以古坑溪及崁顶溪集水区为例 水土保持学系 国立中兴大学
小流域综合治理水土保持碳汇能力监测评价——以福建省长汀县罗地河小流域为例
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湖北兴山大峡口剖面二叠系岩石特征及沉积环境分析_罗进雄
第11卷 第4期2009年 8月古地理学报J O U R N A LO FP A L A E O G E O G R A P H YV o l .11 N o .4A u g .2009 文章编号:1671-1505(2009)04-0393-12湖北兴山大峡口剖面二叠系岩石特征及沉积环境分析＊罗进雄 何幼斌 王 丹 周新平 田 雨 刘 娜 李 华长江大学地球科学学院,湖北荆州434023摘 要 湖北兴山大峡口剖面二叠系自下而上可以分为栖霞组、茅口组、吴家坪组和长兴组,总厚度为433.72m 。
该剖面岩石以石灰岩为主,含少量的白云岩、硅岩和页岩。
石灰岩可进一步分为生屑石灰岩、生屑质石灰岩、含生屑石灰岩、泥(粉)晶石灰岩和眼球状石灰岩。
眼球状石灰岩主要分布于栖霞组下部和茅口组中下部,为沉积作用和成岩作用的共同产物。
白云岩主要是呈斑块状分布的石灰质白云岩,主要分布于长兴组上部,其可能为石灰岩经埋藏白云化作用而形成。
硅岩呈结核状、团块状、条带状,为交代成因。
根据岩性、古生物化石、沉积构造等相标志分析,划分出了滨岸、碳酸盐岩台地、盆地边缘和盆地等4种沉积环境,其中碳酸盐岩开阔台地内局部出现浅滩环境。
沉积演化表明,该地区二叠纪发生了两次较大规模的海进、海退旋回,第1次海侵始于中二叠世栖霞组沉积初期,结束于茅口组沉积末期;第2次海侵始于吴家坪组沉积初期,直至长兴组沉积期末结束。
初步分析表明,研究区二叠系具有良好的烃源岩条件和储集条件。
关键词 湖北兴山 二叠系 生屑石灰岩 眼球状石灰岩 白云岩 沉积环境 碳酸盐岩台地第一作者简介 罗进雄,男,1980年生,长江大学在读博士研究生,主要从事沉积学的学习和研究工作。
通讯地址:湖北省荆州市南环路1号长江大学地球科学学院;邮政编码:434023;E -m a i l :l u o j i n x i o n g 1980@126.c o m 。
中图分类号:P 531 文献标识码:A＊中国石油化工股份有限公司海相油气勘探前瞻性项目“南方二叠系定量岩相古地理研究与油气预测”(编号:G 0800-06-Z S -348)资助收稿日期:2008-11-04 改回日期:2009-03-09P e t r o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d s e d i m e n t a r y e n v i r o n m e n t a n a l y s i s o f t h e P e r m i a n o f D a x i a k o us e c t i o n ,X i n g s h a nC o u n t y ,H u b e i P r o v i n c eL u o J i n x i o n g H e Y o u b i n W a n g D a n Z h o u X i n p i n g T i a n Y u L i u N a L i H u aS c h o o l o f G e o s c i e n c e ,Y a n g t z e U n i v e r s i t y ,J i n g z h o u 434023,H u b e iA b s t r a c t T h e P e r m i a n o f D a x i a k o u s e c t i o n a t X i n g s h a n C o u n t y ,H u b e i P r o v i n c e i s c o m p o s e d o f t h e Q i x i a ,M a o k o u ,W u j i a p i n g a n d C h a n g x i n g F o r m a t i o n s ,w i t h a t h i c k n e s s o f 433.72m .T h e r o c k t y p e s o f t h i s s e c t i o n a r e r a t h e r s i m p l e .T h e r e a r e l i m e s t o n e s ,d o l o s t o n e s ,s i l i c e o u s r o c k s a n ds h a l e s .L i m e s t o n e s c a n b e f u r t h e r d i v i d e d i n t o b i o c l a s t i c l i m e s t o n e s ,b i o c l a s t i c s -b e a r i n g l i m e s t o n e s ,m i c r o c r y s t a l l i n e -f i n e c r y s -t a l l i n e l i m e s t o n e s a n d e y e b a l l s h a p e d l i m e s t o n e s .T h e e y e b a l l s h a p e d l i m e s t o n e s w e r e m a i n l y d e v e l o p e d i n t h e l o w e r p a r t o f t h eQ i x i a F o r m a t i o na n dt h em i d d l et o l o w e r p a r t s o f M a o k o uF o r m a t i o n .T h e yw e r e f o r m e d b y t h e i n t e r a c t i o n o f s e d i m e n t a t i o n a n d d i a g e n e s i s .T h e d o l o s t o n e s a r e d o m i n a t e d b y c a l c i t i c d o l o s -古 地 理 学 报 2009年8月t o n e s t h a t a r e d i s t r i b u t e d i n p a t c h e s.T h e y w e r e m a i n l y d e v e l o p e d i n t h e u p p e r p a r t o f C h a n g x i n g F o r m a-t i o n,a n d p r o b a b l y f o r m e d b y b u r i a l d o l o m i t i z a t i o n.S i l i c e o u s r o c k s a r e o f n o d u l e-,l u m p-a n db a n d-l i k e t y p e s,w h i c h w e r e f o r m e d b y m e t a s o m a t i s m.A c c o r d i n g t o t h e c o m p r e h e n s i v e a n a l y s e s o f l i t h o l o g y,p a l a e-o n t o l o g y a n d s e d i m e n t a r y s t r u c t u r e s,f o u r k i n d s o f s e d i m e n t a r y e n v i r o n m e n t s w e r e i d e n t i f i e d.T h e y i n c l u d e s h o r e z o n e,c a r b o n a t e p l a t f o r m,b a s i n m a r g i n a n d b a s i n,a n d l o c a l l y t h e r e w a s b a n k i n t h e p l a t f o r m.T h e n t h e s e d i m e n t a r y e n v i r o n m e n t e v o l u t i o n h a s b e e n a n a l y z e d a n d t h e s e d i m e n t a r y m o d e l h a s b e e n b u i l t.T h e s e d i m e n t a r y e v o l u t i o n i n d i c a t e s t h a t t w o s e d i m e n t a r y c y c l e s o f t r a n s g r e s s i o n a n d r e g r e s s i o n o c c u r r e d i n t h e P e r m i a n.T h e f i r s t t r a n s g r e s s i o nb e g a ni n t h e E a r l y Q i a x i a A g e,e n d e di n t h e L a t e M a o k o uA g e.I n t h e E a r l y W u j i a p i n g A g e,t h e s e c o n d t r a n s g r e s s i o n b e g a n a n d l a s t e d u n t i l t h e L a t e C h a n g x i n g A g e.T h e p r e-l i m i n a r y a n a l y s e s s h o wt h a t t h e c o n d i t i o n s o f h y d r o c a r b o n s o u r c e r o c k s a n d r e s e r v o i r r o c k s o f t h e P e r m i a n i n t h e s t u d y a r e a a r e r a t h e r f a v o r a b l e.K e y w o r d s X i n g s h a nC o u n t yo f H u b e i P r o v i n c e,P e r m i a n,b i o c l a s t i cl i m e s t o n e,e y e b a l l-s h a p e d l i m e s t o n e,d o l o s t o n e,s e d i m e n t a r y e n v i r o n m e n t,c a r b o n a t e p l a t f o r mA b o u t t h e f i r s t a u t h o r L u o J i n x i o n g,b o r n i n1980,o b t a i n e d h i s m a s t e r d e g r e e f r o mS c h o o l o f G e-o s c i e n c e o f Y a n g t z e U n i v e r s i t y i n2008.N o wh e i s a P h.D.c a n d i d a t e i n Y a n g t z e U n i v e r s i t y a n d i s m a i n l y e n g a g e d i n s e d i m e n t o l o g y.E-m a i l:l u o j i n x i o n g1980@126.c o m. 大峡口剖面位于湖北省兴山县大峡口镇建阳坪村灵老爷桥附近,地理位置为北纬31°07.362′,东经110°48.745′(图1)。
