王茂沟流域概况、下垫面状况

2 研究区概况

2 研究区概况

2.1典型小流域的选择

黄土高原是中国四大高原之一，也是世界上著名的大面积黄土覆盖高原。黄土丘陵沟壑区总面积为21.78km 2，占黄土高原总面积的33.89%。而黄土丘陵沟壑区的水土流失面积为20.33 km 2，占黄土丘陵沟壑区总面积的93.34%【41】。黄土丘陵沟壑区是我国水土流失最严重的地区，也是世界上水土流失最严重的地区之一，更是黄河泥沙的主要来源区。尤其是黄土丘陵沟壑区第一副区，土壤侵蚀模数达到10000t/（km 2.a ），局部地区可以达到30000~40000 t/（km 2.a ）。严重的水土流失引起了国务院和有关部门的高度重视，投入了大量的人力、物力来研究如何治理水土流失。大量的研究和人民群众长期的生产实践证明，淤地坝能够有效地拦截沟道及坡面泥沙，并且能够滞洪和淤地，这一独特的沟道水土保持措施，在滞洪、拦泥和淤地中发挥了极其重要的作用。

王茂沟流域早在1953年就被列为水土保持试验、示范流域，1983年又被列为国家重点流域，进一步开展治理。在长达60年的治理研究过程中，王茂沟流域坝系建设经过了试验示范阶段、坝系发展阶段、巩固提高阶段、相对稳定阶段的发展，到目前为止王茂沟流域淤地坝系已经处于基本稳定状态，国内专家及学者，也在王茂沟流域进行了大量的研究。因此选择王茂沟流域作为研究流域是具有较强的典型性和代表性。

2.2地理位置

王茂沟小流域是黄河水利委员会绥德水保站试验性治理小流域之一，也是我国最早的治理试验小流域之一【42、43】。王茂沟小流域位于陕西省绥德县县城城北约5km 处，是无定河中游左岸的支沟韭园沟的一条二级支沟，海拔约940~1200m ，地理位置介于东经110°20′26″~110°22′46″，北纬37°34′13″~37°36′03″，流域面积5.97km 2，主沟长度3.75km ，流域平均宽度1.46km ，沟道平均比降2.7%。

图2-1 研究区地理位置图 Fig.2-1 The location of study area

王茂沟流域

三维空间图

王茂沟流域

王茂沟流域地

理位置示意图

2.3自然概况

2.3.1地形地貌

王茂沟小流域属于黄土丘陵沟壑区第一副区，地面主要由基岩和土状堆积物两部分物质构成。基岩主要是三叠纪砂页岩，部分沟道两侧可以看见高几米到几十米不等的岩壁。在沟坡下分布较少的紫红色粘土构成了土状堆积物。黄土是此地区的主要土种，黄土的这种有机质含量低、土质疏松、抗蚀能力差的特性决定了，黄土是此地区被侵蚀的主体。

流域内地表破碎，流域内地貌复杂，以梁峁为主，沟壑纵横，属于典型的黄土丘梁沟壑地貌。土壤侵蚀以剧烈侵蚀为主，土地类型多样。通过DEM图（见图2-2）量算，王茂沟小流域坡度组成见表2-1，坡度分级图见图2-3。

表2-1 王茂沟流域坡度分类表

Tab.2-1 Classification of ground slope in Wangmaogou watersheds

坡度<5°5°~8°8°~15°15°~25°25°~35°>35°所占比例（%） 1.5 1.7 6.3 24.0 32.1 34.4

图2-2 王茂沟流域数字高程图图2-3 王茂沟流域地面坡度分类

Fig.2-2 The DEM in Fig.2-3 Classification of ground slope in

Wangmaogou watersheds Wangmaogou watersheds

2.3.2气象水文

王茂沟流域属于温带半干旱大陆季风气候，四季分明，温差较大，日照充足。春季干燥多风，夏季炎热，秋季凉爽，冬季严寒，根据多年的观测资料统计显示，年平均气温8°C，最低气温-27°C，最高气温39°C，日温差29°C左右；多年平均无霜期150~190d；水面蒸发量最大1600mm/a，平均1519mm；风向除了汛期多为东南风外，其余月份都是西北风，风速最大为40m/s，自然灾害频频发生。

a降水

根据绥德水土保持试验研究站多年实测资料统计，年平均降水量为475.1mm，年际变

2 研究区概况

化比较大，降水量最大发生在1964年多达735.3mm，最小发生在1956年仅232mm，两者相差了2倍多。年内分配极不平衡，7~9月降水量能够占到全年降雨量的64%之多，且特点为暴雨，历时短，强度大，灾害严重。

b径流

根据王茂沟沟口把口站1954~2000年的实测资料统计分析，王茂沟小流域多年平均径流量275万m3，平均径流深39.2mm。降水的多少影响着径流的大小，1977年是丰水年，年径流总量1476万m3，1955是枯水年，年径流总量仅有108 万m3。径流主要来源于降雨所产生的洪水，7~9三个月的径流总量能够占到全年径流总量的60%以上，多年平均流量0.02~0.06m3/s。

c泥沙

王茂沟小流域的泥沙主要来源于沟道和滑坡崩塌带来的松散堆积物。风力侵蚀带来了大量的松散物质，在重力侵蚀的作用下，坡面剥蚀不断加剧，沟道和坡面松散堆积物不断积累，一遇暴雨，洪水携带大量固体物质倾泻而下。根据绥德水土保持试验研究站统计资料，王茂沟多年平均输沙量5.91万t，最大年输沙量95.9万t（1977年）。

2.4社会经济状况

据调查资料显示，截至2009年底，流域共有户数210户，人口852人，人口密度为143人/km2，总劳动力为309人。流域总土地面积809hm2，耕地248.1hm2，人均耕地0.29hm2。统计近几年的粮食产量数据，流域人均粮食产值为375.4kg。

流域主要经济是农业生产，据统计，2009年流域农业生产值31.6万元，人均收入830元，经济水平低下。

2.5土壤侵蚀情况

a土壤侵蚀方式

王茂沟小流域土壤侵蚀以水力侵蚀为主，在沟谷地，伴有重力侵蚀。水力侵蚀又可以分为雨滴溅蚀、细沟侵蚀、沟蚀、和洞穴侵蚀。在梁峁坡顶，由于坡面平缓、地表径流少，主要是雨滴溅蚀。细沟侵蚀以梁峁坡面为主，沟蚀主要发生在流域内的沟道和沟头地段，洞穴侵蚀多发生在地表松散、地表径流充足且有足够表流渗入的谷头。重力侵蚀经常发生在沟谷边坡，侵蚀形态主要有滑坡、崩塌、泄溜等，侵蚀多发生在沟谷、沟缘断面。

b土壤侵蚀特点

由于受到水力侵蚀和重力侵蚀的双重作用，王茂沟梁峁地带由面蚀向细沟侵蚀演变，并发展成切沟，进一步形成冲沟。冲沟形成以后，切面切割进一步加剧，地面坡度会越来越陡，重力侵蚀进一步加剧。

c.土壤侵蚀强度划分

土壤侵蚀强度的划分，是根据利用形态和成因相结合的原则。按侵蚀形态分布规律、现有治理措施的布局、侵蚀地貌的差异，把地貌划分成两个区域，再根据治理措施和侵蚀