基于小流域尺度的黔北喀斯特地区产流产沙特征

李 瑞，陈 康，刘瑞禄，顾再柯，文雅琴，黎庆贵，刘凤仙



基于小流域尺度的黔北喀斯特地区产流产沙特征

李 瑞1,2，陈 康3，刘瑞禄3，顾再柯3，文雅琴1,2，黎庆贵1,2，刘凤仙3

（1. 贵州师范大学 喀斯特研究院，贵阳 550001；2. 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心，贵阳 550001；3.贵州省水土保持监测站，贵阳 550002）

目前，中国西南喀斯特地区流域尺度产流产沙长期定位观测试验报道较少，且其相关机制的探讨不足。该文基于小流域尺度，分析典型喀斯特小流域产流产沙特征，定性、定量探讨喀斯特小流域产流产沙的主要影响因子。选取位于贵州北部的典型喀斯特小流域—遵义浒洋水小流域为研究区，采用小流域控制站定位观测法，在4年连续观测的基础上，分析浒洋水小流域月际、年际产流产沙特征，并重点分析了降雨对小流域产流产沙的影响。结果表明：受喀斯特地区特殊的“二元”侵蚀环境等因素影响，浒洋水小流域产流、产沙高峰不同期，产流高峰出现在10月，多年月均值为63.9万m3，而产沙高峰为6月，116.21t。显著性检验则表明，浒洋水小流域月际产流无显著差异（>0.05），但6月产沙则显著高于1、2、3及12月（<0.05），其他月份间产沙无显著差异（>0.05）；受年度降雨的影响，2010－2013年，无论是产流还是产沙，2013年均显著高于其他年份（<0.05）。研究期间，小流域多年平均输沙模数为215.32t/(km2·a)，这一结果与贵州省公布的贵州喀斯特区土壤侵蚀模数279.47 t/(km2·a)接近；该小流域降雨对产流产沙影响显著，降雨强度（60）同产流产沙在0.05水平上显著相关，而降雨量同产流产沙则在0.01水平上显著相关。结果可为喀斯特地区的水土流失治理提供参考。

流域；侵蚀；径流；喀斯特；黔北；坡面尺度；产沙；输沙模数；浒洋水

0 引 言

石漠化（rocky desertification）是中国南方喀斯特地区严峻的生态问题，导致了喀斯特风化残积层土的迅速贫瘠化[1]，同西北地区的荒漠化一样，是西部大开发中生态建设所面临的根本性地域环境问题，已成为区域可持续发展的主要障碍之一[2]。而水土流失是区域石漠化形成和发展的核心问题[3-4]。长期以来，中国水土流失基础研究的重点主要集中在黄土高原区、东北黑土区等区域，而南方喀斯特地区由于区域特殊的土壤侵蚀环境，导致土壤流失呈“二元”特征（坡面侵蚀、地下漏失），致使这一区域土壤侵蚀的基础研究开展相对前述地区要少，尤其野外定位观测试验[5]。野外定位观测试验主要包括以径流小区法、侵蚀针法等为主的坡面尺度的试验，以及以小流域控制站、水文站等为主的流域尺度的研究两类，而坡面尺度的研究方法除长期定位观测法外还有示踪法、室内人工模拟等。除此之外，主要是“3S”技术为基础的土壤流失方程和水文模型的区域尺度的研究与应用。