南方丘陵山区生态足迹计算和分析——以韩江上游梅江区为例
南方丘陵山区生态足迹计算和分析——以韩江上游梅江区为例张正栋;周永章;夏斌;盛莹;郑光湖【期刊名称】《水土保持研究》【年(卷),期】2005(12)5【摘要】可持续性度量是可持续发展研究的重要课题,生态足迹作为一种可持续发展状况的定量测度,反映了人类对自然利用程度。
以2003年梅江区统计年鉴的数据为依据,对梅江区2003年的生态足迹进行了测算。
结果表明,梅江区2003年人均生态足迹为0.958 3 hm2/cap,实有人均生态生产性面积为0.226 7 hm2/cap,人均生态赤字为0.731 5 hm2/cap。
梅江区生态足迹及其赤字主要来源于能源、水域、耕地和草地类产品的消费,林地类产品和建设用地类产品出现了一定的盈余。
在剖析原因的基础上,提出了促进梅江区社会经济可持续发展的几点政策建议。
【总页数】4页(P115-118)【关键词】生态足迹;生态足迹供给/需求;生态赤字/盈余;梅江区;韩江流域【作者】张正栋;周永章;夏斌;盛莹;郑光湖【作者单位】中国科学院广州地球化学研究所;中山大学地球资源与地球环境研究中心;嘉应学院地理系【正文语种】中文【中图分类】F301.24【相关文献】1.南方丘陵山区生态足迹动态变化研究——以建宁县为例 [J], 苏小红;谢花林;王存2.韩江流域上游生态足迹研究--以梅州市为例 [J], 张正栋;周永章;夏斌;盛莹;郑光湖3.基于生态足迹模型南方丘陵山区县生态恢复研究 [J], 陈世发;查轩;陈小英4.可持续发展评价模型:生态足迹方法及其应用——以南方丘陵山区郴州市为例 [J], 罗贞礼;黄璜5.韩江上游县级土地利用/覆盖时空变化分析——以梅江区为例 [J], 张正栋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
野猪凼山塘初步设计——毕业设计 精品
野猪凼山塘工程初步设计作者：指导老师：1. 综合说明1.1 工程概况野猪凼山塘工程位于辰溪县罗子山瑶族乡桂林村境内，属沅水二级支流水獭溪上游。
坝址距县城82km，距罗子山瑶族乡政府2km，是一座以灌溉为主，结合养殖、乡村供水等综合利用的骨干山塘。
坝址控制集雨面积0.08km2，干流长度0.32km，平均坡降218‰。
工程按20年一遇设计，200年一遇校核，山塘总库容为 1.78万m3，正常库容1.63万m3，设计农田灌溉面积80 亩。
该山塘枢纽工程由大坝、溢洪道、输水建筑物（涵卧管）等组成。
其中大坝为心墙土坝，设计坝高 14.8m，设计坝顶高程为 399.5m，坝顶宽3m。
溢洪道设计位于大坝右岸，紧邻坝端，为梯形宽浅式溢洪道，设计底宽为2m。
输水建筑物涵管直径φ30cm，卧管直径φ25cm。
由于桂林村是罗子山中型水库库区移民搬迁村，又是辰溪县少数民族聚集的边远地带。
全村总人口320人，土地面积2.67km2，耕地面积269亩，其中水田175亩，旱地94亩。
该村山多田少，水利基础设施相当薄弱，农田全部为天水田，经常受干旱问题困扰，群众生活饮水相当艰难，该村、乡两级多次向水利部门争取在桂林村新建一山塘项目。
2009年10月经县水利局技术人员实地勘测，进行可行性研究分析论证，认为可行，故计划在该村野猪凼修建一骨干山塘，并对其长1550m配套灌溉渠道进行三面砼防渗。
该工程计划2009年12月开始动工，2010年5月建成蓄水。
该山塘建成后灌溉效益突出，可灌溉农田面积80亩，解决全村320人的饮水问题。
1.2水文野猪凼山塘总库容1.78万m3，正常库容1.63万m3。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《中华人民共和国防洪标准》（GB50201-94）的规定：野猪凼山塘属小型骨干山塘工程，大坝为粘土心墙坝，工程等级参照五级建筑物。
根据国家标准要求，按20年一遇设计、200年一遇校核。
三峡库区水土流失及其防治对策
三峡库区水土流失及其防治对策本科毕业论文三峡库区水土流失及其防治对策学院地理科学学院专业地理科学年级2006级学号222006318011175 姓名程鑫指导教师谢力华副教授成绩2010年4月16日目录Abstract: Three Gorges reservoir area topography, natural and complex geological conditions, soil erosion in China one of the most serious. Construction of the Three Gorges Dam has changed to some extent, the fragile balance of the original state of geological environment. Three Gorges reservoir area on the research, described the status of the Three Gorges reservoir area and the soil erosion hazard, and analyzes the reasons for its formation. To reduce the harm caused by soil erosion, and reservoir area of Three Gorges Project to achieve economic and social, environment and sustainable development, soil erosion control measures proposed in the new period are: afforestation, returning farmland to forest and grassland,Greening of barren hills; prominent integrated watershed management of the core of Taiwan; vigorously promote eco-agriculture; engineering measures, "Mercedes terrace (soil), promoting the canal," is focused on soil and water conservation and historical experience; strengthen the legal system, standardized management.Key words: Soil erosion; Countermeasures; Three Gorges Reservoir Area三峡库区是我国水土流失最严重的地区之一，每年流失的泥沙量达1．4亿t，土壤侵蚀模数约3000 t／(m²·a)，入江泥沙量4000×104t，平均入江泥沙量895t／hm²，占坡面土壤流失总量的28％。
河川中间有深槽之堰形探讨以大度堰为例-国立中兴大学水土保持学系
攔河堰新思維─以大度堰工程規劃為例朱文雀1,，陳文福,2(1. 經濟部水利署副工程司；2. 中興大學水土保持工程學系教授)摘要臺灣的水資源開發主要包含水庫蓄水、河川逕流水與地下水等三大項。
水庫蓄水旨在蓄洪濟枯以穩定供水，然優良壩址已難覓得，且對生態影響很大。
地下水開發常造成地盤下陷而引發問題。
河川逕流取水自早期人類即在河岸開口藉重力引水灌溉。
惟臺灣地狹人稠且河短流急，多用石笱、石籠、攔河堰等方式攔水，以抬高水位、固定水頭取水。
本文旨在探討攔河堰整體工程規劃之新思維，期能因應環境變遷之需求達到：延長攔河堰之使用壽命、利用水力排砂以補充下游河床及海岸之砂源，減緩河床沖刷與海岸侵蝕、提供生態基流量以維持河川之生態等目標。
相關工程設施如堰形、取水工、排砂道、護床工、巴歇爾水槽〈ParshallFlume〉、沉砂池、魚道等均予規劃探討，並舉台灣中部之大度堰工程規劃為例。
一、前言彰化地區因地形因素影響，並無興建大型蓄水水利設施之條件，歷年主要用水採川流引水或汲取地下水，近年中部科學工業園區第四期(二林園區)計畫等大型開發計畫研擬進駐彰化地區，預期工業用水需求將大幅成長。
為因應彰化沿海地區新興工業用水之需求，評估烏溪下游水量豐沛(烏溪水資源利用率僅17%)，水資源利用率不高，惟因承受台中都會區排放之生活廢污水，水質不良無法提供生活使用，考量工業用水水質標準及廢污水回收再利用，計畫於烏溪之國道一號橋下游1.5公里處設置大度堰，約位於彰化市、和美鎮與大肚鄉交會處附近。
提供地面水80萬噸/日作為工業原水，供彰化縣內現有彰濱工業區及新興中科四期二林園區、二林精密機械園區、大城海埔地等工業區等產業用水。
(圖1、圖2、表1)1.堰體中間深槽：直堤式閘門〈L≒250.4m〉雙邊：圓弧形溢流堰左邊：L≒275m右邊：L≒245m護床工：1.5mx1.5mx0.85m-10排2.取水工左岸取水口及排砂道右岸取水口及排砂道3.巴歇爾量水槽大N 圖1大度堰計畫圖圖2大度堰平面位置圖表1:供水需求表左岸巴歇爾水槽 右岸巴歇爾水槽 4.左岸沉砂池 5.魚道左、右各一道 三、堰體3.1基本資料(圖4)1. 堰前之洪水位約EL:13.39m2. 堰後之洪水位約EL:14.98m3. 堰設在高程EL:2.0m 上4. 溢流堰高EL:10.00m5. 堰高8m6. 堰體長度約900m7. 河床係30cm ∮塊石與卵石混合在一起 8. 生態基流量12.64cms3.2中間深槽：直提式閘門(圖5) 3.2.1直提式閘門功能及特質 1. 提供生態基流量。
种子预措-国立中兴大学水土保持学系
不同水勢滲調條件下臺灣欒樹與相思樹之存活率表現圖
17
四、結果與討論
(2)苗高生長
就苗高生長表現而言，臺灣欒樹在處理後第31天生長高度最高者為0 MPa(76.4mm)， 其次分別為-1.2MPa處理(56.7mm)與-0.2MPa處理(54.8mm)，生長幅度最低者為0.6MPa處理(47.0mm)之情況。在處理後第11天後各水勢較有明顯之差異，0 MPa處 理時增加幅度較為明顯，-0.2MPa與-0.6MPa之處理下則較無明顯變化，-1.2MPa處 理時則略為增加。 而在相思樹方面，生長高度最高者為0 MPa，其次為-0.2MPa與-1.2MPa之處理,最 低者為-0.6MPa。在處理後第13天後各水勢較有明顯之變化，，0 MPa處理時增加 幅度較為明顯，-0.2與-1.2 MPa之處理則有些微下降之趨勢，於處理後第17天則 小幅度提升。而-0.6MPa處理下則較無明顯之變化。
1. 2. 3. 4. 5.
移植至溫室
實生苗培育
噴槍補充水分
水分滲調處理
植物調查紀錄
12
四、結果與討論 1.種子水分逆境試驗結果
(1)臺灣欒樹滲調處理結果(未預措)
臺灣欒樹的種子浸潤於各PEG溶液三天後，取出於室溫下回乾1天，置於生長箱 （30℃/無光）以紙間法栽培，結果以對照組0 MPa處理時發芽率28.86%（10.77 天）為最高，-1.5MPa的發芽率24.42%（10.00天）為次高，發芽率最低為0.6MPa的8.88%（10.50天）。 由此顯示臺灣欒樹種子在0MPa處理的水勢條件下發芽情況較佳。
1. 2. 3. 4. 5. 6.
