黄土高原水土保持世界银行贷款项目科研成果论文选编
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2.4 水土流失情况

2.4.1 土壤侵蚀方式

流域内土壤侵蚀按营力作用可分为水蚀、重力侵蚀和风侵蚀三种方式。

(1)水蚀

1)雨滴溅蚀:在梁峁坡顶,由于坡面平缓、地表径流少、雨滴溅蚀是主要的,侵蚀作用使表土结构破坏,形成雨滴斑痕和薄层泥浆,产生结皮现象,这是导致细沟侵蚀的主要原因,雨滴溅蚀的侵蚀部位以梁峁坡顶为主。

2)细沟侵蚀:由于薄层地表径流的产生,地表面有大量的纹沟出现,随着汇水面积的增加,纹沟中的薄层水流经过袭击兼并汇聚成股流,形成细沟侵蚀,细沟侵蚀形态有浅沟、切沟、悬沟侵蚀,均呈线状切入坡面。侵蚀结果是坡面支离破碎、坎坷不平。侵蚀部位以梁峁坡面为主。

3)沟蚀:沟蚀包括冲沟和切沟侵蚀,它是细沟侵蚀的发展结果,其特点是有较大的形体和明显的谷形,发生部位介于梁峁之间,侵蚀作用表现为沟底下切、侧蚀、溯源等形式,由于沟谷汇集的坡面流水切入了黄土层中,侵蚀机理活跃,泥沙流失严重。沟蚀主要发生在流域内的沟道和沟头地段。

4)洞穴侵蚀:洞穴侵蚀主要表现形式为陷穴、盲沟和串洞,它是径流渗入地下产生的一种侵蚀形态,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、源头附近。峁坡下扩大后形成暗洞、陷穴、盲沟和串洞等,这是沟头前进和沟岸扩张的前奏。

(2)重力侵蚀

重力侵蚀多发生在沟谷边坡,侵蚀形态主要有滑坡、崩塌、泻溜等,侵蚀作用主要是沟谷扩展,沟间缩小、地面破碎和下切侧蚀。侵蚀部位多在沟谷、沟缘断面。

(3)风蚀

由地形地貌因素和气候条件决定其侵蚀形态,主要表现为吹扬、沉积和循环过程,主要特点是移动性大,侵蚀发展较快。

2.4.2 土壤侵蚀形态分析

土壤侵蚀方式随着地形地貌形态的变化,在水平和垂直方向有着明显的变化,这对治理措施的配置有重要的指导意义。

(1)梁峁坡

梁峁坡顶端坡度多在5°以下,坡长10~20m,侵蚀以溅蚀和面蚀为主。梁峁坡上部,坡度在20°以下,坡长20~30m,侵蚀形态以细沟侵蚀为主,伴随有浅沟侵蚀发生,梁峁坡中下部地形比较复杂,坡度在20°~30°之间,坡长15~20m,细沟侵蚀进一步发育,以浅沟侵蚀为主,间有坡面切沟和陷穴侵蚀发生。该区侵蚀模数据多年试验为7800t/km2·a。

(2)沟谷坡

沟谷坡是沟缘线以下至坡脚线以上部分,这部分地形极为复杂,各种侵蚀形态兼备,但以切沟侵蚀、重力侵蚀及洞穴侵蚀为主,是剧烈侵蚀区,侵蚀模数据多年试验为13170t/km2·a。谷坡侵蚀受梁峁坡来水影响很大,若控制坡面来水,谷坡侵蚀量将大大减少。因此,治理好沟间地是治理好谷坡地的前提和基础。

(3)沟谷底

坡脚线以下至流水线地段,包括沟条地和沟床地两部分,侵蚀以沟岸扩张,沟底下切及溯源侵蚀为主,各种侵蚀形态兼备,为剧烈侵蚀,侵蚀模数据多年试验为23640t/km2·a。

2.4.3 土壤侵蚀特点

本区由于受水力侵蚀和重力侵蚀交替作用,梁峁地带由面(片)蚀向细沟和浅沟侵蚀演化,并进一步发展成切沟,最后形成冲沟。冲沟形成后,地面切割进一步加剧,地面坡度变陡,重力侵蚀加剧。

从侵蚀部位来看地貌类型按基本地貌单元可划分为沟间地和沟谷地两类:沟间地的梁峁顶部,坡度平缓;下部坡度逐渐增大,变化于5°~15°;由梁峁再向沟谷方向延伸进入梁峁斜坡段,坡度为15°~25°,呈现细沟、浅沟等侵蚀形态;在峁边附近、坡度变缓,在潜蚀作用下,陷穴等洞穴侵蚀发育。沟谷地中的谷坡较梁峁坡陡,多在20°~70°之间,谷坡重力侵蚀严重,40°以下坡面常有泻溜;40°以上多崩塌、滑坡,是重力侵蚀带。土壤侵蚀强度沟谷地大于沟间地,侵蚀方式以沟蚀和重力侵蚀为主,这是该流域土壤侵蚀的重要特点。