中国西南喀斯特地区水土流失基础研究，目前主要集中在坡面尺度不同侵蚀因子的探讨，如措施因子、地形因子、降雨因子等，其中以措施因子的研究报道居多。基于径流小区野外定位观测研究表明，坡面不同种植措施对水土流失调控效果明显，经果林、水保林、灌木林及草地等种植措施均可大幅度降低水土流失风险，侵蚀模数总体上小于100t/(km2·a)[4,6-9]，但对同一坡面，土壤侵蚀一般呈现下坡>中坡>上坡的规律[10]。基于137Cs核示踪法得到的土壤侵蚀结果同样表明西南喀斯特区坡面土壤侵蚀模数一般小于100 t/(km2·a)[11-12]。坡面地形因子的初步研究结果认为，西南喀斯特地区土壤侵蚀与坡长因子接近线性关系[13]，而与坡度因子之间关系较为复杂，呈现随坡度增加，侵蚀量先增加再减少的趋势，究其原因可能与岩石出露率（即石漠化率）不同有关[14-15]；流域尺度的野外定位观测试验，由于设施修建、观测费用等十分高昂，加之要求不间断的连续观测等制约因素，目前开展较少，主要是国家水土保持监测网络及水文站网在开展。基于已公布的乌江流域3个水文站点的历史资料，熊亚兰等[16]对乌江流域产流产沙特点进行了分析，认为80年代以后，随着水土保持措施的加强，乌江流域输沙模数大幅度减少，其中乌江渡站降至216 t/(km2·a)。吴晓玲等[17]通过乌江流域上游鸭池河及洪江渡2个水文站点长期历史资料分析认为，受水土保持措施及水库建设的影响，乌江上游输沙量发生了巨变，1994—2014年，鸭池河水文站输沙模数减少约98.8%，而洪家渡水文站点2004－2014输沙模数更是减少到几乎近零。杜波等[18]基于贵州关岭蚂蝗田小流域控制站实测数据分析结果表明，小流域尺度的侵蚀模数为144.10t/(km2·a)，较坡面尺度要大；区域尺度主要是以3S技术为基础的USLE、RULSE等土壤流失方程在喀斯特地区土壤流失估算中的研究与应用[19-21]，以及引入石漠化因子（M）修正土壤流失方程的尝试[22]等。区域尺度的研究结果也表明喀斯特地区的土壤侵蚀模数较低，一般低于300 t/(km2·a)。

不同的研究尺度均表明中国西南喀斯特地区土壤侵蚀模数较低，一般认为远小于非喀斯特地区[23]。以贵州省为例，喀斯特区域多年平均土壤侵蚀模数为279.47 t/(km2·a)，而非喀斯特区域为1189.43 t/(km2·a)[24]。国外喀斯特地区土壤侵蚀的相关研究主要集中在地中海喀斯特区，如探讨岩石覆盖对土壤侵蚀的影响等[25-27]。

本文基于长期野外定位观测试验，研究典型喀斯特小流域产流产沙特征，探讨喀斯特区小流域水土流失机制，为深入开展喀斯特地区水土流（漏）失机理研究提供参考；同时，中国西南喀斯特区小流域尺度的长期定位监测报道较少，本研究基于4年野外观测资料，可补充区域相关报道的不足；此外，中国的水土保持综合治理多以小流域为基本单元，探讨小流域尺度产流产沙特征可为小流域水土流失综合治理提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

浒洋水小流域地处贵州省遵义县（现播州区）鸭溪镇，距离鸭溪镇政府3 km，遵义县政府约35 km。浒洋水属典型喀斯特小流域，面积20.87 km2，水土流失面积9.86 km2，占小流域的47.24%；流域岩性以碳酸盐为主，岩溶裂隙较发育，喀斯特面积20.24 km2，占流域面积的97%，其中石漠化面积占喀斯特面积的69%。小流域处乌江流域赤水河上中游，属中亚热带湿润季风气候区，多年平均降雨量1 024 mm，多年平均气温14.6 ℃。植被类型属中亚热带常绿阔叶林亚带，原生植被主要有青冈（）、南方泡桐（）、柏木（）、刺槐（）、杨树（）、榆树（）等，人工植被主要有柳杉（）、白杨（）、大叶女贞（）、响叶杨（）、香樟（）及柏木等。小流域以黄壤为主，为地带性土壤，平均土层厚度在30～70 cm之间，呈酸性，有机质含量较低，土壤肥力低下。流域内总人口2 995人，人口密度143人/km2，仍以种植粮食作物为主要经济来源。

