2020 年度 安家沟小流域水土流失动态监测 工作实践

靳涛

城固县水土保持工作站，陕西 城固 723200

摘要：安家沟小流域地处强风化花岗岩地区，控制流域面积3.65k㎡，布设径流小区9个。主要观测沟道产流量、产沙量（悬移质）及径流小区产流量、产沙量，探索研究花岗岩区水土流失规律。

1 安家沟小流域基本情况

1.1 自然概况

安家沟小流域地处陕南巴山土石山区，属长江水系汉江2级支流，行政区域位于城固县二里镇二里村，距城固县城35km，沟口控制站处地理坐标为东经107°12′45″E ，北纬32°55 ′50″N。小流域面积3.65k㎡，水土流失面积约占流域总面积的40%－60%。属典型强风化花岗岩区，地表多为疏松的花岗岩风化碎屑覆盖，属中度水土流失区。流域内多年平均气温13.6℃，多年平均降水量1000.2mm。流域内海拔高程871-546m，流域长度3.96km，沟壑密度1.88km/k㎡，流域形状系数0.22，主沟道比降4.9%。土壤类型主要为沙土。流域内耕地面积40.15h㎡，园地面积29.20h㎡，林地面积157.45h㎡，草地面积23.56h㎡，居民及工矿交通用地面积25.20h㎡，水域及水利设施面积18.54h㎡，未利用地面积25.29h㎡，其它用地面积45.61h㎡。流域内人口326人，劳动力163人，平均粮食单产9600kg/h㎡，农业生产总值135.56万元，人均基本农田0.04h㎡，年人均纯收入7800元。

1.2控制站概况

安家沟小流域控制站位于安家沟沟口，控制流域面积3.65k㎡，主要通过观测水位计算流量及径流量，通过取样观测含沙量计算悬移质输沙量。量水建筑物为三角形薄壁堰和矩形量水堰（备注：小流量采用三角形薄壁堰观测，大流量采用矩形量水渠观测）。主要采用人工量测的方法进行观测。三角形薄壁堰采用等腰直角薄壁堰，最大观测水位40cm，流量计算公式为 （备注：H为水位），水位观测范围为0-40cm，对应流量范围0-0.142m³/s。矩形量水堰测流断面为矩形，宽400cm，比降0.0226，流量计算公式为 （备注：流量公式），水位观测范围0-100cm，对应流量范围0-18.36m³/s。同时，在小流域内布设自记式雨量计观测降水量数据。

1.3径流小区概况

在安家沟小流域内共设立坡面径流小区9个，小区规格为5×20m和5×12m两种类型，林地（乔木林、经济林）小区7个，坡耕地小区2个。测流设施为分流箱（一级九孔分流）和集流桶，测沙设施为积沙槽。主要监测内容为产流量、产沙量。 径流小区基本情况见表1。

表1 安家沟径流小区基本情况

2 监测内容与方法

2.1降水量监测

降水量采用自记式雨量计自动化观测，记录逐日降水量及逐次降水量。统计次降水量≥12mm降水量，累计得到年侵蚀性降水量。

2.2 控制站径流、泥沙监测

控制站的观测内容为水位、流量、含沙量、输沙量及其变化规律。水位采用人工观测，每日8：00和18：00分别观测水位1次。如遇强降水，增加观测频次。降水产流后，取径流泥沙样1000ml，采用烘干法，测定含沙量，从而计算悬移质输沙量。

2.3 径流小区监测

径流小区的观测内容为径流、泥沙、土壤含水量、郁闭度、植物覆盖度、地面盖度、农地小区作物测产等指标。

降雨产流后，观测记录分流箱、集流桶水位，计算产流量。取径流泥沙样1000ml，采用烘干法，测定含沙量，计算产沙量，加上集沙槽内产沙量，得到产沙总量。累积得到年产流量、年产沙量。土壤含水量测定采用TDR法，监测频次为每月2次（1日、15日），雨前、雨后各加测1次。郁闭度、植物覆盖度、地面盖度采用目估法观测，监测频次为每月2次（1日、15日），产流后加测1次。对2号、7号农地小区记录田间管理情况，干重、鲜重、秸秆产量进行观测。

3 监测工作组织与实施

2020年1月，长江水利委员会长江流域水土保持监测中心站下达了年度监测任务，并与城固县水土保持工作站签订了安家沟小流域年度监测合同书。依据《水土保持监测技术规程》、监测合同和任务书、《径流小区和小流域水土保持监测手册》，城固县水土保持工作站安排1名技术人员负责安家沟小流域监测工作，落实2名专职监测人员开展日常监测及站点维护。填写记录表、计算表、整编表和汇编表，年底编写完成《2020年安家沟小流域水土流失监测工作总结报告》和《2020年安家沟小流域水土流失监测工作自查验收报告》。2020年12月5日，长江水利委员会长江流域水土保持监测中心站在武汉市主持召开安家沟小流域水土流失监测验收会议，形成了《2020年安家沟小流域水土流失监测验收书》，监测成果通过验收。

4 年度监测成果

4.1降水量监测成果

2020年度安家沟小流域降雨日数146天，降水量825.5mm，主要集中于7-10月，占全年降水量的74.6%；最大月降水量200.4mm（8月），最大日降水量59.4mm（7月10日），最大次雨量59.4mm，历时1140min。

4.2小流域控制站监测成果

根据小流域控制站5次径流泥沙过程的径流泥沙观测和实验数据分析，安家沟小流域日平均流量0.0717m³/s，最大日平均流量1.0115m³/s（9月21日），年径流总量226.89万m³，径流模数6216m³/h㎡，年累计径流深621.6mm，径流系数0.75，小流域日平均产沙模数（悬移质）0.0023t/h㎡，最大日产沙模数0.2977t/h㎡（7月25日），日平均含沙量0.0136g/l，最大日含沙量1.4613g/l（7月24日），年输沙量370t，产沙模数1.01t/h㎡。

表2 2020年安家沟小流域逐次洪水径流泥沙观测结果表

表3 2020年安家沟小流域水土流失监测数据汇总表

4.3径流小区监测成果

根据9个径流小区3场降水的径流泥沙观测数据分析，安家沟小流域径流小区径流系数介于0.003-0.012之间，土壤流失量介于0.41-16.52t/h㎡之间。

表4 2020年安家沟小流域径流小区径流泥沙观测结果表

通过对径流小区监测数据进行分析，得出结论：①同等条件下，坡耕地小区水土流失量强于经果林小区流失量，经果林小区流失量强于乔木林小区流失量。②同等条件下，种植芝麻小区流失量略强于种植小豆小区流失量。③同等条件下，坡度越大水土流失越严重。

5 存在的问题与建议

1. 安家沟小流域地处强风化花岗岩区，流失泥沙以大颗粒为主，水土流失主要以推移质形式发生，建议增加改造监测设施，采用沉砂池法观测推移质流失量。

2. 除降水观测采用自动化仪器进行，其余观测主要采用人工观测进行，易错过洪水过程观测。因此，建议增加自动化观测水平，进一步提升观测精度。

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