济南市南部山区水土流失原因分析与建议

陈振江，单 彪，汪 峰

（济南市水文局，山东 济南 250014）

济南市是水土流失较为严重的地区之一，水土流失不仅破坏水土资源，恶化生态环境，加剧自然灾害，而且严重制约区域经济社会的可持续发展。

1 实验概况

目前，济南市设有水土保持监测站1处——济西水土保持监测站。该站位于济南市槐荫区段店镇王府庄，属黄河流域，黄河干流水系，玉符河上游。监测站包括5个不同坡度径流小区、综合气象观测场和人工模拟降雨系统[1]。

径流小区是对坡地水土流失规律和小流域水土流失规律进行定量研究的一种测验设施，一般由边埂、边埂围成的小区、集流槽、径流和泥沙集蓄设备、保护带及排水系统组成。径流小区测验是为了解决大范围的水土流失问题，是水土保持观测试验的重要方法之一，是测验径流、泥沙的主要手段[2]。济西水土保持监测站径流小区尺寸均为 5 m×10 m，坡度分别为 5°、10°、15°、20°、25°。径流小区下垫面选取济南市南部山区典型土壤褐土，土层厚度50 cm；措施类型经南部山区实地调查，采取南部山区典型措施类型，均采用林地，其中5°和10°小区种植核桃，其余小区种植侧柏、荆条、白车轴草、黑麦草、狗牙根、高羊茅。监测站径流小区可模拟济南市南部山区水土流失情况。径流小区情况见表1。

2018年6月25日，济南市普降大暴雨，其中济西水土保持监测站5个径流小区均产生径流。本实验通过径流小区产流、产沙情况推算济南市南部山区水土流失量，并对其水土保持状况进行分析。

表1 径流小区情况一览表

2 实验方法

2.1 降雨量

采用自动雨量计，每5 min采集一次数据，精度为0.1 mm。

2.2 泥沙处理

1）泥沙取样。取样方式采用人工取样。取样方法为搅拌舀水取样。集流桶内各取2个重复样，样品的体积均为500 ml。

2）样品室内处理。小区取样完毕，将样品带回室内测定含沙量。采用烘干法测定含沙量。1）沉淀或过滤。将取样瓶中的泥水倒入烘干用泥沙盒（容积约1000 ml）中，用清水冲洗取样瓶，使瓶中泥沙全部进入泥沙盒。静置泥沙盒直至泥沙沉淀上部为清水，然后倒掉泥沙盒上部的清水，或将上层清水样用滤纸过滤。如果自然沉淀时间过长，可滴明矾溶液1～2滴，加速沉淀。2）烘干。把泥沙盒放入烘箱，在105°C下烘干8～12 h至恒重。3）称量。取出泥沙盒，用电子天平（精度0.01 g以上）依次称量，单位g，保留两位小数。

2.3 计算方法

1）径流小区径流量计算方法。径流小区产生的径流量直接从集流桶刻度读出，单位L，保留整数。2）径流小区泥沙量计算方法。径流小区泥沙量=[(泥沙盒+干土重)-泥沙盒重]/0.5×径流量，单位g，保留一位小数。

3 计算结果

3.1 径流小区径流泥沙量结果

经计算，坡度为25°的小区产生径流量最大，为230 L，坡度为10°的小区产生径流量最小，为70 L；坡度为25°的小区产生泥沙量最大，为943.0 g，坡度为5°的小区产生泥沙量最小，为9.6 g。径流小区径流泥沙量见表2。

表2 径流小区径流泥沙量表

3.2 济南市南部山区坡度面积结果

根据济南市南部山区DEM图结合GIS软件分析，济南市南部山区面积为3 998.80 km2，约占济南市总面积的50%。其中0～10°坡度面积最大，为2 630.96 km2，占南部山区总面积的65.79%；25°以上坡度面积最小，为215.21 km2，占南部山区总面积的5.38%。济南市南部山区坡度面积见表3。

3.3 济南市南部山区径流泥沙量结果

通过径流小区面积和坡度及所产生的径流泥沙量，结合济南市南部山区面积和坡度，推算南部山区径流泥沙量。济南市2018年6月25日强降雨平均降雨量115.2 mm，经推算，南部山区共产生径流量830.63万m3，泥沙量8 400.39 t。其中 0～10°坡面径流量最大，为 484.10 万 m3，20°～25°坡面径流量最小，为43.32万m3。25°以上坡面泥沙量最大，为 4 058.86 t，10°～15°坡面泥沙量最小，为284.37 t。济南市南部山区径流泥沙量见表4。

表3 济南市南部山区坡度面积表

表4 济南市南部山区径流泥沙量表

4 结论

1）经推算，2018年6月25日济南市强降雨共造成南部山区径流量830.63万m3，产生泥沙量8 400.39 t。其中0～10°坡面径流量最大，应在0～10°坡度减少人为扰动，多采取植树种草等植物措施、梯田等耕作措施和小型拦水坝等工程措施，减少径流流失；25°以上坡面泥沙量最大，应采取封育等措施，加大陡坡水土保持措施治理。

2）径流小区是目前水土流失监测的主要设施之一，可较好地模拟推算实际坡面水土流失量，但由于小区面积与措施类型的有限性，推算数据可能存在较大的误差，需要实地监测进行校正。济南市目前只有一处水土保持监测点，需要补充监测点类型，并及时开展小流域水土保持监测研究。