浒洋水水土保持监测点位于小流域境内，中心点坐标东经106°37′00″，北纬27°37′00″。该监测点始建于2004年，2009年开始运行，建有小流域控制站1座，“V”型宽顶堰，控制面积2.42 km2。控制站控制范围地表分水岭相对闭合，有多处溶洞，这些溶洞受纳岩溶裂隙、管道及落水洞等地下通道漏失的水土，在溶洞出口汇入浒洋水，故控制站所测数据包括了坡面流失及部分地下漏失的水土；此外，该站点还建有小气候观测站1座，坡面径流小区28个等。2010年底，受建设项目、管理不便等因素的影响，浒洋水原28个坡面径流小区废弃，新建7个径流小区，新建径流小区仍处浒洋水小流域，并于2011年起启动新小区观测工作；2014年，控制站亦受公路建设（杭瑞高速）等影响，停止了观测，故流域尺度观测数据自2010年起，截止于2013年底，共4 a连续观测数据。

贵州省水土保持监测网络主要的13个监测站点中，建有小流域控制站的有5个，包括龙里羊鸡冲、松桃牛郎、关岭县蚂蝗田、遵义浒洋水及玉屏野鸡河等站点，其他监测站点则为坡面尺度的观测。前述5个站点中，小流域尺度数据最为完整的为本研究选取的浒洋水监测站，2010－2013年4 a间缺失不到20 d，故选取浒洋水小流域作为研究区具有典型性和代表性，地理位置见图1。

图1 研究区地理位置示意图

1.2 控制站产流产沙观测方法

1）产流观测及计算方法

采用自记水位计时实观测水位，设定每小时记录1次，每日记录24次水位，采用如下公式计算实时流量

式中h为实时水位，m；Q为实时流量，m3/s

前述基础上，采用如下公式计算日产流量

式中为日产流量，m3；=0, 1, 2,…,23

2）产沙观测方法

采用取样瓶采集一定体积的浑水样（通常为500 mL），每1日取1次样，遇降雨则在降雨结束后的6 h以内进行加测。混水样经沉淀、过滤、烘干后推算泥沙含量（悬移质），乘以当日产流总量即为日产沙量。采用如下公式计算年输沙模数

式中为小流域年输沙模数，t/(km2·a)；S为小流域年产沙总量，t，含地表径流输沙量及地下通道汇入浒洋水部分径流输沙量；A为控制站所控制的小流域有效汇水面积，浒洋水控制站有效控制面积为2.42 km2。

1.3 数据整理及分析方法

对2010年缺损的5日、2012年的7日以及2013年的6日，共18日缺失数据采用内插法补充。采用EXCEL 2010、SPSS 19及Origin 2018等软件进行数据整理、统计分析及制图。

2 结果与分析

2.1 浒洋水小流域产流产沙特征分析

1）月产流产沙特征

浒洋水小流域2010－2013年月产流曲线见图2。从曲线图可以看出，浒洋水小流域月产流总体呈现先增加再减少的趋势。具体而言，第一季度（1－3月），产流为全年最低；从第二季度的4月开始，产流总体呈现上升趋势，4－5月，除2011年外，其他年份均有大幅度增加，尤其2013年，产流量从74.9万m3增加至142.9万m3，增加了近1倍；较第二季度，第三季度（7－9月）小流域产流量没有明显的增加，尤其是较5－6月份；从第四季度的10月开始，小流域产流量有了明显的下降趋势，12月降至本季度的最低。总体来看，浒洋水小流域月产流高峰期集中在每年的5－10月，这同区域降雨特征总体上吻合，但较降雨，产流存在一定的滞后效应，多年月均产流量最大值出现在10月，63.9万m3，而不是降雨最为集中的6－8月；产流最小月为2月，22.93万m3，见表1。显著性检验结果显示，2010－2013年，浒洋水小流域多年月均产流无显著差异（>0.05），这表明浒洋水小流域径流调控能力较强，见表1。

图2 浒洋水小流域2010－2013年月产流曲线

表1 浒洋水小流域2010－2013年月均产流产沙量

注：有相同字母表示差异不显著，无相同字母表示差异显著，显著性水平0.05，下同。

Note: Same lowercases mean no significant difference, and different lowercases mean significant difference (<0.05); the same below.

