邢台市西部山丘区土壤侵蚀现状分析
2017-10-19刘建勇
刘建勇
【摘要】本文根据邢台市西部山丘区的降水径流特性,分析了流域植被对减缓土壤侵蚀作用,内容包括流域植被对年输沙模数、地表径流含沙量以及次暴雨对输沙模数的影响等,得出了搞好水土保持、增加流域植被的覆盖率对涵养水源、控制土壤侵蚀具有极其重要的作用。
【关键词】降水径流;土壤侵蚀模数;含沙量;流域植被
1、研究区基本概况
1.1 研究区地理位置与基本概况。邢台市位于河北省南部,东经113。45ˊ至115。50ˊ,北纬36。45ˊ至37。48ˊ。本区地势西高东低,西部为山区丘陵,东部为平原。西部山丘区面积3345km2,约占全市总面积的28%,高程多在千米以下,平均坡度1/100左右,丘陵与平原间地形变化急剧,没有明显的缓冲地带。平原面积8911km2,占全市总面积的72%。
降水:西部山区多年平均降水量为542mm。年降水的77%集中在6-9月,月最大降水一般出现在8月,约占全年降水的30%,且常以暴雨的形式出现。该区降水量的年季际变化很大,丰水年和枯水年的降水量相差1-2倍,最大相差4-9倍。该区降水不仅变率大。强度也大,不少地方降水常为一、二次暴雨所形成,雨量过于集中,常常由于暴雨洪水泛滥成灾。
蒸发:该区年平均蒸发量为1005mm。由于蒸发量大,降水偏少,地表径流贫乏,因而水分蒸发后难以得到尽快补充,形成经常性干旱缺水。
径流:与降水特点相似,径流量的季节分配很不均匀,也不能满足农作物需要。因受地形、地貌、植被等因素的影响,不同地区的径流深相差很大。中低山区多年平均径流深为209.8mm,丘陵区多年平均径流深为109mm。
1.2 流域植被与土地利用状况。在山区、丘陵区,由于不利的自然因素和人类不合理的经济活动相互交织作用的影响,造成地面的水和土离开原来的位置,流失到较低的地方,再经过坡面、沟壑,汇集到江河河道内去,形成水土流失。
其中不利的自然条件主要是:地面坡度陡峭,土体的性质松软易蚀,高强度暴雨,地面没有林草等植被覆盖;人类不合理的经济活动诸如:毁林毁草,陡坡开荒,草原上过度放牧,开矿、修路等生产建设破坏地表植被后不及时恢复,随意倾倒废土弃石等。水土流失对当地和河流下游的生态环境、生产、生活和经济发展都造成极大的危害。水土流失破坏地面完整,降低土壤肥力,造成土地硬石化、沙化,影响农业生产,威胁城镇安全,加剧干旱等自然灾害的发生、发展,导致群众生活贫困、生产条件恶化,阻碍经济、社会的可持续发展。
1.3 流域降水特性分析。利用1956-2000年山区降雨量资料系列分析计算,邢台市西部山區多年平均降水量594.5mm。对年降雨量系列进行频率计算,频率曲线采用皮尔逊Ⅲ型曲线,频率计算采用适线法。对于变差系数Cv值的确定,在适线中,对系列中出现的特大特小值,一般不做处理,由于年降水量相对稳定。偏差系数Cs的取值一般用Cv/Cs值来反映。
邢台市西部山区降水量年际变化很大,且常有连续几年降水量偏多或连续几年降水量偏少的现象。以历年年降水量最大值与最小值之间的比值K来表示年际变化,西部山区各雨量站监测的年降雨量资料分析,各站极值比大都在4.0以上,其中,獐貘、侯家庄两个雨量站变化幅度最大,极值比分别为9.4和9.2。
邢台市西部山区降水量具有年内非常集中的特点,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,按多年平均计算,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%。特别是一些大水年份,降雨更加集中。非汛期8个月期间的降水量仅占全年降水量的21.7%。
2、研究区土壤侵蚀形式分析
根据外营力的种类,可将土壤侵蚀划分为水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀、重力侵蚀、淋溶侵蚀、山洪侵蚀、泥石流侵蚀及土壤塌陷等。侵蚀的对象也并不限于土壤及其母质,还包括土壤下面的土体、岩屑及松软岩层等。在现在侵蚀条件下,人类活动对土壤侵蚀的影响日益加剧,它对土壤和地表物质的剥离和破坏,已成为十分重要的外营力。
研究区土壤侵蚀以降水和地表径流作为侵蚀的直接动力,即以水力侵蚀为主,其主要侵蚀形态有面蚀和沟蚀。水力侵蚀的强度决定于土壤或土体的特性、地面坡度、植被情况、降水特征及水流冲刷力的大小等,其中降水是最重要的动力因素,尤其是暴雨对土壤的分散、破坏作用最大,同时增强地面径流的冲刷力和搬运能力,加大土壤侵蚀量。少数几次大暴雨引起的侵蚀量,往往占年侵蚀量的主要部分。植被对地面的覆盖是减少水力侵蚀的关键因素,严重的水力侵蚀一般发生在植被遭到严重破坏的地区。坡度与坡长即影响径流速度,也影响渗透量和径流量。人为不合理的经营活动是引起水力侵蚀的主导因素,滥垦、滥伐、滥牧和不合理的耕作方法均能加剧水力侵蚀。侵蚀因素的不同组合决定着水蚀的形式、强度、时空分布以及潜在危险的大小。
在山区、丘陵区富含泥沙的地表径流,经过侵蚀沟网的集中,形成突发洪水,冲出沟道向河道汇集,山区河流洪水对沟道堤岸的冲淘、对河床的冲刷或淤积过程称之为山洪侵蚀。如1996年8月份的一场暴雨,坡底流域次暴雨面雨量为326.1mm,土壤侵蚀模数为5830t/km2,该次降水过程对土壤侵蚀量为165万t;西台峪流域次暴雨面雨量为468.9mm,土壤侵蚀模数为5140t/km2,对土壤侵蚀量为65.3万t。该研究区在1996年、2000年发生特大暴雨洪水,上述流域均发生山洪侵蚀,对农田、河流、道路等损毁严重,给当地生产生活造成很大损失。
3、结语
由以上分析可以看出,综合治理水土流失,应当遵循客观规律,根据不同的土壤质地和植被条件采用不同的治理办法,做到科学、有效治理。
把农业技术和水土保持工作一起抓。在以水力侵蚀为主的农田中,采用小地形、增加植物覆盖、地面覆盖和增加抗蚀能力等方法,达到保水、保土、保肥、改良土壤、提高农业产量的方法。
加强防护林地建设。防护林具有保持水土、防风固沙、涵养水源、调节气候、减少污染、改善生态环境等功能。因此,必须强力实施封山育林,调整经济林和生态林的种植比例。
建设水土保持工程。以小流域为单元,从分水岭到坡脚,从沟头到沟口,根据不同的水土流失部位,采用不同的工程设施,构成一个完整的工程防护体系。
加大水土保持执法力度。应当重点对开矿、采石、修路等生产建设项目进行整顿和监管。使有妨碍水土保持工作的项目在开工之前就制定水土保持方案,从源头上消除水土保持隐患。
参考文献:
[1]王礼先主编.中国水利百科全书·水土保持分册[M].中国水利水电出版社,2004,(1).
[2]郭廷辅,段巧甫著.水土保持径流调控理论与实践[M].中国水利水电出版社,2004,(9).