2.4.4 土壤侵蚀强度划分

土壤侵蚀强度划分,可根据利用形态和成因相结合的原则,按照侵蚀形态分布规律、现有治理措施的分布、侵蚀地貌的差异,依据流域地貌,从峁顶到谷底有明显的三条界限;即峁顶分水线、沟缘线及谷坡与坝地(沟底)交接的坡角线,把地貌分成二个区域,再根据治理措施和侵蚀模数作为侵蚀程度的示意指标进行划分。

(1)微度侵蚀区(Ⅰ)

分布在主沟及支沟的坝地、堰窝地、小片水地、沟条地等,覆盖度大于90%的林草地和石质沟床,面积0.42km2,占总面积的7.3%,该区为泥沙堆积区,年侵蚀模数<1000t/km2

(2)轻度侵蚀区(Ⅱ)

分布在沟间地内的水平、隔坡梯田以及树龄在5年以上,覆盖度大于70%的林、草地和坡度小于10°的坡地。面积1.49km2,占总面积的26.1%。侵蚀形态主要有溅蚀、面蚀及细沟侵蚀,年侵蚀模数在1000~2500t/km2之间。

(3)中度侵蚀区(Ⅲ)

有治理措施的谷坡地;坡度大于10°的未治理坡地,林草覆盖度小于50%,侵蚀模数为2500~5000t/km2·a,这部分面积为0.66km2,占总面积的11.6%。

(4)强度侵蚀区(Ⅳ)

有治理措施的坡度大于15°的荒坡陡崖和经过生物工程措施治理后的切沟、悬沟、滑塌、陷穴等,而由于沟间地治理尚未达到标准,侵蚀依然严重,侵蚀模数为5000~8000t/km2·a,面积为1.93km2,占总面积的34.0%。

(5)极强度侵蚀(Ⅴ)

分布在沟间地没有治理的坡地下部,该区坡面较完整,地面坡度大于25°,侵蚀模数为8000~15000t/km2·a之间,面积约1.10km2,占总面积的8.2%。

(6)剧烈侵蚀区(Ⅵ)

包括没有治理的谷坡和各级沟道上游及源头,重力侵蚀活跃,水流沟蚀严重,侵蚀模数为15000~37000t/km2·a之间,面积为0.09km2,占总面积的1.6%。

2.4.5 水土流失成因分析

(1)自然因素

该流域地质构造复杂、土壤质地疏松、地形起伏、地面破碎、降雨集中且多暴雨、植被稀疏等都给土壤侵蚀提供了有利的条件。

1)地质地貌因素:流域内地处鄂尔多斯台地倾斜的南部区域,以上升为主的新构造运动,相对降低了侵蚀基点,从而加剧了水流侵蚀与切割,其结果又强化了地面的起伏强度,构成了侵蚀发展的地貌基础,加之覆盖物是疏松的黄绵土,又为侵蚀提供了丰富的物质条件。

2)土壤因素:土壤质地组成直接影响着侵蚀的发生和发展,流域土壤类型主要是绵沙土、风沙土和黄绵土,土层厚,新黄土质地疏松,内含可溶性盐类,垂直节理发育,在暴雨条件下,易引起面蚀和潜蚀,下部老黄土粘性大、质硬,有垂直节理,易发生沟蚀、溶蚀和重力侵蚀。

3)气候因素:地处温带寒冷半干旱地域,区内盛行暴雨是导致水土流失的主要外营力,降雨集中、暴雨多、强度大,常常引起剧烈的水土流失。

(2)人为活动因素

自然地理特征构成了水土流失的潜在条件因素,而人类不合理的社会经济活动,又加剧了水土流失的进程。

1)历史时期人类活动的影响:黄土高原曾广布草原与森林,由于人类的生产活动和战争原因,使天然草原、森林泯没,接踵而来的就是严重的水土流失,造成当今举世瞩目的严重流失区。解放后,虽经治理,但仍未达到理想效果。

2)近年来人类活动的破坏影响:该流域自20世纪50年代以后就是全国的治理典型和沟道坝系样板流域,国家在20世纪80年代以前曾投入了较多的资金,布设了各类水土保持设施,流域内的自然环境得到了很大改善,土地利用结构日趋合理,水土流失有效控制,基本上达到了洪水不出沟。近20年来由于农村机制的改变,国家投资锐减,治理措施大面积破坏,梯田年久失修,失去了水土保持功能和效益;坡面林草全部退化和破坏,仅留下部分经济林,水保效益较低。流域内淤地坝多数淤满,失去防洪能力;农地上山,广种薄收的经营方式得以重现。同时随着人口的增长和基本建设,新的水土流失日趋严重。