针对浒洋水小流域产流高峰较降雨滞后的原因，一方面由于小流域水源涵养功能，导致部分降雨在前期被土壤、低洼地、枯枝落叶、植物等截留；另一方面，喀斯特地区特殊的岩溶地质环境，地下形成了大量纵横交错的岩溶裂隙、管道及溶洞等地下水土漏失通道（见图3）。地下水土漏失通道的存在，使前期部分降雨被用于填充地下通道，导致产流高峰滞后于降雨。溶洞在喀斯特区小流域普遍存在，大多数并非常年出水，故被当地居民称为“干溶洞”，事实上这些溶洞也并不是全年均为“干溶洞”，随着降雨量的增加，一般5月份以后溶洞就开始有出水（汇入地表河沟），之后水量逐渐增加，一般9－10月份达到最大出水量，此后不断消减。

图4是浒洋水小流域2010－2013年月输沙曲线。从1月到12月，与产流曲线相比，产沙曲线先增加再逐渐减少的趋势更明显，多年月均值从1月的15.42 t逐渐增加至6月的116.21 t，再稳步回落到12月的29.41 t，故浒洋水小流域具有明显的产沙高峰，即6月。月度输沙差异显著性分析结果见表1。从表知，6月小流域输沙量显著高于1、2、3及12月（<0.05），而其他月份间无显著差异（>0.05），进一步表明6月是浒洋水产沙高峰期，是土壤侵蚀风险最大的月份。

图4 浒洋水小流域2010－2013年月产沙曲线

产沙量主要取决于径流泥沙含量，而在相同雨强条件下，泥沙含量主要受地表可侵蚀的组成物质有关，故基于前期降水作用，加之每年6月是坡耕地中耕等田间作业最为频繁的月份，表土疏松，且降雨强度大，坡面土壤侵蚀风险较其他月份大，故泥沙含量大；此外，从前文知，10月通过地下水土漏失通道汇入浒洋水的径流量大于6月，但从溶洞汇入浒洋水的径流，其泥沙含量同地表一样，要小于6月。表2为浒洋水小流域多年月均泥沙含量，从表2可以看出，6月泥沙含量是10月泥沙含量的3.4倍。故产沙高峰出现在6月，而未同产流一样出现在10月。

表2 浒洋水小流域2010－2013年多年月均泥沙含量

Table 1 Monthly mean sediment concentration in Huyangshui small watershed from 2010 to 2013

2）年度产流产沙特征

表3是浒洋水小流域2010－2013年度产流产沙观测统计结果。从年度结果来看，2010－2013年，产流、产沙变化趋势基本一致，产流总量从2010至2013年逐年增加，分别为298.92、308.28、473.04及1 105.56万m3，产沙量分别为214.68、213.12、502.92及1 153.56 t。年度产流产沙受前期降雨及当年降雨影响较大，2010、2011年西南地区的持续干旱导致浒洋水小流域产流产沙量较2012及2013年小，尤其较2013年。显著性检验结果表明，无论是产流还是产沙，2013年均显著高于2010、2011及2012年（<0.05），而2010、2011及2012年之间无显著差异（>0.05）。图5是浒洋水小流域输沙模数，多年平均值为215.32 t/(km2·a)。根据贵州省水土保持公告（2011－2015），贵州喀斯特区多年平均土壤侵蚀模数为279.47 t/(km2·a)，非喀斯特区为1189.43 t/(km2·a)。浒洋水小流域2010－2013多年平均输沙模数与贵州省喀斯特地区土壤侵蚀模数接近，而较全省非喀斯特地区土壤侵蚀模数要小得多。