調配滲調溶液
灑播種子於培養皿
均勻澆灑潛勢溶液
溶液需淹蓋過種子
水土保持植物措施在福建万里安全生态水系建设中的应用——以东溪安全生态水系试点项目为例
水土保持植物措施在福建万里安全生态水系建设中的应用——以东溪安全生态水系试点项目为例摘要：本文通过泉州市洛阳江支流东溪安全生态水系试点项目这一案例，对水土保持植物措施在安全生态水系建设中的应用进行总结、归纳，为滨水建设中的水保植物措施设计原则和方法提供新思路。
水土保持植物措施在生态水系项目建设中的应用方面包括生态缓冲带构建，即护岸林带、岸坡复绿、滩地修复等；其设计应遵循优先选用乡土树种、构建植物群落、合理考虑景观效果、巧妙融入周边环境等原则。
关键词：水土保持，生态水系，水生态，植物措施1.2.项目背景生态水系建设的目的是恢复河流生态环境，改造渠化河道，重塑健康自然弯曲河岸线，营造自然深潭浅滩和泛洪漫滩，构建水量充足、水流自然、水质良好的生态水系，总体目标是实现“河畅、水清、岸绿、安全、生态”。
建设万里安全生态水系是在确保防洪安全的基础上，加大生态治理和修复力度，统筹抓好水系沿岸环境污染、水土流失治理等工作。
东溪安全生态水系试点项目（下简称本项目）属于首批启动的12个试点项目之一，完工至今已经过多次台风、洪水等自然灾害检验。
1.2.项目区基本情况a.b.项目概况本项目位于泉州市洛江区河市镇，设计河段总长21.24km，其中东溪干流-后深溪水库坝址至俞公桥河段长10.538km，4条支流河段合计长10.7km。
1.a.b.植被调查洛江区原生植被属南亚热带季雨林，经历过人为的长期采伐干扰，又经历了短期20年来的恢复过程的次生林。
现多为次生植被和人工植被。
主要有壳斗科、五茄科、紫金牛科、桑科、樟科、茜草科、豆科、芸香科等与亚热带季雨林相近的热带、亚热带科属。
灌木丛以福建胡颓子、天仙果、胡枝子及飞龙掌血较多。
在人为影响较多的地段，只有零星小片分布，草本层主要千里光、铁蕨、沙草、淡竹叶、苔草。
藤本植物只有一些菝蕨和金樱子。
人工植被种类繁多，粮食作物有水稻等；油料作物有花生、油茶、油菜；经济作物有甘蔗、烟叶、黄麻、席草、茶叶、药材、蔬菜等；果树有龙眼、荔枝、香蕉、枇杷、桃、李、柿、芒果、柑桔、凤梨、番石榴、杨梅等；林木有杉、丛生竹等。
重庆三峡库区水土流失敏感性调查研究
要 由川东隆起褶皱带和川鄂湘黔褶 皱带构 成 ， 属燕 山运动 和喜
马拉 雅运动抬升区 。区 内地形起 伏大 ， 降雨 多 、 度大 ， 强 地质 灾
土地利用现 状 图及 三 峡库 区各 区县 ４ ＿ ＿ ９月 份平 均 降 水量 资
料 。将地形 图经矢量化处 理生成 Ｄ Ｍ， Ｅ 并提取坡度信 息。将土
格局 ， 明确水 土流失敏感性区域 。 由于土壤侵蚀具有 多元性 、 杂性 、 复 时空 多变性 ， 以建 立 所
一
个 适合于全 国的土壤侵蚀模 型是非 常 困难 的 。 目前 ， 对小 针
流域的水土流失敏感性评价 ， 国内许 多学者 常在参 照通用 土壤
流失方程 的同时 ， 结合研究区域实 际情况选 取评 价 因子 。本 研
究借 助于生态敏感性评价方 法 ， 选取 Ｄ Ｍ（ Ｅ 高程 ） 坡度 、 、 降水 、 地表 物质 、 地质灾 害 、 土地利用 等 ６个 因子 ， 重庆 三峡库 区水 对
土流失敏感性进行 了单 因子评价 和综合评 价。
１ 重 庆 三 峡 库 区 水 土 流 失 概 况
重庆三峡库区地处 长 江上 游末 端 ， 内地 质构造 复 杂 ， 区 主
长治久安 ， 促进库 区经济社会可持续 发展 ， 具有重要 的意义 。 ２ 数据来源与研究方法 研究资料 采 用 了重 庆 市 三 峡 库 区 Ｔ 数 据 影 像 （ ０ ８— Ｍ ２０ ０ ） １： ６ 、 ５万 地形 图、 ２ ０万 重 庆市 地 质 灾害 易 发程 度 图 、 １： ０ １： ０ ５ 万重 庆市土壤类 型 图、０ ７年 三峡库 区各 区县 １：１ ２０ ０万
［ 关键 词 ］水 土流 失； 感性 ； 因子评 价 ； 敏 单 综合评价 ； 重庆三峡库 区 ［ 摘 要 ］在 Ｒ 、 Ｉ Ｓ Ｇ Ｓ技术 支持下 ， 兼顾坡 面侵蚀和重力侵蚀 ， Ｄ Ｍ、 从 Ｅ 坡度 、 降水、 地表物质 、 地质 灾害 、 土地利 用等 ６个 方 面， 对重庆三峡库 区水土 流失敏 感性进 行 了单 因子评价和 综合评价 。研 究结果表 明 ： 重庆三峡 库 区水土流 失以 中、 高
长江三峡山地集水区土壤水分空间变异特征
第37卷第5期2023年10月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .5O c t .,2023收稿日期:2023-03-13资助项目:国家自然科学基金项目(41771261,41601215);湖北省自然科学基金重点项目(2015C F A 141) 第一作者:胡乐心(2000 ),女,硕士研究生,主要从事土壤水文研究㊂E -m a i l :h l x 251964@163.c o m 通信作者:刘目兴(1979 ),男,教授,主要从事土壤物理学研究㊂E -m a i l :l i u m u x i n g@c c n u .e d u .c n 长江三峡山地集水区土壤水分空间变异特征胡乐心1,2,刘目兴1,2,赵露1,2,易军1,2,张海林1,2,万金红3(1.地理过程分析与模拟湖北省重点实验室,武汉430079;2.华中师范大学城市与环境科学学院,武汉430079;3.中国水利水电科学研究院水利史研究所,北京100048)摘要:为阐明亚热带湿润气候区山地坡面土壤水分的时空变化及影响因素,以三峡库区针叶林覆盖的中山凹坡为研究对象,采用经典统计学和地统计学的方法,对2019 2020年5mˑ5m 网格点监测的117个点位0 70c m 土层深度的土壤水分数据进行分析,研究了湿润和干旱条件下典型凹坡集水区内土壤含水量的统计学特征与环境因子的相关性,以及土壤含水量的空间变异特征㊂结果表明:(1)水平方向上,集水区内各层土壤水分均表现为中等变异(10%<C V <100%),随土层深度增加,变异系数先增大后减小㊂0 40c m 土壤水分呈强烈的空间相关性,40 70c m 呈中等的空间相关性㊂集水区土壤水分的变程为8.40~18.47m ;(2)垂直方向上,湿润和干旱时期土壤水分的剖面变化规律基本相同㊂土壤水分基台值在剖面上呈 倒S 型变化趋势,随土层深度先增加后减小再增加㊂湿润时期土壤水分变程随土层深度增加而增大,而干旱时期变程随土层深度增加呈现波动变化;(3)湿润时期集水区土壤水分比干旱时期变异程度更高,空间相关性更好,较深层(40 70c m )比较浅层(0 40c m )空间相关性更好㊂0 30c m 土壤水分受地形(坡度)影响较大,变化趋势不稳定,30 70c m 土层深度土壤机械组成(黏粒㊁粉粒㊁砂粒含量)的作用加强,变化趋势趋于稳定㊂研究结果可为亚热带湿润气候区山地坡面生态水文过程研究提供数据与理论参考㊂关键词:土壤水分;空间变异;干湿季;地统计学;三峡库区中图分类号:S 152.7 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)05-0086-08D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.05.011S p a t i a lV a r i a t i o nC h a r a c t e r i s t i c s o f S o i lM o i s t u r e i n t h eT h r e eG o r g e s M o u n t a i nC a t c h m e n tA r e a o f t h eY a n gt z eR i v e r HU L e x i n 1,2,L I U M u x i n g 1,2,Z H A O L u 1,2,Y I J u n 1,2,Z H A N G H a i l i n 1,2,WA NJ i n h o n g3(1.H u b e iK e y L a b o r a t o r y f o rG e o g r a p h i c a lP r o c e s sA n a l y z i n g &M o d e l i n g ,W u h a n 430079;2.C o l l e g e o f U r b a na n dE n v i r o n m e n t a lS c i e n c e s ,C e n t r a lC h i n aN o r m a lU n i v e r s i t y ,W u h a n 430079;3.I n s t i t u t e o fW a t e rC o n s e r v a n c y H i s t o r y ,C h i n aA c a d e m y o f W a t e rR e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e rS c i e n c e s ,B e i j i n g 100048)A b s t r a c t :I no r d e r t o c l a r i f y t h e s p a t i a l a n d t e m p o r a l v a r i a t i o n a n d t h e i n f l u e n c i n g f a c t o r s o f s o i lm o i s t u r e o n m o u n t a i n s l o p e s i n t h eh u m i ds u b t r o p i c a l c l i m a t e z o n e ,t a k i n g t h em i d -m o u n t a i nc o n c a v e s l o p e s c o v e r e db y c o n i f e r o u s f o r e s t i nt h eT h r e eG o r g e sr e s e r v o i ra r e aa st h er e s e a r c ho b je c t .T h es o i lm o i s t u r ed a t ao f117m o n i t o r i n gp o i n t sa tad e p t ho f0 70c mi na5-m e t e r g r i dd u r i n g 2019t o2020w e r ea n a l y z e db y u s i n gc l a s s i c a l s t a t i s t i c s a nd ge o s t a t i s t i c sm e t h o d s .A n dt h i ss t u d y i n v e s t i g a t e dt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h es t a t i s t i c a l c h a r a c t e r i s t i c s of s o i lm o i s t u r e c o n t e n t a n d e n v i r o n m e n t a l f a c t o r s a n d t h e s p a t i a l v a r i a b i l i t y c h a r a c t e r i s t i c s o f s o i lm o i s t u r ec o n t e n t i nt h ec a t c h m e n ta r e ao ft y p i c a lc o n c a v es l o p e su n d e r w e ta n dd r y c o n d i t i o n s .