2022年黄土高原典型暴雨侵蚀及洪水灾害调查分析

[目的] 开展黄土高原不同地区典型暴雨事件土壤侵蚀现状调查，分析暴雨条件下流域土壤侵蚀特点及下游洪水淹没灾害程度，以期为该区暴雨侵蚀灾害的预防和治理提供参考。 [方法] 以2022年7月到9月黄土高原不同地区发生的4场典型大暴雨为背景，通过野外实地调查，并基于无人机航摄获取暴雨过后小流域的高清影像，对不同地区暴雨条件下小流域内不同土地利用类型的侵蚀特征和洪水淹没灾害进行了分析。 [结果] 在大暴雨情况下，坡耕地易发生侵蚀，且主要以细沟侵蚀为主，侵蚀模数为22 588～46 244 t/(km²·a)；草地无明显沟蚀现象。重力侵蚀在流域中所占比例较大，易发生在道路和沟道两侧。生产道路增大了流域水文连通性，导致道路侵蚀和损毁严重。有排水设施的道路侵蚀明显小于未设置排水设施的道路。梯田田坎易发生崩塌损毁，损毁长、宽、深分别为10～30 m，0.35～2.3 m和0.1～1.9 m，新修梯田侵蚀损毁显著大于老梯田，当年雨季前修的梯田侵蚀损毁也显著大于上年雨季后修的梯田。流域内各淤地坝拦沙作用明显，但在暴雨情况下仍存在较多的损毁和漫坝现象，且大部分淤地坝淤积已达到库容上限。不合理的占用河道、工程建设、小流域蓄排措施缺乏，部分水保设施管护不到位均会加剧流域侵蚀及洪水灾害。 [结论] 在一般暴雨条件下，小流域内现有的水保措施能较好地抵御暴雨侵蚀，但在大暴雨乃至特大暴雨条件下，流域内侵蚀灾害依然严重，且容易对下游造成严重的淤积和洪涝灾害，优化设计并布局流域内整体的“蓄排协调”设施是当前黄土高原地区水土保持工作高质量发展亟需解决的问题。     

台风“利奇马”暴雨引发的土壤侵蚀调查研究——以山东省临朐县为例

[目的]实地调查极端降雨事件下的土壤侵蚀特征,探寻水土流失治理中存在的问题,为人类应对极端天气灾害提供科学依据。[方法]以受2019年8月9号台风"利奇马"暴雨影响较大的山东省临朐县为调查区域,采用资料分析与野外调查相结合的方法,分析曾家沟、耿家沟典型小流域的坡面侵蚀、道路侵蚀及弥河上游各级河道的冲淤情况。[结果]"利奇马"台风过境期间,暴雨中心的雨量站降雨量达到50 a一遇标准;林草地、撂荒地基本无细沟侵蚀发生,坡耕地细沟侵蚀模数为4 560～19 500 t/km~2,梯田田面上细沟集中于承接上方汇水的位置;受植被保护或石坎梯田的田坎完好,而其他类型田坎滑塌严重。调查样地滑塌侵蚀模数301～36 321 t/km~2,田坎滑塌最为严重;河岸尤其是弯顶处冲刷严重,河道回流区、两河交汇处、拦河坝以及桥梁上游等淤积量较大。[结论]小流域的水土保持措施可减少暴雨造成的土壤侵蚀量。建议针对不同部位和利用类型的土地设计修建适宜的蓄排水和保土措施,并加强对农民的水土保持型农艺培训,提升极端暴雨下的水土流失防灾减灾能力。     