表3 浒洋水小流域2010－2013年年度产流产沙量

图5 浒洋水小流域2010－2013年输沙模数

2.2 降雨对浒洋水小流域产流产沙的影响

1）月降雨量对产流产沙的影响

浒洋水小流域多年月均产流和多年月均降雨量关系见图6a。从图可看出，1－12月，产流、降雨均呈现先增加再逐渐减少的趋势，但这种趋势降雨量更明显，且在7月达到最大值，143.68 mm，而产流则在10月达最大值，63.9万m3。小流域的径流调节能力，加之如前文所述的喀斯特地区特殊的地下水土漏失通道的蓄流功能，使产流量较降雨量出现滞后效应，且在全年分配更为均匀；多年月均产沙与降雨关系见图6b，与降雨-产流关系相比，降雨-产沙关系更为密切。同样，降雨和产沙之间均呈现先增加再减少的趋势，可以看出，产沙同降雨之间几乎呈现同样的趋势，但降雨最大值出现在7月，而产沙最大值则为6月。浒洋水小流域坡耕地面积占小流域总面积的30.12%（据《遵义县2010年岩溶地区石漠化综合治理试点工程初步设计报告书》），加之如前文所述原因，6月份耕作活动频繁，使产沙高峰较降雨提前至6月。2010－2013年月产流产沙与月降雨量相关分析结果见表4。从表知，月产流与降雨量之间在0.01水平上达显著相关，相关系数为0.371；月产沙与降雨量之间同样在0.01水平上显著相关，相关系数0.393。即浒洋水小流域月产流、产沙与月降雨量之间均呈显著正相关关系（<0.01）。

表4 浒洋水小流域2010－2013年月产流产沙与降雨量相关关系

注：**表示在0.01 水平（双侧）上显著相关。

Note: ** mean significant correlation at 0. 01 level (bilateral).

2）次降雨对产流产沙的影响

为进一步探明降雨对产流产沙的影响，选取研究期间次降雨最大60分钟降雨强度（60）大于6 mm的典型降雨（降雨历时、60、次降雨量），以及相应的日产流、产沙数据进行分析，共计51条记录，基本情况见表5。51次降雨中，最大降雨历时发生于2011年5月2日，12.17h，最大次降雨量为2010年7月10日的104 mm，60最大值为2010年7月10日的38.7 mm；最小降雨历时为2012年8月20日及2013年8月14日的0.5 h，最小次降雨量为2011年5月11日的6.5 mm，最小60是2013年10月21日的6.1 mm。

表5 研究期间浒洋水小流域典型次降雨基本情况表

次降雨历时、最大60、降雨量及其与产流产沙的关系见表6所示。可以看出，降雨历时对降雨强度、产流和产沙影响均较小（>0.05），而同次降雨量之间存在较为密切的关系（<0.01），即在一定降雨强度下，随着降雨历时的延长，降雨量呈增加趋势；最大60分钟降雨强度（60）同产流、产沙之间均存在显著的相关关系（<0.05），即随着降雨强度的增加，产流、产沙呈增加趋势，这与室内模拟结论基本一致[28]。同样，次降雨量同产流、产沙之间也存在显著的相关关系（<0.01），且相关关系较前述雨强与产流产沙之间更为密切，从相关系数可以看出，60同产流、产沙之间相关系数分别为0.308和0.322，而次降雨量同产流、产沙之间的相关系数达0.501和0.469。这表明在野外试验条件下，次降雨量对产流产沙的影响较雨强对产流产沙的影响更明显。降雨历时相当的情况下，较大的降雨量对应着较大的雨强，如表6所示，降雨量和降雨强度呈显著正相关（<0.01），但也可能存在高强度的短时降雨对产流产沙的影响小于长历时低强度降雨的情况，尤其是前期土壤含水量较低的情况下，这可能是野外试验条件下降雨量较降雨强度对产流产沙的影响更明显的原因之一。

事实上，野外天然降雨条件下，降雨对产流产沙的影响极为复杂，一方面受次降雨强度、降雨量、历时等降雨综合特征的影响，另一方面受前期降雨的影响。以2013年3月23日和2013年8月20日的两次降雨为例，两次历时均为7 h左右，3月23日的降雨量和60分别为12.7和9.8 mm，8月20日的分别为10.0和6.7 mm，3月23日略大，但产流、产沙却是8月20日大，分别是3月23日的3.6倍和2倍。查阅2013年3月和8月降水记录，3月23日前20日降雨量仅6 mm，土壤前期含水量较低，而8月20日前20日降雨量达53 mm，显然前期土壤含水量较3月份高得多，从而影响了产流产沙结果。