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t :(1)S o i lm o i s t u r e o f a l l l a y e r s i n t h e c a t c h m e n t a r e as h o w e d m o d e r a t ev a r i a b i l i t y (10%<C V<100%)i n t h eh o r i z o n t a l d i r e c t i o n ,a n d t h e v a r i a t i o nc o e f f i c i e n t i n c r e a s e d f i r s t a n d t h e nd e c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s i n g s o i l d e p t h .S o i lm o i s t u r e i n0 40c ms o i l l a y e r s h o w e ds t r o n g s p a t i a l c o r r e l a t i o n ,a n d t h a t i n 40 70c m s o i ll a y e rs h o w e d m o d e r a t es p a t i a lc o r r e l a t i o n .T h ev a r i a t i o nr a n geo fs o i l m o i s t u r ei nt h e c a t c h m e n t a r e aw a sb e t w e e n8.40a n d18.47m.(2)I nt h ev e r t i c a ld i r e c t i o n ,t h e p r o f i l ev a r i a t i o n p a t t e r n o f s o i lm o i s t u r e d u r i n g w e t a n dd r yp e r i o d sw e r eb a s i c a l l y th es a m e .S o i lm o i s t u r eb a s a l v a l u e ss h o w e da n Copyright ©博看网. All Rights Reserved.i n v e r t e dS t y p e t r e n d i n t h e p r o f i l e,f i r s t i n c r e a s i n g,t h e nd e c r e a s i n g,a n d t h e n i n c r e a s i n g w i t hs o i l l a y e r d e p t h.T h e v a r i a t i o n r a n g e o f s o i lm o i s t u r e i n c r e a s e dw i t h t h e i n c r e a s i n g o f s o i l l a y e r d e p t h i n t h ew e t p e r i o d, w h i l e t h ev a r i a t i o nr a n g e f l u c t u a t e dw i t ht h e i n c r e a s i n g o f s o i l l a y e rd e p t h i nt h ed r yp e r i o d.(3)T h es o i l m o i s t u r e i n t h e c a t c h m e n t a r e a d u r i n g t h ew e t p e r i o d h a d a h i g h e r d e g r e e o f v a r i a b i l i t y a n d b e t t e r s p a t i a l c o r r e l a t i o n c o m p a r e d t o t h e d r y p e r i o d,a n d t h e s p a t i a l c o r r e l a t i o nw a s b e t t e r i n t h e d e e p e r l a y e r(40 70c m)t h a n i n t h e s h a l l o wl a y e r(0 40c m).S o i lm o i s t u r ea t0 30c m w a s g r e a t l y a f f e c t e db y t o p o g r a p h y(s l o p e)a n dt h e t r e n d o f c h a n g ew a s u n s t a b l e,w h i l e s o i l p a r t i c l e c o m p o s i t i o n(s a n d,s i l t a n d c l a y c o n t e n t)a t30 70c md e p t hw a s e n h a n c e d a n d t h e t r e n d o f c h a n g e t e n d e d t ob e s t a b l e.T h e r e s u l t s c o u l d p r o v i d ed a t a a n d t h e o r e t i c a l r e f e r e n c e s f o r t h e s t u d y o f e c o h y d r o l o g i c a l p r o c e s s e s o nm o u n t a i n s l o p e s i n t h eh u m i d s u b t r o p i c a l c l i m a t e z o n e.K e y w o r d s:s o i lm o i s t u r e;s p a t i a l v a r i a t i o n;d r y a n dw e t s e a s o n;g e o s t a t i s t i c s;T h r e eG o r g e sR e s e r v o i rA r e a土壤水分是陆地系统不可缺少的组成部分,在地表水文过程,特别是径流生成㊁土壤蒸发和植物蒸腾中起着至关重要的作用㊂在降雨㊁土壤组成㊁地形㊁植被以及土地利用等因素的影响下,土壤水分的空间分布呈现不同程度的变异[1]㊂充分认识和了解土壤水分空间变异特征,有助于水资源的管理和生态系统植被恢复,可以为土壤水分的有效利用与管理提供理论依据[2]㊂土壤水分的空间变异表现在地理空间的水平变异和垂直变异㊂地统计学方法是当前研究土壤水分空间特征及其变异规律最常用的方法之一㊂当前,国内外已有许多学者应用地统计法对土壤水分空间变异展开研究㊂在水平方向上,B r o c c a等[3]在意大利中部小流域进行土壤水分周期性采样,并研究表层和亚表层土壤水分变异规律;F a m i g l i e t t i等[4]在德克萨斯州响尾蛇山山坡表层土壤水分变异性的研究中指出,土壤水分变异随着平均含水量的降低而降低;李春茂等[5]应用地统计学方法分析典型峰丛洼地旱季和雨季土壤水分的空间变异性发现,雨季土壤水分的空间相关性更好;E n t i n等[6]研究认为,在小尺度上,土壤水分的空间分布格局与土壤质地㊁地形㊁植被有关,而在大尺度上则与降水和蒸发有关㊂在垂直方向上,B a s k a n等[7]利用地统计学方法研究了2种质地不同土壤水分的空间变异性表明,土壤含水量随着剖面深度的变化具有明显的时空变化特征;乔江波等[8]结合经典统计和地统计学方法分析了黄土高原关键带5个典型样点垂直剖面土壤水分的变异特征发现,其土壤含水量均为中等变异;王晓军等[9]探讨了黄土丘陵沟壑小流域土壤水分水平和垂直方向(0 3m 深)空间变异特征发现,土壤水分的垂直变化先降低后增加,垂直方向上土壤水分存在强烈或中等程度空间自相关;邱扬等[10]在研究黄土丘陵土壤水分剖面空间异质性时分析得出,土壤水分的空间异质性从亚表层(10 15c m)开始增加㊂三峡库区处于青藏高原与长江中下游平原的过渡地带,是长江中下游的生态屏障,也是水土保持国家重点生态功能区㊂山地丘陵占库区总面积的95.7%,地形破碎,表层土壤质地粗,结构松散,季风气候下降雨分布不均衡,多暴雨,容易造成洪涝㊁滑坡和水土流失等自然灾害[11]㊂山地集水区土壤水分控制降雨产流,其空间变异分析可为坡面产流㊁水土流失预报提供参考㊂近几十年来,尽管国内积极开展土壤水分时空变异方面的研究,建立较为成熟的研究体系,但主要集中在西北黄土高原[1-2,12]㊁青藏高原东部[13-14]和西南喀斯特地区[15-16]㊂三峡库区则多集中于不同类型下土壤水分的动态变化对比研究[17-19],对三峡山地典型集水区土壤水分空间异质性的研究较少,且将水平空间分异与剖面垂直差异结合得较少,未充分揭示典型集水区各土壤深度水分连续分布的季节性变化㊂鉴于此,本文应用经典统计法和地统计学方法,分析典型凹坡集水区内土壤水分在水平和垂直方向的空间变异规律,揭示干湿季土壤水分的空间差异,为亚热带季风湿润山区的土壤水分利用和生态建设提供参考㊂1材料与方法1.1研究区概况研究区位于长江三峡库区大老岭自然保护区内(图1),地处湖北省宜昌市夷陵区㊁秭归县和兴山县交界的中山地带(110ʎ52' 111ʎ01'E,31ʎ01' 31ʎ08'N),气候属于亚热带季风性山地湿润气候㊂地质基础为花岗岩风化物,土壤类型为山地黄棕壤㊂由于过度砍伐与开垦,原生的天然林仅存于陡峭的坡地,林区抚育的人工林和次生林是该地区主要的植被类型,包括马尾松(P i n u s m a s s o n i a n a L a m b.)