无定河流域水土保持措施配置及减沙效益分析
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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1956-1996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30261km 2,水土流失面积23137km 2
。干流下游设有白家川
水文站,控制流域面积29662km 2
,占流域面积的98.02%。据白家川水文站1956-1996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m 3
,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。
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km
2
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)
1956-1969 91.55 549.97 275.95 23.06 4.0∶23.8∶12.0∶1.0 1970-1979 387.67 1144.08 762.05 116.89 3.3∶9.8∶6.5∶1.0 1980-1989 571.48 2773.17 1451.38 172.88 3.3∶16.0∶8.4∶1.0 1990-1996 893.92 4473.23 1844.10 216.69 4.1∶20.6∶8.5∶1.0
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,1980-1989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,1956-1996
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
0 1000
2000 3000 4000 5000 6000 7000
8000 9000 1950
1960 1970 1980 1990 2000
年份
面
积(km 2
)
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。
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
1956-1969 113 177 107 3341 3738 1970-1979 485 374 301 8955 10115 1980-1989 496 676 388 5779 7339 1990-1996
999
1440 588 3665
6692
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 1956-1969 14.33 0.43 0.68 0.41 12.81 1970-1979 41.90 2.01 1.55 1.25 37.09 1980-1989 49.68 3.36 4.58 2.63 39.11 1990-1996
33.17
4.95
7.14
2.91
18.17
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,1980-1989年输沙量最小,1990-1996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1980-1989年是较合理
的,在1990-1996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
0 5000
10000
15000 20000
25000 0
2000 4000 6000 8000 10000
水土保持措施面积(km 2)
减沙量(万t )