表6 次降雨与产流产沙相关关系

注：* 、** 分别表示在0.05和0.01 水平（双侧）上显著相关。=51

Note: *, ** mean significant correlation at 0.05 and 0. 01 level (bilateral), respectively.=51

3 讨 论

本研究表明，浒洋水小流域多年输沙模数88.07～476.66 t/(km2·a)，这一结果同贵州省公告的贵州喀斯特区土壤侵蚀模数较接近（279.47 t/(km2·a)），但基于坡面尺度的观测结果要小于小流域尺度。以2011－2013年为例，浒洋水7个不同种植措施的坡面径流小区观测结果表明，坡面尺度土壤侵蚀模数为3.08～39.89 t/(km2·a)，与同期（2011－2013年）小流域尺度的观测结果257.51 t/(km2·a)相比，要小得多。事实上，国内外喀斯特地区的研究多表明坡面尺度的研究结果要小于流域尺度的结果。表7为部分国内外喀斯特地区的研究成果。从表7可以看出，喀斯特地区坡面尺度土壤侵蚀为0～86.17 t/(km2·a)，而流域尺度的研究结果64.3～476.66 t/(km2·a)。显然，流域尺度侵蚀模数要大于坡面尺度。坡面/流域尺度土壤侵蚀模数差异的可能原因，一方面是流域尺度的观测包括了通过地下通道漏失汇入河沟的部分泥沙，而坡面尺度的主要观测方式—径流小区目前尚不能观测到地下漏失部分；另一方面，坡面尺度的观测往往是针对某个侵蚀因子，如不同措施因子等，故而得到的侵蚀模数并不能全面反映流域的侵蚀状况；其次，由于多种因素，坡耕地径流小区难以完全按照当地老百姓的种植习惯，如不能及时除草等，导致观测结果小于实际值。

表7 国内外喀斯特区部分坡面/流域尺度土壤侵蚀研究结果

喀斯特地区土壤侵蚀模数与非喀斯特地区相比要小得多[23]，这一特征基本上已形成共识，如贵州省喀斯特区域与非喀斯特区域土壤侵蚀模数相差近4倍[24]。导致喀斯特区与非喀斯特区土壤侵蚀差异的原因最主要是岩石出露（即石漠化因子）。目前，针对石漠化因子的探讨已有部分报道，如王济等针对0、30%和60% 3个岩石出露率开展室内模拟降雨试验，认为随着基岩出露率的增加，坡面产沙量减少[32]；刘正堂等基于室内模拟试验认为地表产流产沙随基岩裸露率增大呈波动性变化，总体呈下降趋势[33]；Dai等室内模拟试验则认为地表径流泥沙随基岩裸露率的增加，先增加后减小[34]。同样，国外喀斯特地区的研究也认为，随着岩石覆盖率的增加，土壤流失减少[25-27]。针对喀斯特区石漠化因子对土壤侵蚀的影响相关研究多为室内模拟试验，但鉴于区域复杂的水文地质环境，室内难以很好地模拟，未来应当针对石漠化因子加大野外定位观测，为区域土壤流失方程的修正提供研究基础。

4 结 论

1）受喀斯特区特殊的侵蚀环境影响，浒洋水小流域年内产流、产沙高峰不同期，产流高峰出现在10月，而产沙高峰为6月。

2）浒洋水小流域产流产沙同降雨之间关系密切。同雨强在0.05水平上显著相关，同降雨量则在0.01水平上显著相关。

3）研究期间，浒洋水小流域输沙模数88.07～476.66 t/(km2·a)，多年平均输沙模数215.32 t/(km2·a)，同贵州省公告的贵州喀斯特区土壤侵蚀模数279.47 t/(km2·a)接近。