㊁杉木(C u n-n i n g h a m i al a n c e o l a t a(l a m b.)H o o k.)㊁铁坚油杉(K e t e l e e r i ad a v i d i a n a(b e r t r.)B e i s s n.)和栓皮栎(Q u e r c u sv a r i a b l i l i s B l.)等[18]㊂通过实地调查,选取典型山地集水区,海拔最低点为1331m,最高点为1406m,总面积为5500m2㊂根据1994 2014年气象站(海拔200m)的记录,年平均降雨量和蒸发量分别为1011,950mm,降水主要集中在夏季(6 878第5期胡乐心等:长江三峡山地集水区土壤水分空间变异特征Copyright©博看网. All Rights Reserved.月),年平均气温为16.7ħ,年平均无霜期为283天㊂1.2 采样方法根据所选集水区的地形(图1),采用网格法布点(间距5mˑ5m ),共117个,在每个样点采用土钻垂直于地表向土壤内部打孔并安置P V C 测管,P V C 管在土壤内深度为70c m ,露出地面10~20c m ㊂手持便携式时域反射仪(T D R )伸入管内于7个土层深度(10,20,30,40,50,60,70c m )测量土壤体积含水量㊂研究区存在明显的干湿季[20],湿季(5 10月)降雨量占全年降雨量的74.20%,干季(10月至翌年4月)降雨量占全年降雨量的37.90%㊂湿季的3次土壤水分含量测定,分别在2019年8月1日㊁2019年8月22日和2019年8月29日进行;干季的3次土壤含水量测定分别在2020年10月01日㊁11月29日和2021年4月11日进行㊂根据前期对土壤饱和含水量(53.88%)㊁田间持水量(31.98%)的研究结果[21],统计时去除土壤含水量>55%的测量值[22]㊂降雨数据来源于距离研究区160m 处布设的野外自动气象站㊂在117个T r i -m e -T D R 采样点附近用土钻采集0 20,20 40,4070c m 的扰动土样品,将土样带回实验室风干过筛后,采用重铬酸钾外氧化法测定土壤有机质含量,用吸管法测量土壤机械组成㊂图1 研究区位置及采样点布设1.3 分析方法1.3.1 经典统计分析 本研究采用经典统计分析法直观描述土壤水分的空间分布特征和变异程度㊂其中,空间变量的变异程度用变异系数(C V )来衡量㊂若C V ȡ100%,则变异程度高;若10%<C V <100%,变异一般;当C Vɤ10%,则呈现弱变异㊂变异系数公式为:C V=σμˑ100%(1)式中:σ表示变量的标准差;μ表示变量的平均值㊂1.3.2 地统计学分析 与经典分析方法相比,地统计学的优势在于可以反映土壤水分的空间自相关性和确定土壤水分的空间分布模式㊂半变异函数是地统计学的主要工具,用于揭示区域化变量在空间分布上的随机性和结构性,适合集水区尺度土壤水分的空间变异分析[9,23]㊂其计算公式为:γ(h )=12N (h )ðN (h )i =1Z (x i )-Z (x i +h )[]2(2)式中:h 为距离(滞后距);N (h )为样点中符合该距离h 的点对数量;Z (x i )为样点Z 在位置x i 的实测值;Z (x i +h )为与x i 距离为h 处样点的值㊂需要说明的是,变异函数在最大间隔距离1/2之内才有意义,在本研究中半变异函数的有效滞后距都设置为最大采样间隔的1/2㊂分别用地统计分析模块提供的11种变异函数模型拟合函数[24],以离差平方和(S S Q )最小㊁决定系数(R 2)最大为原则,获取半方差函数的最优理论模型㊂本研究基于各层土壤含水量变化特征,选取球状模型(S p h e r i c a lm o d e l )(公式3)㊁指数模型(E x po -n e n t i a lm o d e l )(公式4)和高斯模型(G a u s s i a n m o d -e l)(公式5)对数据进行拟合,其数学表达式为:γh ()=C 0+C (32h a -12h 3a 3) 0<h ɤaC 0+C h >a ìîíïïï(3)γ(h )=C o +C 1-e x p (-h a )éëêêùûúúh <0(4)γ(h )=C 0+C 1-e x p (-h a )2éëêêùûúúh >0(5)式中:C 0为块金值;C 为结构方差;h 为滞后距;a 为变程(m )㊂基于模型拟合结果可得到变程(a )㊁基台值(C +C 0)㊁块金值(C 0)和块基比[C 0/(C +C 0)]4个参数㊂块金值表示随机因素引起的变量的空间变异;基台值表示变量的最大变异;变程反映变量相互影响的最大距离,变程以外则变量不存在空间相关88水土保持学报 第37卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.性[13,25]㊂块金值与基台值的比值反映随机因素导致的空间变异占总变异的大小[26],该值越小,空间相关性越强,按照区域化变量空间相关性程度的分级标准,该值为<25%,25%~75%,>75%时,分别表明变量的空间相关性为较强㊁中等㊁较弱[27]㊂采用回归系数(R 2)判断模型拟合的好坏,F 为检验R 2显著性水平的统计参数,其计算公式[2]为:F =R 21-R2ˑN -kk -1(6)式中:k 为回归模型中自变量的个数;R 2为决定系数㊂若计算的F 值大于α(0.05或0.01)显著水平和自由度f 对应的临界值F α,f 时,R 2是有意义的[28]㊂利用E x c e l 2016和S P S S24软件进行样本数据的描述性统计㊁F 检验以及单样本k -s 分析正态性检验,采用G S +9.0确定各层土壤水分的半变异函数最优理论模型及其参数,利用O r i gi n 2018软件绘制图表㊂2 结果与分析2.1 土壤水分的各向异性检验土壤水分的变异存在方向上的差异㊂地形㊁微地貌㊁土壤物理性质㊁坡向或高程的变化导致土壤水分各向异性[25,29]㊂本研究设22.5ʎ容差,计算土壤湿润和干旱情况下的采样数据在0(东北N E 西南S W )和90ʎ(西北NW 东南S E )2个方向上的变异函数值㊂由于研究地块2个方向上的尺度不同,不能用各向异性比来表示变异函数的各向异性[26,30]㊂图2分别表示湿润(图2a )和干旱情况下(图2b )的变异情况,土壤含水量在0ʎ方向和90ʎ方向的变异函数波动范围相差不大,这表明2个方向不存在明显的各向异性,所以分析使用各向同性模型㊂图2 湿润和干旱时期半变异函数的各向异性2.2 土壤水分水平分布的空间变异特征2.2.1 基于经典统计的土壤水分变异分析 表1为研究区土壤含水量较高(湿润)和土壤含水量较低(干旱)情况下0 70c m 土层平均土壤水分经典统计结果㊂前期降水量分别为干㊁湿季测定时间前10天内累计降雨量的平均值,可见湿润时期前期平均累计降水量(68.40m m )约为干旱时期(33.73m m )的2.03倍㊂集水区土壤含水量的平均值㊁中位数和最大值都随土层深度的增加而增大㊂由于受到降雨入渗的补给作用,湿润时期各深度土壤含水量均值均大于干旱时期㊂集水区干湿季各层土壤水分变异系数为20.38~30.53,均呈现中等程度变异(10%<C V<100%)㊂干湿季变异系数在0 20c m 土层深度有所增加,20c m 以下随土层深度增加而减小㊂表1 湿润和干旱时期0-70c m 平均土壤水分描述统计特征时期前期平均降水量/mm土层深度/c m平均值/%中位数/%最大值/%最小值/%标准差变异系数方差偏度峰度0 1027.6326.4454.2112.057.6027.5057.700.811.2810 2032.8431.2058.0314.419.3628.4987.530.41-0.3820 3039.1740.6459.2817.7510.1225.84102.47-0.02-0.88湿润68.4030 4041.9743.7759.7716.929.9123.6298.24-0.33-0.7440 5044.5145.5961.8017.429.5921.5491.93-0.660.0550 6045.7046.5362.1421.019.3220.3886.77-0.630.0360 7045.8547.5063.0219.369.8621.5097.19-0.63-0.060 1022.1020.4239.938.106.0627.4136.700.750.2910 2026.6025.3646.4311.348.1230.5365.920.29-0.7220 3030.6430.9648.2012.488.9829.3180.64-0.13-0.97干旱33.7330 4033.9036.0048.5712.059.0026.5480.93-0.47-0.7040 5035.9337.7250.8711.968.7924.4677.20-0.74050 6037.2638.4751.2714.857.9621.3863.42-0.690.1860 7037.4938.6251.9913.568.2321.9567.71-0.690.1698第5期 胡乐心等:长江三峡山地集水区土壤水分空间变异特征Copyright ©博看网. All Rights Reserved.2.2.2基于地统计学的土壤水分空间变异特征分析采用半变异函数研究土壤水分的前提是数据必须符合正态分布[28]㊂偏度系数㊁峰度系数(表1)和单个样本k-s非参数检验(p<0.05)均显示出在湿润和干旱季节0 70c m土层平均含水量数据均接近正态分布㊂0 70c m各土层土壤含水量大部分服从正态分布,另一部分符合近正态分布㊂进一步分析发现,土壤含水量的平均值和中值接近,表明土壤含水量数据的分布明显趋向中心㊂因此,不必对原始数据进行转换,可直接用于之后的地统计分析㊂表2是湿润和干旱时期0 70c m平均土壤水分半变异函数理论模型得出的相应参数㊂由表2可知,集水区土壤水分半变异函数拟合的最佳理论模型是高斯模型㊁球状模型和指数模型,模型拟合的决定系数比较高,处于0.50~0.86,F值均大于F(1,12)0.01与F(1,12)0.05,说明理论模型能够很好地反映不同土层土壤含水量的空间结构特征[31]㊂表2湿润和干旱时期0-70c