无定河流域水土保持措施配置及减沙效益分析.doc

无定河流域水土保持措施配置及减沙效益分析陈江南1，姚文艺1，李勉1，焉学贫2（1.黄河水利科学研究院，河南 郑州 450003；2.郑州市环境监察支队，河南 郑州 450007）摘要：从分析无定河流域不同时段水土保持措施配置入手，以减沙效益为研究目标，探讨了水土保持措施优化配置问题，通过分析认为：水土保持措施配置与减沙效益是密切相关的，淤地坝在水土保持措施配置中应占有合理比重，坡面治理措施配置中需进一步加大封禁治理比例。关键词：水土保持措施，配置，减沙效益水土保持措施具有较好的减沙效益，是减沙的根本措施，以减沙效益为研究目标，探讨不同水土保持措施措施配置下的减沙效益，是衡量水土保持生态建设的一项重要技术指标。本文以无定河流域19561996年不同时段水土保持措施配置与减沙效益之间关系为切入点，对其水土保持措施配置进行探讨。1 流域概况无定河流域位于黄河中游河龙区间，发源于陕西省北部靖边、定边、吴旗三县交界的白于山，流经内蒙古自治区伊克昭盟的部分县（旗）和陕西省榆林市、延安市的11个县（市），于清涧县河口村汇入黄河，总面积30261km2，水土流失面积23137km2。干流下游设有白家川水文站，控制流域面积29662km2，占流域面积的98.02。据白家川水文站19561996年实测资料统计，流域平均年降水量409.1mm，平均年径流量124926万m3，平均年输沙13198万t。无定河流域各年水土保持措施规模见图1，各时段平均水土保持措施面积及配置比见表1。0100020003000400050006000700080009000195019601970198019902000年份面积(km2)图1 各年水土保持措施规模表1 各时段平均水土保持措施面积及配置比 单位km2年份梯田造林种草坝地各项措施配置比（梯田林地草地坝地）1956-196991.55549.97275.9523.064.023.812.01.01970-1979387.671144.08762.05116.893.39.86.51.01980-1989571.482773.171451.38172.883.316.08.41.01990-1996893.924473.231844.10216.694.120.68.51.0通过分析无定河流域水土保持措施可以看出，各时段面积变化中，19801989年各项水土保持措施面积增幅最大；各时段措施配置中，造林所占比例较大，坝地所占比例较小。总体来看，流域水土保持综合治理中坡面治理措施所占比重大、且坡面治理中又偏重于造林措施，这种趋势在1979年后更加明显。 2 不同水土保持措施配置的减沙效益分析2.1 不同年份水土保持措施的减沙量根据张经济等完成的无定河流域水沙变化现状、成因及发展趋势的研究成果，19561996年期间，随着水土保持措施规模的增加，水土保持措施配置随之发生变化，水土保持措施拦沙量并非同步增加，而是在一定的范围内波动；从各项水土保持措施减沙量分析，1970年淤地坝减沙量最大，这与当时淤地坝有效库容较大有关；随着1980年后梯田、造林、种草总面积的增加和淤地坝拦泥库容的逐渐减小，梯田、造林、种草措施减沙所占比例明显增加，淤地坝的减沙作用明显变小。无定河流域各年水土保持措施面积与减沙量关系见图2。减沙量（万t）05000100001500020000250000200040006000800010000水土保持措施面积（km2）图2 无定河流域各年水土保持措施面积与减沙量关系2.2 不同时段水土保持措施的减沙效益无定河流域不同时段水土保持措施减沙量计算采用最新研究成果黄土高原水土保持对水资源和泥沙影响评价方法研究中的方法，根据不同类型区不同水土保持措施的减沙指标，经计算，不同时段水土保持措施减沙量计算结果见表2、不同时段各项水土保持措施减沙效益见表3。表2 不同时段水土保持措施减沙量计算结果时段（年）水土保持措施减沙量（万t）梯田造林种草坝地合计195619691131771073341373819701979485374301895510115198019894966763885779733919901996999144058836656692表3 不同时段各项水土保持措施减沙效益时段（年）水土保持措施减沙效益（）各项水土保持措施所占比例（）梯田造林种草坝地1956196914.330.430.680.4112.811970197941.902.011.551.2537.091980198949.683.364.582.6339.111990199633.174.957.142.9118.17 从表2、表3可以看出，随着不同时段水土保持措施措施配置的变化，各时段水土保持措施措施减沙效益也随之发生改变，其中1980-1989年水土保持措施减沙效益最大，达到49.68；淤地坝是水土保持减沙的关键措施，各项水土保持措施减沙效益中，以淤地坝减沙效益为最大，各时段均在10以上，但1989年后明显下降。