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Characteristics of runoff and sediment in karst area of northern Guizhou province based on small watershed scale

Li Rui1,2, Chen Kang3, Liu Ruilu3, Gu Zaike3, Wen Yaqin1,2, Li Qinggui1,2, Liu Fengxian3

(1.,,550001,; 2.,550001,; 3.,550002,)

So far there are few reports about sediment and runoff on long-term location observation on watershed scale in karst area of southwestern China, and the related mechanism is not enough.Characteristics of runoff and sediment in the small watershed of karst area were analyzed based on the scale of small watershed, and the main influencing factors of sediment and runoff in karst watershed were discussed qualitatively and quantitatively. Huyangshui, a typical karst small watershed located in Zunyi, northern Guizhou province was selected as the study area, and the control station of small watershed, a field position observation method for small watershed scale was used in this study. At the control station, data of water level was recorded continuously by automatic gauge for converting to runoff yield, and the sediment concentration was measured by using drying method, which mainly includes the steps of sampling, filtering, drying and so on. The characteristics of runoff and sediment in this small watershed of different months and different years, especially the influences of rainfall on the characteristics of runoff and sediment were analyzed based on the continuous observation from 2010 to 2013. The results showed that from January to December, the monthly mean runoff and sediment yield increased first and then decreased gradually. However, the maximum of runoff and sediment yield in the small watershed of Huyangshui appeared in different months, this could be because of special erosion environmental factors in karst area such as thesubterranean soil and water leakage and others. The peak of runoff occurred in October, the value of which was 639 000 m3, and the maximum of sediment yield appeared in June, the value of which was 116.21 t. Significance tests showed that runoff yield was no significant difference among months (>0.05). However, the sediment yield in June was significantly higher than that in January, February, March and December (<0.05), and among other months, sediment yield was no significant difference (>0.05). Affected by the severe drought in Southwest China in 2010-2011, both of the runoff and sediment yield of Huyangshui small watershed in 2013 were significantly higher than that in other years from 2010 to 2012 (<0.05). During the period of this study, the average sediment delivery modulus of Huyangshui small watershed was 215.32 t/(km2·a), that was close to the value of the soil erosion modulus in Guizhou karst area, 279.47 t/(km2·a), which was published by Guizhou government. The precipitation of the small watershed had an obvious effects on the characteristics of runoff and sediment. There was a significant correlation between rainfall and sediment and runoff (<0.01), and a significant correlation between60and sediment and runoff(<0.05). In addition to the content of above, the differences of soil loss between scales of slope and small watershed were discussed, generally speaking, the results which were observed at the scale of slope were smaller than that obtained from the scale of small watershed in karst area. The results of the study can provide modified reference for the application of the Universal Soil Loss Equation (USLE), Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), Chinese Soil Loss Equation (CSLE), and so on in karst area. This study are useful for basic data accumulation for the establishment of soil loss equation which is suitable for karst area in the future.

watershed; erosion; runoff; karst; northern Guizhou province; slope scale; sediment; sediment delivery modulus; Huyangshui

2018-08-21

2019-04-03

国家自然科学基金（31760243）；贵州省科技计划项目（黔科合支撑[2019]2847号）；贵州省水利厅科研项目（KT201806）

李 瑞，博士，研究员，主要从事土壤侵蚀与水土保持、生态环境工程等方面的研究。Email：rlfer@126.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.016

S157.1

A

1002-6819(2019)-11-0139-09

李 瑞，陈 康，刘瑞禄，顾再柯，文雅琴，黎庆贵，刘凤仙. 基于小流域尺度的黔北喀斯特地区产流产沙特征[J]. 农业工程学报，2019，35(11)：139－147. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.016 http://www.tcsae.org

Li Rui, Chen Kang, Liu Ruilu, Gu Zaike, Wen Yaqin, Li Qinggui, Liu Fengxian. Characteristics of runoff and sediment in karst area of northern Guizhou province based on small watershed scale [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(11): 139－147. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.016 http://www.tcsae.org