(王丽洁)定西市黄土丘陵沟壑区第五副区侵蚀沟道分级分类研究

甘肃省定西市黄土丘陵沟壑区

第Ⅴ副区侵蚀沟道分级及分类研究

王丽洁

[关键词]定西市黄土丘陵沟壑区；第Ⅴ副区；侵蚀沟道分级及分类

[摘要]为了从沟道级别上即能反应侵蚀规律，又能进行同级之间类比，我们采用美国A.N.strahler提出的地貌几何定量数学模型分级方法：通过对甘肃省定西市黄土丘陵沟壑区第Ⅴ副区具有典型性的侵蚀沟道进行分级及分类研究，横向总结出同类型沟道综合治理体系模式，为同类型流域的生态综合治理和可持续发展提供理论支撑。

1 研究目的

黄土丘陵沟壑区第Ⅴ副区地形破碎，坡陡沟深、水土流失严重。我们研究的目的，是通过对定西市黄土丘陵沟壑区第Ⅴ副区具有典型性的侵蚀沟道进行分级及分类研究，横向总结出同类型沟道综合治理体系模式，为同类型流域的生态综合治理和可持续发展提供理论支撑。

2研究区概况

甘肃省黄土丘陵沟壑区第Ⅴ副区主要分布于兰州市、白银市、定西市、庆阳市、临夏州。根据甘肃省2012年水利普查报告，特选择符合条件的定西市安定区10649条沟道作为研究对象进行分析。

从定西市安定区10649 条沟道数据分析得出，沟长在500 m以上，面积在5 km2以内的沟道平均长为770.62 m，沟道平均面积为18.67 hm2，平均沟宽为221.5 m，平均沟道纵比为21.36%，平均高差为155.98 m。

表1 甘肃省黄土丘陵沟壑区第Ⅴ副区普查安定区沟道特征表

沟道面积(hm2) 沟道长度

(m)

沟道纵比

(%)

沟道宽

（m）

高差

（m）

平均值18.67 770.62 21.36 221.50 155.98 样本标准差15.44 292.24 6.17 100.17 44.43 根据普查报告结果，对安定区10649条沟道特征值按照统计学原理,求其平均值和样本标准差。

根据计算得到沟道平均值及样本标准差，按照超过平均值一个标准差为一级，

低于平均值一个标准差为一级、中间为一级的原则，将安定区的10649条沟道长度大于500m的沟道划分结果分为3种类型。其中沟道面积3.23 hm2～34.11 hm2占87.2%，沟道长度500 m～1062.86 m占88.1%，沟道纵比15.2%～27.53%占69.7%，沟道平均宽121.33m～321.67m占71.0%，沟道相对高程111.55m～200.42m 占71.1%。

因甘肃省定西市安家沟流域和高泉沟流域地形具有鲜明的第Ⅴ副区地形地类特征，资料也较齐全，故做为典型沟道进行分级分类研究对象进行分析。

定西市安家沟流域面积为8.56 km2，流域由安家沟和马家岔两条沟道组成，其中安家沟沟道长度为2.97 km，面积为 3.94km2，和马家岔沟道长度为3.48 km，面积为4.62 km2，流域内具有9条长度大于500 m的支沟，沟道最大相对高程约325 m。流域内有大小支毛沟42 条，沟壑密度3.14 km/km2。流域平均坡度为14.3°。多年平均降水量427 mm，60%以上出现在7～9月份，且多以暴雨形式出现。

高泉沟流域流域面积为9.168 km2，流域由苟家蕖沟和坡儿下两条主沟道组成，流域内苟家蕖沟沟道长度为6.825 km，和坡儿下沟道长度为3.40km，沟道内具有6条长度大于500 m的支沟，沟道最大相对高程约391 m。沟壑密度2.38 km/km2。多年平均降水量415.2 mm，56%以上出现在7~9月份，且多以暴雨形式出现。

3 侵蚀沟道分级方法

国内传统的分级方法，不能直接从沟道分级里反应侵蚀规律，也不能从分级里对同级沟道进行类比分析。针对我国在沟道分级中存在的问题，为了从沟道级别上即能反应侵蚀规律，又能进行同级之间类比。我们采用美国A.N.strahler提出的地貌几何定量数学模型分级方法：在同一流域内，最小的不可分支的支沟属于第一级沟道，2个一级沟道汇合后组成的新的沟道，称为二级沟道；2个二级沟道汇合后的沟道，称为三级沟道。以此类推，直至全流域沟道划分完毕。通过全流域的水沙河槽为最高级别沟道，也就是这个小流域的流域等级。所有间歇性沟道和永久性沟道都包括在内，只要具有明显的稳定性的谷地，都可以根据序列的命名方式进行分级。地貌几何定量数学模型分级方法对同级沟道定量化，同一级别的沟道可以反应出相同的规律，不同流域的同级沟道具有了可比性。

利用安定区安家沟流域和高泉沟流域1:10000地形图，按照水利普查要求从大于100m的沟道里筛选出15条长度大于500m以上的沟道，进行了系统的实地

调查和图上量测。实地调查包括对流域界限和沟缘线的勾绘、沟道及沟头的治理及利用情况调查等，图上量测包括对每条沟道的流域面积、沟壑面积及沟道相对高差等特征值，然后得到15条沟道的特征值及类型划分：

表2 安定区安家沟和高泉沟流域沟道分级及特征值表

流域名称沟

道

代

码

沟

道

级

别

沟长

（m）

高差

（m）

比降（%）

沟道

面积

（hm2）

沟道流

域面积

（km2）

沟道

平

均宽

度

（m）

安家沟1 Ⅰ560 130 23.2 4.29 0.26 76.61

2 Ⅰ550 110 20.0 2.48 0.16 45.09

3 Ⅰ1100 110 10.0 9.0

4 0.79 85.22

4 Ⅱ960 16

5 15.2 10.8

6 0.33 113.13

5 Ⅱ107

6 185 17.2 8.71 0.49 80.95

6 Ⅱ670 155 23.1 4.12 0.21 61.49

7 Ⅲ3480 230 6.6 40.60 0.11 116.67

8 Ⅲ2970 240 8.1 41.11 0.17 138.42

9 Ⅳ3969 235 5.9 46.18 0.18 116.36

高泉沟10 Ⅰ510 150 29.4 3.21 0.88 62.95

11 Ⅱ600 150 25.0 5.57 0.92 92.83

12 Ⅱ585 110 18.8 6.69 0.97 114.41

13 Ⅲ3542 265 7.5 34.33 0.57 96.92

14 Ⅲ5685 300 5.3 48.14 0.90 84.68

（注：沟道长度为沟头到沟口的长度）

4、侵蚀沟道分类研究

我们对沟道的分类，目的主要是为了更好的治理和开发利用沟道，在反应沟道特征的众多沟道分类指标里，沟道的形态特征对治理开发沟道最具有实践意义。本研究从最能反映沟道形态的沟道开析度、割裂度和主支沟系数三个数值来进行分类。

具体方法是：利用甘肃省定西市1：10000 地形图上随机抽取了适量的沟道进行系统的实地调查和图上量测。实地调查包括对流域界限和沟缘线的勾绘、沟道及沟头的治理与利用情况调查等, 图上量测包括对每条沟道的流域面积、沟壑面积、沟道长度( 主沟长、各级支沟长和沟道全长) 、沟壑密度、沟道相对高差等特征值的测算。然后计算得到每条沟道的开析度、地面割裂度和主支沟系数等地貌