2.3 输沙变化与水土保持措施配置关系输沙量的变化受降水影响较大，但也与水土保持措施配置密切相关，从白家川站不同时段年平均降水量、径流量和输沙量关系分析看，在年平均降水量接近、治理措施面积逐渐增加的情况下，19801989年输沙量最小，19901996年的输沙量反而呈现增加趋势，水土保持措施的作用存在一定程度减弱，表明水土保持措施配置比例在19801989年是较合理的，在19901996年开始出现失调。白家川站不同时段年平均要素变化见表4。 2.4 不同水土保持措施配置对泥沙组成变化的影响 根据对无定河流域白家川站不同时段泥沙粒径组成的分析，1960-1969年白家川泥沙粒表4 白家川站不同时段年平均要素变化时段（年）降水量（mm）径流量（万m3）输沙量（万t）6-9月年6-9月年年1956-1969325.5450.969744153964217441970-1979296.3389.348986121074115931980-1989285.83843727510361652681990-1996282.6389.742175999409730径大于0.025mm和大于0.05mm的泥沙年均输沙量分别为12838万t和6567.4万t，1970年后随着水土保持措施面积的不断增加和配置的变化，粒径大于0.025mm和大于0.05mm的泥沙年均输沙量逐渐下降，1980-1989年年均输沙量降至最低，分别为3341.2万t和1655.8万t，1990年后又有所回升。从这一结果可以看出，不同时段水土保持措施配置与泥沙组成具有一定相关关系，总体呈现出泥沙细化的趋势，其中，1980-1989年的水土保持措施配置下的拦减粗泥沙效益最大。3 结果讨论3.1 应重视和深化研究不同类型区各项水土保持措施的优化配置比例。1956年以来，无定河流域水土保持措施总量在不断增加，配置比例随之变化，水土保持措施产生的减沙效益并非同步增加，其中，1989年前减沙效益随水土保持措施数量增加而增加，1989年后减沙效益随水土保持措施数量增加反而下降。通过比较分析，可以认为无定河流域19561996年各时段水土保持措施配置的优化比例为3.3：16.0：8.4：1.0，在该比例下，水土保持措施产生的减沙效益较大，因此，今后的水土保持生态建设除强调综合治理外，还应充分重视和深化研究不同类型区各项水土保持措施的优化配置比例,以发挥其最大的减沙效益。3.2 不同流域水土保持措施减沙效益较大时，坝地配置比例是不同的。截止1989年，无定河流域共建成11631座淤地坝，累计总库容21447.89万m3，已淤库容17949.8万m3，占总库容的83.69%，可淤地面积2.38万hm2，已淤坝地2.01万hm2，占可淤地面积84.45%，几乎淤平或淤满，病险坝占淤地坝总数的的75%，淤地坝减沙作用明显衰减。此时，尽管坡面治理措施数量在不断增加，但由于各项措施配置比例出现失调，综合治理所产生的减沙效益出现下降，因此，需及时提高水土保持措施配置中淤地坝的比重。从分析无定河流域各时段水土保持措施的配置比例可以得出，坝地配置比例2、清涧河流域坝地配置比例5时才有较高减沙效益比较，无定河流域坝地配置比介于两条流域之间，表明不同流域水土保持措施减沙效益较大时的坝地配置比例是不同的。3.3 水土保持措施拦减粗泥沙的作用对减缓黄河下游河床抬高具有重要意义。从无定河流域不同水土保持措施配置对泥沙组成变化的影响来看，尽管各时段水土保持措施配置下的拦减粗泥沙效益不同，但水土保持措施具有较好的拦减大于0.05mm粗泥沙的作用，从减缓黄河下游河床抬高的角度出发，今后，治黄工作中应进一步强化水土保持的地位，加大黄河中游水土保持生态建设力度，为维持黄河健康生命发挥应有的效益。参考文献：1 汪岗，范昭主编.黄河水沙变化研究M.郑州：黄河水利出版社，2002年.2 姚文艺，茹玉英，康玲玲.水土保持措施不同配置体系的滞洪减沙效应.水土保持学报，2004，（2）：28-31.3 陈江南，王云璋，徐建华等编著.黄土高原水土保持对水资源和泥沙影响评价方法研究M.郑州：黄河水利出版