m平均土壤水分半变异参数变化情况时期土层深度/c m平均含水量模型块金值(C0)基台值(C0+C)变程/m块金值/基台值[C0/(C0+C)]/%R2F检验* 0 1027.63高斯7.1759.8710.6211.970.5715.97 10 2032.84球状4.5089.8210.895.010.7028.27 20 3038.14球状18.13101.5311.3017.860.5816.64湿润30 4042.00球状16.1797.7711.6716.540.6018.2340 5044.50高斯40.6091.4015.5544.420.6724.8150 6045.70高斯40.3388.9917.6945.330.6623.1960 7045.78高斯38.20100.2018.4738.120.7332.440 1022.20球状8.8337.5010.8823.470.5414.2010 2026.60高斯12.5066.9011.0918.680.8673.7120 3030.59球状15.1281.208.4318.600.6522.68干旱30 4033.84指数5.2380.508.406.500.5112.5440 5035.98球状21.2176.3015.0727.800.5212.7950 6037.31球状24.5066.2015.2337.010.5213.1060 7037.71球状17.1480.7011.0821.190.5011.76注:*表示F(1,12)0.05=4.75,F(1,12)0.01=9.33㊂基台值代表着总变异㊂由表2可知,湿润时期各层的土壤水分基台值均高于干旱时期,变异程度更高㊂块金值表示随机变异的大小㊂湿润时期土壤水分的块金值介于7.17~40.60,干旱时期的块金值介于5.23~24.50㊂块金基台比[C0/(C0+C)]反映随机因素所致的空间变异占总空间变异的比例[32]㊂各层土壤存在不同程度的空间相关性㊂总体上,集水区0 40c m土壤水分呈强烈的空间相关性(块金/基台<25%),空间变异主要由地形㊁气候等空间自相关部分引起,40 70c m呈中等的空间相关性(25%<块金/基台<75%),反映其空间变异主要受随机因素影响㊂表3也验证了该观点,即0 40c m土层深度干湿季地形因子(坡度)与土壤水分相关系数的绝对值显著大于40 70c m土层深度,说明地形更易影响0 40c m土层深度㊂湿润时期40 70c m土层深度块金基台比大于干旱时期,说明在这一土层范围内,湿润时期随机因素占总变异的比例更高㊂变程反映土壤水分空间自相关消失的距离㊂集水区土壤水分的变程范围为8.40~18.47,表明研究区在18m以内有空间自相关性,可用于指导集水区采样设计㊂除0 20c m土层之外,湿润时期每一土层深度的变程均高于干旱时期的变程,说明湿润时期连续降水导致土壤含水量的空间自相关范围变大,土壤水分的空间连续性增强㊂2.3土壤水分垂直分布的空间变异特征随着土壤孔隙度的增加,0 70c m土壤含水量在剖面上逐渐增大(图3a),但湿润时期土壤水分含量的标准差随土层深度增加持续减小,说明这一时期土壤含水量均值与土壤水分的剖面变异程度呈显著负相关㊂干旱时期土壤水分标准差先减小后增加,变化趋势不大㊂由图3b可知,0 70c m土壤水分的基台值随土层深度变化的趋势在湿润和干旱条件下一致,均呈 倒S 型,即先增加后减小再增加,其中0 30c m土层增加,30 60c m土层基台值开始小幅减小,60 70c m继续增加㊂总体来看,湿润情况下土壤水分变程更大,即土壤含水量空间相关性范围更大(图3c)㊂在湿润条件下,0 70c m土壤水分变程随土层深度增加而增加,而在干旱条件下,土壤水分变程整体小于湿润时期的变程且呈波动变化,较深层土壤水分的空间连续性最好,30 40c m土层深度空间连续性最差㊂09水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.湿润时期40 70c m 土层深度变程明显增大,这显示较深层土壤水分分布的均一性更强,说明在土壤含水量较高时,土壤水分的变程增大,该结论与以往研究[33]结果一致㊂从图3d 可以看出,30,50c m 土层深度块金值明显增大,说明这2个土层深度受随机因素影响较大㊂湿润时期深层(40 70c m )块金值显著增大,说明降雨影响该土层深度的空间变异㊂总体来看,在垂直方向上,研究区湿润时期土壤水分的空间变异大于干旱时期,但各土层土壤水分的空间结构并没有发生根本改变(图3)㊂这种特征在30 70c m 土层更为显著,说明集水区30 70c m 土层深度土壤水分的垂直空间分布模式更稳定㊂图3 湿润和干旱时期土壤水分及半变异参数垂直的变化特征2.4 土壤含水量与环境因子的相关分析由表3可知,土壤含水量与黏粒㊁粉粒㊁砂粒含量呈极显著相关关系(p <0.01),与坡度呈显著负相关关系(p <0.05),而与坡向㊁海拔及有机质含量无显著相关性㊂干旱时期与湿润时期坡度与不同土层深度土壤水分呈显著负相关关系(p <0.05),相关系数绝对值随着土层深度增大而减小(干旱时期分别为0.235,0.155,0.064;湿润时期分别为0.257,0.168,0.075),说明坡度更易影响表层土壤㊂黏粒含量和粉粒含量与不同土层深度土壤水分均呈极显著正相关关系(p <0.01),而砂粒含量与不同土层深度土壤水分呈现极显著负相关关系(p <0.01),相关系数绝对值均随着土层深度的增大而增大,相关性增强㊂表3 不同土层深度土壤水分在干燥期与湿润期与环境因子相关系数时期土层深度/c m 坡度坡向海拔黏粒含量粉粒含量砂粒含量有机质含量干旱0 20-0.235*-0.1260.1280.435**0.259**-0.398**-0.10420 40-0.155*-0.1070.0960.494**0.549**-0.592**0.02340 70-0.064*-0.0960.1150.522**0.554**-0.596**0.067湿润0 20-0.257*-0.0740.0310.414**0.208*-0.347**-0.14320 40-0.168*-0.0890.0710.500**0.540**-0.589**-0.00540 70-0.075*-0.0780.0590.516**0.575**-0.606**0.085注:**表示相关性在0.01水平上显著;*表示相关性在0.05水平上显著㊂3 讨论变异系数反映区域变量总体变异程度的高低㊂经典统计结果显示,干旱时期各土层深度土壤含水量的变异系数均值(25.94)大于湿润时期(24.13),可能是因为湿季前期降水量是干旱时期的2倍左右,较强的降水导致土壤水分侧渗增强,土壤水分分布更均匀,变异程度更低,赵鹏宇等[34]的研究也得出类似结论,即较强的降雨使林地含水量变得更均匀㊂本研究结果显示,干湿季变异系数呈现先增大(0 20c m )后减小(20 70c m )的变化趋势,说明土壤浅层(020c m )易受外界环境因素(降雨㊁地形㊁植被等)影响,稳定性较低㊂19第5期 胡乐心等:长江三峡山地集水区土壤水分空间变异特征Copyright ©博看网. All Rights Reserved.地统计结果显示,土壤水分高即湿润情况下基台值更大,变异程度更大,此结果与张继光等[26]在喀斯特地区以及王军等[2]在黄土高原观测的结果不一致,可能是因为相比于其他研究区,本研究区在土壤湿润情况下,降水量大于蒸发蒸腾总量,土壤水分的分布主要由地形㊁坡位和微地貌等非土壤内部因素决定,而在土壤干旱情况下,土壤水分的分布主要由土壤的物理性质和植被控制㊂本研究中,湿润时期采样均在降雨之后,且研究区地形呈两侧高中间低,土壤水分与坡度呈显著负相关(p<0.05),其分布受地形的影响较大,导致湿润时期土壤水分的空间变异程度高于干旱时期㊂本研究中变程为8.40~18.47m,其他研究变程为18.30~522.4m[33],导致变程差异的原因在于尺度的大小和样点数目[34]㊂本研究得出,30,50c m土层深度由随机因素(取样误差㊁人为干扰㊁植物根系等)引起的空间异质性起主导作用㊂根据前期实地调查,集水区内主要分布马尾松等乔木,且程瑞梅等[35]在本研究区附近的秭归县茅坪镇境内对马尾松根系生物量的空间垂直分布进行研究发现,马尾松的粗根主要分布在20 60c m 土层范围内㊂由此推测,在本研究区内30 40c m土层分布较多的马尾松粗根系,粗根相比细根对土壤水分的干扰更大,使得这个土层土壤水分的异质性相比其他土层差异较大,这与张泉等[13]在祁连山发现受根系影响较大的土层随机因素引起的空间异质性较高的结论一致㊂R o s e n b a u m等[36]研究发现,土壤上层(<20c m)水分主要受到坡位㊁坡度等地形条件和小气候条件下的蒸发力影响,随着土层加深,土壤水分受蒸发作用减小,而受植被蒸腾作用加大;王甜等[23]研究发现,地形因子随土层深度增加与土壤水分的相关性减弱,而植被指数与土壤水分的相关性增强,本文也得出相似结果,即坡度因子与较浅层土壤水分的相关性更强,土壤颗粒组成与较深层相关性更强(表3)㊂结合土壤水分垂向变异特征可得,0 30 c m土壤水分及各统计参数变化受地形影响较大,变化趋势不稳定,30c m以下土层土壤颗粒组成的作用加强,变化趋势趋于稳定㊂湿润时期相比干旱时期土壤含水量和空间变异都有所增大,但是各土层深度土壤含水量和各参数值高处仍高,低处仍低,这种空间结构在30 70c m土层表现得更加稳定,说明三峡山地土壤水分的空间变异在时间尺度上有代表性,对三峡山地土壤水分空间格局的研究具有重要意义㊂4结论(1)三峡库区山地集水区土壤水分不具有明显的各向异性特征㊂在土壤水分较高(湿润)时期和土壤水分较低(干旱)时期,本研究范围在0ʎ(东北N E 西南S W)和90ʎ(西北NW 东南S E)2个方向的变异程度相近㊂(2)在水平方向的空间差异分析显示,集水区干湿季各层土壤水分均呈现中等程度变异(10%< C V<100%),随土层深度增加,变异系数先增大后减小㊂由于前期降水量影响,干旱时期各土层深度变异系数均值(25.94)大于湿润时期(24.13)㊂0 40c m 土壤水分呈强烈的空间相关性,40 70c m呈中等的空间相关性,干旱时期与湿润时期土壤水分空间变异的主导因素不同㊂集水区土壤水分的变程为8.40~ 18.47m,说明土壤水分在<18m的采样尺度时具有空间相关性㊂(3)在垂直方向的空间差异分析显示,湿润和干旱时期0 70c m土壤水分的剖面变化规律基本相同㊂土壤含水量在剖面上逐渐增大,基台值均呈 倒S 型变化趋势,即先增加后减小再增加㊂湿润时期土壤水分变程随土层深度的增加而增大,而干旱时期变程随土层深度的增加呈现波动变化㊂总体上,研究区湿润时期土壤水分比干旱时期变异程度更高,空间自相关范围更大,较深层(40 70c m)空间相关性比较浅层(0 40c m)更好㊂0 30c m土壤水分受地形(坡度)影响较大,变化趋势不稳定,30 70c m土层深度土壤颗粒组成(黏粒㊁粉粒㊁砂粒含量)的作用加强,变化趋势趋于稳定㊂参考文献:[1]王云强,邵明安,刘志鹏.