，取得了一系列单项水土保持措施及小流域综合治理效益变化监测成果，为中小流域综合治理模式的确定、农林牧生态经济结构优化、径流高效利用及节水灌溉技术体系的形成与发展提供了技术支撑，对推动黄土高原地区乃至全国的水土流失治理、发展当地农业生产、减少入黄泥沙发挥了重要作用，为中国水土保持学科体系创立做出了贡献。

目前西峰站正在对南小河沟和砚瓦川两个流域实施监测。南小河沟小流域地处甘肃省庆阳市西峰区境内，系泾河的二级支流，流域总面积38.93 km2。从1954年开始分别在南小河沟流域出口、治理沟(杨家沟)和非治理沟(董庄沟)支毛沟出口设立把口站，并配套布设了气象、径流小区观测。现实施观测的有4个径流泥沙测站、14个自动化雨量站、1个标准气象园、14个坡度因子径流小区、2个全坡面径流小区、2个荒坡标准小区、6个水土保持措施因子小区。流域内雨量站网密度为2.8站/km2。砚瓦川流域地处甘肃省庆阳市西峰区、宁县境内，系泾河二级支流，流域总面积376.69 km2，涉及西峰区、宁县的8个乡镇。为探索中尺度流域的水土流失综合治理效益，并为小区及小流域观测资料移用于大面积水土流失治理效益分析提供依据，从1976年开始，西峰站在砚瓦川流域布设了1个径流泥沙测站。目前，该流域内共布设了24个雨量站，雨量站网密度为15.7站/km2。

2 试验观测内容及指标体系

西峰站水土流失规律观测的内容与指标体系主要包括：①河道径流泥沙监测。通过建立测站，观测水位(水头)、流量、含沙量、降水量和蒸发量等，掌握中小流域水沙变化规律。②单项治理措施效益观测。通过建立径流小区，主要观测径流量、侵蚀量、降水量、土壤含水率等，测定洪水深、径流量、含沙量、侵蚀模数。③径流泥沙变化的降雨因子监测。采用人工雨量筒、虹吸式自记雨量计、遥测雨量计观测全年次降雨量、降雨历时、降雨总量。④沟道治理工程淤积变化。对坝库淤积采用断面法测量，一年一次计算年淤积量，对特大暴雨增加测次，以观测次暴雨淤积情况。⑤气象要素观测，主要观测风力、风向、温度、湿度、蒸发、降雨等气象要素。⑥典型暴雨调查。监测较大范围暴雨强度、历时、危害程度、坡面侵蚀、沟道重力侵蚀等，要做到调查及时、全面、准确。⑦调查董庄沟沟道上中下游断面年度冲淤变化。采用投影法进行乔木林、灌木林样方郁闭度观测，采用网格法进行荒坡样方覆盖度观测。

3 试验观测取得的成果资料

1964年,整编刊印了1954—1963年《黄河中游水土保持径流测验资料西峰小流域部分》《黄河中游水土保持径流测验资料西峰径流小区部分》。1982年，整编刊印了《1954—1980年黄河中游水土保持径流泥沙测验资料西峰部分》。

1981年以后，每年按照以下五部分内容连续编印观测成果资料：第一部分降水资料，包括降水量观测记载表、降水量摘录表、逐日降水量表、各时段最大降水量；第二部分径流资料，包括洪水水文要素摘录表、逐次洪水测验成果表、逐日平均流量表、逐次洪水降水量观测成果表；第三部分径流小区资料，包括径流小区观测记载表、径流小区逐次径流测验成果表；第四部分泥沙观测资料，包括水位流量单沙测验记载表、悬移质水样处理记载表、逐日平均输沙率表、逐日平均含沙量表；第五部分其他资料，包括蒸发量观测记载表、逐日蒸发量表、土壤湿度测定计算表、土壤含水率实测成果表等。

4 试验观测成果及其应用

一是摸清了黄土高塬沟壑区水土流失基本规律。以南小河沟流域1954—1980年水土流失试验观测数据为样本，分析研究得出黄土高塬沟壑区“径流主要来自塬面，泥沙主要来自沟谷，塬水下沟对流域泥沙量影响最大”。塬面径流量占总量的67.4%，沟谷泥沙量占总量的86.3%，塬水下沟后流域泥沙总量增加76.8%～77.9%。

二是提出了黄土高塬沟壑区水土流失综合治理模式。以南小河沟流域水土流失规律观测数据成果为依据，提出了黄土高塬沟壑区水土保持“三道防线”综合治理模式。基本方略为：固沟保塬，塬、坡、沟综合治理，按照因地制宜、因害设防的原则，建立“塬面径流控调，坡面林草治理，沟道水沙集蓄”三道防线。

三是取得了观测流域水土保持措施效益监测的定量化成果。比如，据同期对比资料，杨家沟经过综合治理，与非治理沟董庄沟相比，1954—1997年洪水输沙量减少了76.1%，2007—2011年平均洪水输沙量为3 710 t，平均输沙模数为3 229.5 t/km2，比董庄沟洪水输沙量减少了84.9%。此外，每年还为全国水土保持公报的发布提供翔实的水土保持措施监测数据。

5 试验观测的特点

西峰站黄土高塬沟壑区水土流失规律试验观测体现了五大特点：一是观测历史悠“久”。从1954年开始，西峰站在黄土高塬沟壑区布设水土流失试验观测站网，开展了降雨径流泥沙观测、下垫面调查、水土保持效益分析等工作，开创了黄土高塬沟壑区水土流失试验观测的先河。二是资料系列“长”。截至2014年底，取得了径流泥沙资料755站年，雨量资料2 969站年，地形因子径流小区、植被因子径流小区、耕作措施因子径流小区、水土保持措施因子径流小区、泥沙径流小区径流泥沙资料358区年。三是试验观测规模“大”。按照“中尺度流域、小流域、支毛沟、径流小区”的布设原则，开展了不同尺度的水土流失规律试验研究，现有南小河沟国有试验观测基地4.8 km2，是目前国内最大的水土流失试验观测基地。四是试验观测成果应用“广”。西峰站在实践中总结提出了固沟保塬的治理方针、“三道防线”和“四个生态经济带”的综合治理模式，在庆阳地区37条大塬综合治理中得到采用。五是试验观测手段“新”。为提高水土流失试验观测精度，西峰站从2008年开始，建成了南小河沟水土流失自动化测报系统，实现了降雨、水位、蒸发、气温等要素的自动化观测和实时传输；2015年又建成了推移质集沙槽，首次将推移质纳入全国水土流失动态监测与公告项目之中。

6 结 语

在生态环境受到高度重视的今天，及时、准确的水土保持监测数据对经济社会持续发展至关重要。西峰水保站将一如既往，按照国家及部、委关于生态环境监测工作的要求，进一步优化水土保持监测网络，依靠科技创新和技术进步，提高水土保持监测的立体化、自动化和智能化水平，为黄土高塬沟壑区乃至整个黄土高原的水土流失治理和黄河治理提供决策支持，为国家生态建设管理和规划提供依据。

(责任编辑 李杨杨)

S157

C

1000-0941(2016)10-0027-02

王鸿斌(1968—)，男，甘肃庆阳市人，学士，高级工程师，长期从事水土流失规律观测及水土保持监测工作。

2016-08-02