黄土高原区域尺度土壤水分空间变异性[J].水科学进展,2012,23(3):310-316. [2]王军,傅伯杰,邱扬,等.黄土丘陵小流域土壤水分的时空变异特征:半变异函数[J].地理学报,2000,55(4): 428-438.[3] B r o c c aL,M o r b i d e l l iR,M e l o n eF,e t a l.S o i lm o i s t u r es p a t i a l v a r i a b i l i t y i ne x p e r i m e n t a l a r e a so fc e n t r a l I t a l y[J].J o u r n a l o fH y d r o l o g y,2007,333(2/3/4):356-373.[4] F a m i g l i e t t i JS,R u d n i c k i JW,R o d e l lM.V a r i a b i l i t y i ns u r f a c em o i s t u r e c o n t e n t a l o n g a h i l l s l o p e t r a n s e c t;R a t-t l e s n a k eH i l l,T e x a s[J].J o u r n a lo f H y d r o l o g y,1998, 210(1/2/3/4):259-281.[5]李春茂,陈洪松,徐勤学,等.典型岩溶峰丛洼地坡面土壤水分空间变异性[J].中国岩溶,2018,37(2):159-167.[6] E n t i nJK,R o b o c kA,V i n n i k o vK Y,e t a l.T e m p o r a la n d s p a t i a l s c a l e s o f ob s e r v e d s o i lm o i s t u r ev a r i a t i o n s i nt h ee x t r a t r o p i c s[J].J o u r n a lo f G e o p h y s i c a lR e s e a e c h, 2000,105(D9):11865-11877.29水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
古学水电站Ⅰ标段水保持方案
Ⅰ标段水土保持方案1、编制依据1.1法律法规（1）《中华人民共和国水土保持法》(1991年6月29日)；（2）《中华人民共和国防洪法》(1997年8月29日)；（3）《中华人民共和国水土保持实施条例》（国务院第1993年第120号令）；（4）《四川省<中华人民共和国水土保持法>实施办法》（1993年12月）；（5）《土地复垦规定》（1998年11月8日国务院第19号令）；1.2行业规定（1）《开发建设项目水土保持方案管理办法》（水保[1994]513号文）；（2）《电力建设项目水土保持暂行规定》（水保[1998]423号文）；（3）《水土保持生态环境监测网络管理办法》（水利部第12号令）；1.3规范及标准（1）《关于规范生产建设项目水土保持监测工作的意见》(水保[2009]187号)；（2）《水土保持综合治理技术规范》（GB/T16453-1996）；（3）《水土保持监测技术规程》（SL277-2002）；1.4业主及监理的文件（1）《古学水电站水土保持方案报告书》；2、水土保持目标（1）按时完成合同施工图纸所示的工程项目，做好暴雨来临后的安全防护、安全度汛、防护工程和临时设施的防护工作。
做好截排水工作，不发生由于施工不当造成的重大水土流失事件。
（2）规范渣料，复耕土堆放，将开挖可利用或废弃的渣料运至监理人指定的堆放地点并加以保护和处理，严格按批准的弃渣规划有序地堆放和利用弃渣，不发生任意堆放渣料降低河道的行洪能力和影响其他承包人的施工和危及下游居民的安全的重大事件。
（3）配合业主采取植被恢复措施或改善其水保功能，保护生态环境，对施工区临时用地采取复耕土恢复，植树、种植等绿化措施，改善区内生态环境。
（4）保护饮用水源免受施工活动造成的污染。
不发生由于施工不当造成的饮用水源污染事件。
（5）加强对废水的控制和治理，做好废水和废油的治理和排放。
（6）保持施工区和生活区的环境卫生，及时清除垃圾和废弃物，并运至指定的地点堆放和处理，满足当地政府和业主的水土保持、卫生规定要求，保护施工人员的身体健康。
庐山地区板岩边坡地质模型-国立中兴大学水土保持学系
ϕ : 摩擦角 [°]
ψ : 膨脹角 [°]
19
結果與討論-廬山地區板岩邊坡模擬成果
ν
(Chigira ,1992）
校正軟性土潛移模型材料參數所產生位移情形
20
結果與討論-廬山地區板岩邊坡模擬成果
ν
(Chigira ,1992）
透過重力增加模擬風化潛移所產生位移情形
21
結果與討論-廬山地區板岩邊坡模擬成果
拱彎褶皺型的潛移現象在台灣則較少被發現，其常發生 在順向坡，斜坡的傾角比葉理的傾角還要緩，因此邊坡上端 的岩層葉理受到重力影響，而隨著坡向產生往下滑動的潛移 現象。坡趾處受到較固定的岩石牽制，所以容易在坡趾處產 生類似拱彎狀的凸起，同於Chigira(1992)分類之第一類型。
10
文獻回顧
Samyr El Bedoui et al.(2009)運用10Be宇宙同位素射線 定年，可得知岩石邊坡上，從10,000年前至今日的岩石的緩 慢潛移行為的滑動位移量與時間關係，進而得知岩石的潛移 速率為4~10mm/year。
Distance (m)
廬山震測影像剖面
13
研究方法-不同坡度、坡高邊坡地質模型
坡高250m、坡度20°的地質模型
坡高250m、坡度45°的地質模型
坡高500m、坡度20°的地質模型
坡高500m、坡度45°的地質模型 14
研究方法-不同坡形邊坡地質模型
垂直分層凸型坡的地質模型
垂直分層凹型坡的地質模型
29
E1
E2
不同方向的楊氏模數E1、E2 不同方向的柏松比ν1、ν2
剪力模數G2=E1/2(1+ ν1)
劈理面上的弱面強度:
凝聚力C、摩擦角ϕ、膨脹角ψ
滞洪设施规划之探讨-国立中兴大学水土保持学系
國立中興大學水土保持學系滯洪設施規劃之探討學生姓名：凃世本 學號：59742108 98年5月2日目 錄一、前言 二、都市化對暴雨逕流之影響 三、暴雨逕流減輕對策 四、滯洪池規劃設計規範 五、滯洪池規劃實務 六、結語一、前 言台灣因地狹人稠，自然資源有限。
隨著經濟快速發 展，集水區大肆開發，原來具有含蓄水源、降低洪 峰之天然水庫(森林及水田)面積大幅減少，建築物 及道路等不透水面積增加。
致使逕流快速匯集洪水 量暴增，下游既有防洪及排水設施無法負荷，洪水 災害加劇。
為減輕都市開發對既有防洪設施之衝擊，開發地區 應妥為規劃設置各種減洪措施，對開發所增加之暴 雨逕流有效加以控管，以降低下游排水負荷。
一、前 言基隆河沿岸高度開發，導致洪水災害逐年加劇歷年颱風 降雨量(mm) 淹水深度(m) 76年琳恩颱風 1600 3.2 85年賀伯颱風 810 2.9 87年瑞柏颱風 921 4.3 90年納莉颱風 1270 5.4 備 五 註 堵 竹子湖五堵大台北地區納莉颱風大淹水二、都市化對暴雨逕流之影響1.洪峰時間提前，洪峰流量增大由於開發後集流時間縮短所致。
開發 後地表粗糙度減小、排水路改善施設 內面工、排水收集系統密佈，造成地 表漫地流及排水路渠道流速加快、集 流時間縮短，逕流迅速集中，洪峰流 量暴增。
開發後開發前2.入滲量減少，逕流體積增加由於開發後建築物、道路、停車場之 興建，不透水面積增加，入滲量減少 所造成。
【取自Kibler，1982 】三、暴雨逕流減輕對策台灣之河川及排水渠道多數已完成整治，既有排水路 架構已趨定型，受限於用地問題，不易再行大規模拓 寬改建，未來治水理念應朝向綜合治水方式辦理。
綜合治水主要在於降低河川排水負擔，使排水路得以 在既有基礎上承受更大規模之洪水事件；亦即說，經 由蓄洪、減洪與分洪而達到防洪減災功能。
對於都市 發展地區應規劃設置各種滯蓄措施，承納開發所增加 之逕流，避免增加下游排水負擔。
国立中兴大学水土保持学系专题讨论(四)授课老师陈文
張力 336.6 水分含量 cmH2O 新竹峨眉A 新竹峨眉C 13.286 24.937
1020 cmH2O 11.137 21.905
2040 cmH2O 9.634 18.873
4080 cmH2O 8.595 17.064
8160 cmH2O 7.378 15.096
新竹峨眉-A
0.6
體 積 水 分 含 量
0.5 0.4
擬合曲線
0.3 0.2 0.1 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 實測點位
土壤水分張力(cmH2O)
利用求得之θs、θr、α和n，代回van Genuchten公式得知推估水分含量與土壤 水分張力關係。
研究結果
根據影響土壤保水能力的可能性與參考前 人文獻，選定五個土物性質作為回歸分析 中的因變數。
選擇變數確定後，可將vG Model之α、n 參數以函數式表示： α=function(D,Sa,C,FC,OM) n=function(D,Sa,C,FC,OM)
土樣名稱 新竹峨眉A
總體密度 D(g/cm3) 1.256
國內也開始拓展PTFs，洪靖惠(2008)預測 相異質地之水份特性曲線；林佳燕(2008) 以Arya and Paris Model 為主體來推估 土壤水分特性。
迴歸分析統整
觀察各文獻採用之基本物理參數，發現大 多數研究均會選用總體密度、顆粒粒徑、 有機質等與土壤水力性質相關且可經由簡 單實驗即可取得之基本性質。其餘尚有某 些特殊性質，如：topsoil、砂粒顆粒大 小中間值(M50)、pH值與採樣點高程、鋁 鐵離子含量等。
劈理劈理-国立中兴大学水土保持学系
目前研究成果
軟性土潛移組成模式材料參數模擬潛移行為
(水土保持局，2008)
目前研究成果
岩石異向性組成模式材料參數模擬潛移行為
(水土保持局，2008)
目前研究成果
將材料參數依深度弱化模擬潛移行為
(水土保持局，2008)
結論及後續研究
(1)以上為目前對於模擬廬山在不同材料組成模式中的潛移 行為，由於是模擬邊坡在幾百年至幾千年期間的長期潛移 狀況，因此最後以其他文獻所觀察的地質構造現象做比對 而驗證，其後續可針對在某一事件當中發生降雨後對於廬 山邊坡做短期潛移行為模擬，再與報告書觀測數據做驗證 比對。
孔隙比與有效應力的對數值
Cα (Creep index for secondary compression ):次壓密指數，在一定荷重 下，土壤有類似潛變的行為，會隨時間還有持續的壓縮。此參數即用 來計算特定時間後土壤的沈陷。
Cα /Cc=0.03~0.06
軟性土潛移組成模式
研究方法
λ*
*
Eoed
(地調所，2010)
(4)現況為滑動體 中偶有傾倒翻轉平 緩頭部、陡主崩崖 趾部劈理反向
12
滑動機制探討
廬山岩體滑動區的地質演 化模式，整個邊坡可能原本為 具有一致性劈理位態的板岩邊 坡，隨著塔羅灣溪河道下切， 岩體受重力(可能包括地震力) 影響產生下坡運動，在滑動體 底部岩體產生劈理急折現象並 導致連續的岩體變形。
前人研究
日本學者 Chigira （ 1992, 1994 ）討論了長時期受重力影響的岩 體潛移之變形，並依據葉理位態的特性，提出岩體受重力變形的 潛移作用之四大類型分類: 1.順向坡之拱彎褶皺型：葉理位態較緩，且葉理位態與坡向為順向 2. 3. 4. 逆向坡之拖曳褶皺型：葉理位態呈現高角度或與坡向呈逆向時， 葉理高傾角之折彎褶皺型：其葉理位態常為高角度，邊坡外側 順向坡之斷層型：葉理位態較為平緩且與坡向平行，在邊坡 時，葉理會在層間產生拱彎型的潛移作用，並在邊坡外側造成凸起 其在邊坡外側葉理產生類似拖曳褶皺狀的潛移現象。 之葉理向下或向外產生折彎的潛移現象，由剖面來看其葉理型態 外側產生類似斷層面的潛移面。 變形。 呈現「ㄑ」字形。
钢制梳子坝捕捉与排砂性能-国立中兴大学水土保持学系
非透過型
透過型
■
■
■
二、文獻回顧 (4/9) • 鋼管壩相關文獻
非透過性鋼管壩
透過性鋼管壩
二、文獻回顧 (5/9) • 防砂壩對河床輸砂之影響 Lane(1955)提出平衡輸砂概念，如果輸砂率或床砂 質粗細組成改變時，透過流量和河床坡降改變而得 到補償。 (2) Qsd QS 式中Qs為輸砂率；d為中值粒徑；Q為流量；S為河 床坡降。
0.008887 0.011620 0.014770 0.018190 梳子壩 0.004412 0.006795 0.008693 0.011360 0.014440 0.017800
坡度 (°) 編號 9° R1 9° R2
9° R3 9° R4 9° R5 9° R6 9° L1 9° L2 9° L3 9° L4 9° L5 9° L6
調整閘門圈數至較小流量 重新啟動馬達，沖刷堆積礫 石3min、收集過壩礫石 關閉馬達、紀錄堆積高度、 淤積坡降、拍攝堆積情形
分別過篩過壩礫石及壩內、 壩前堆積礫石、率定流量 收器材、攝影機、關電源
三、實驗設計及實驗流程 (7/10) • 實驗條件 渠道坡度均與惠蓀林場平均坡度相同
壩體模型 (橫桿間距 cm) 流量 (cms) 鋼管壩 0.004510 0.006945
三、實驗設計及實驗流程 (8/10) • 實驗條件
壩體模型 (橫桿間距 cm) 流量 (cms) 鋼管壩 (2.60) 0.004510 0.006945
0.008887 0.011620 0.014770 0.018190 梳子壩 (2.60) 0.004412 0.006795 0.008693 0.011360 0.014440 0.017800
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前言 文獻回Biblioteka 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
研究動機與目的
為了解決土石災害、保障人民生命財產之安全，達成治理執行成 效，本研究以「雲林縣古坑鄉古坑及崁頂溪子集水區」為研究區 域進行探討，區內之山坡地地層屬頭嵙山層，因其礫岩、砂岩的 組織膠結不良，且易受沖蝕造成崩塌，自1999年921地震於山坡 地造成崩塌地後，加上近來2001年桃芝颱風、2004年敏督利颱風
c. 在921地震後政府極力推動產業觀光，本區內除原有劍湖山遊 樂世界外，另有劍湖山王子大飯店，大華山庭園咖啡店，已成 為全國休閒的著名景點。
10
前言 文獻回顧 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
氣象水文
a. 根據中央氣象局1981~2010年間的氣候統計資料顯示，本區年平 均氣溫為23.3℃。月平均溫度超過25℃的月份為每年的5至10月。 統計期間，最高溫為於1998年8月9日之36.6℃，最低溫為於1999 年12月23日之4.7℃。
5
前言 文獻回顧 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
三、研究材料與方法
1. 研究流程與步驟 2. 研究試區基本資料
3. 集水區現況調查
6
前言 文獻回顧 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
1. 研究流程
本研究是以永續發展為主，提出集水區整體治理之對策，選定 「雲林縣古坑鄉古坑及崁頂溪子集水區」為研究區域，希望藉 由調查分析問題，並落實於規劃層面的實際執行步驟，使集水 區能夠符合安全、自然、產業的普遍性規劃主軸，達到集水區 永續發展之目標。
二、文獻回顧
1. 集水區保育治理 2. 集水區問題分析
3
前言 文獻回顧 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
1. 集水區保育治理
李錦育 （2002），集水區經營與治山防洪是一體兩面，實質意 義與實施宗旨，為國土保安及保護集水區自然資源之永續利用， 因此集水區經營應著重於多元化、多目標及全方位之計畫理念 。
李木青（1990）指出：整體規劃治理計畫主要是以「集水區」 為單元，依泥沙生產型態、災害成因、狀況等審慎研究，以集 水區為單元，考慮上、中、下游河道之平衡，整體規劃配合， 達到整體性與連貫性之治理。
吳輝龍 （1992），集水區內不當之農墾，常引發大量土壤沖蝕， 並導致河川水質污染。依據試驗觀測結果，山坡果園之土壤流 失量較森林地增加數十倍及百餘倍，因此應有妥善的農地水土 保持措施以減少負面影響 。
選定研究區域 現地勘查與資料分析
區域人文
地文分析
土壤性質
氣象水文
生態環境
歷史災害
集水區現地調查
崩塌地
溪流
區域與景觀特性
集水區水文分析
泥沙調查
各類問題分析
整體保育規劃治理分析
治理效益評估
8
結果與討論
前言 文獻回顧 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
2. 研究區域基本資料
行政區域、人文及交通 氣象水文 地形概述 地質結構 土壤分布 溪流情況 崩塌地及土石流潛勢溪流 生態環境 歷史災害
4
前言 文獻回顧 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
2. 集水區問題分析
吳江富、許玉明及黃奕璁（2007）指出：集水區經相關基本資 料調查及水理演算後，即進行後續問題研析，主要為集水區災 害致災原因分析及水土保持需求性分析。
徐淑竹（2006）討論台灣地區集水區治理規劃，過去常以治山 防災工程為主要對策，近年則較強調兼顧自然生態保育及產學 發展、民生樂利之集水區永續發展。亦考量集水區的自然環境、 社會人文條件及過去水土災害、兼顧保育、防災及產業發展等 原則，分析集水區相關資料，並研擬集水區的整體保育治理方 案，以維護集水區內所具有的保土、護坡、理水、淨水等國土 復育、涵養水源的功能。
b. 依據水利署水文年報1957~2009年顯示本區年平均降雨量約 2,492 mm，年平均降雨日數約為96天。每年的5至9月為雨季， 平均月降雨量都在200 mm以上，最大平均月降雨量在八月份為 606 mm。每年10至次年3月為乾季，平均月降水量均在100 mm 以下，最小月平均降雨量在11月為19 mm。統計期間，最大年 雨量出現在2005年為3809 mm。最大日雨量出現在1959年8月7 日，年一日最大降雨量達748 mm，年最大二日降雨量則出現在 2009年8月8日為859 mm。
前言 文獻回顧 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
一、前言
1. 台灣地區地勢陡峻、環境特殊、地質脆弱、年雨量雖多但是分 配不均，這樣先天上的特性導致豪雨來臨時易引發山崩、地滑、 土石流等水土災害，嚴重威脅到人民生命與財產之安全。自 921地震發生後，因受其後極端水文事件之影響，集水區災害 的發生已非單一的洪水或土砂類型災害，而是洪水伴隨土砂之 複合型災害。因集水區內降雨空間及時間性的不均勻，造成土 砂生產不均，又由於集水區土石移動具有連續性，因此保育治 理需以集水區為單元方能奏效。
治山防災部分，整體保育治理是以保護對象的安全為目的，分 析土石流潛勢溪流、崩塌地溪流及過往災害等因子，建立集水 區安全之基礎，並對規劃之集水區進行現況調查、資料統計分 析、研擬治理對策、抑止泥砂下移、減低災害的發生，提後續 計畫之參考。
7
前言 文獻回顧 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
研究流程圖
引起之72水災、艾利颱風、2006年因長延時降雨造成之水災及
莫拉克風災，均引發土石流並造成極嚴重之土砂災害，故以本研 究試區進行集水區內之現況調查、野溪整治及調查、水文資料、 治理效益評估及建議，進行集水區整體保育治理策略分析，使本 區達到經濟發展、集水區經營之目的及集水區保育等多項目標。
2
前言 文獻回顧 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
9
前言 文獻回顧 研究材料與方法 結果與討論 結論與建議
行政區域、人文及交通
a. 研究區位於雲林縣古坑鄉，包含古坑、崁頂溪等二個子集水區， 總面積約5,360公頃，位於雲林縣南端。其中古坑集水區約為 1,075公頃，崁頂溪集水區約為4,285公頃。
b. 交通方面，國道3號貫穿本區，南接大林、北往林內，東西向 快速道路由古坑系統交流道起點直達台西等沿海地區，對外交 通便利。
2. 近年來全球溫室氣體的增加所形成的暖化現象，造成各地氣候 特性改變，大氣、水文、地文、生態環境、以至於人文社經等 層面都包含在內，加上高山農作物栽種經濟需求提高，遊憩業 的發展，導致河川集水區過度開發，坡地超限利用等問題，故 如何降低重大土石災害區之威脅與有效進行治山防災工作即為 本研究所欲探討之內容。