2022年“7·13”暴雨下生产道路侵蚀强度调查--以宁夏回族自治区西吉县五十岔小流域为例

[目的] 探究小流域暴雨后生产道路侵蚀强度状况及侵蚀形成原因，为今后改善水土流失状况，完善水土保持工程建设及维护提供理论基础。[方法] 水利部水土保持监测中心于2022年7月25-29日组织开展了宁夏西吉县“7·13”暴雨水土保持综合调查。采用“断面法”对五十岔小流域生产道路进行环境及侵蚀状况调查并计算侵蚀强度，分析生产道路侵蚀强度状况及侵蚀形成原因。[结果] ①五十岔小流域内生产道路受到降雨、道路自身特性和人类活动影响，各条道路呈现不同的侵蚀状况，小流域下游、顺径流方向且植被盖度较低的道路易受严重侵蚀。②对小流域的道路侵蚀模数进行了分析计算，“断面法”计算值为1 054.49 t/km²，三维影像测量值为1 277.91 t/km²，调查断面损毁率为53.39%。 [结论] 实施水土保持措施是必要且有效的，良好的水土保持措施和较高的植被覆盖率能够有效防止生产道路水土流失现象的发生。     

极端暴雨下典型小流域重力侵蚀的分布及影响因素

为探究极端暴雨下重力侵蚀分布规律及其环境条件,以2019年"利奇马"台风引发的特大暴雨事件为对象,采用无人机航拍、室内解译等方法,研究了位于暴雨中心的山东省临朐县曾家沟小流域内不同类型重力侵蚀的数量、空间分布特征及其影响因素。结果表明:(1)小流域内发生的重力侵蚀共70处,主要类型为滑坡(49处),其次为泥石流(14处)和崩塌(7处)。(2)重力侵蚀面积、侵蚀量分别与坡度变率、坡度、坡位、高程、坡向和坡向变率呈正相关,与距梯田距离、距道路距离和土地利用类型呈负相关。(3)坡度是影响重力侵蚀的最重要因素,侵蚀易发生在坡度为30°~50°的斜坡。(4)人类活动对重力侵蚀的影响较大,特大暴雨下的严重重力侵蚀多发生在梯田田坎、道路边坡等位置,需将重力侵蚀防治的重心放在加强道路两侧边坡、梯田田坎和坡度>30°的陡坡边坡防护上。研究结果可为应对和预防重力侵蚀灾害提供科学依据。     

极端暴雨条件下黄土高原水平梯田损毁情况调查分析——以岔巴沟流域“7·26”特大暴雨为例

2017年7月25日20时至26日8时,陕西榆林市11个县区遭遇特大暴雨侵袭,我们于当年10月对位于暴雨中心的岔巴沟流域的梯田损毁情况进行了专项调查。首先通过室内Google Earth近实时影像结合GIS绘图在流域内确定梯田位置和数量,根据修建时间、利用和植被类型将这些梯田分类。在流域内空间分布均匀地选择不同类型典型梯田并进行野外实地测量,统计各类型梯田的损毁情况、损毁形式并估算各类型梯田的土壤侵蚀模数及其流域平均侵蚀模数。结果表明:岔巴沟流域梯田以≤ 4 hm²规模为主,梯田数量上占91.4%,面积上占了50.7%。暴雨造成梯田的损毁形式以田埂表层结皮脱落、田埂滑塌崩塌、田埂冲毁、田面陷穴穿洞为主,有人为干扰时会产生更加剧烈的后果。暴雨造成的梯田损毁侵蚀坑大部分为深度0~0.5 m的侵蚀。老梯田农地、老梯田乔木和老梯田草地侵蚀坑发生频率远远多于新机修梯田,保持在20~36处/100 m。新机修梯田的侵蚀测坑发生频次少,为5处/100 m,但深度可达4.8 m,后果严重。不同类型梯田损毁产生侵蚀模数差异较大,老梯田农地、老梯田草地和老梯田乔木的侵蚀模数为34 000~37 000 t/km²,新机修梯田为19 404.3 t/km²,老梯田灌木侵蚀模数最低,为5 958.4 t/km²。流域内梯田平均侵蚀模数为30 733.4 t/km²。通过本次调查,掌握不同类型梯田在极端暴雨条件下的损毁情况,为黄土高原梯田保护及修复提供数据支持。     

陕北子洲县“7·26”特大暴雨引发的小流域土壤侵蚀调查

[目的]2017年7月25日20时到26日8时陕北榆林地区突降了一场特大暴雨,造成了严重的洪水灾害与经济损失。通过考察该次暴雨造成的土壤侵蚀危害,旨在为今后该区水土流失治理及暴雨灾害的防御提供依据。[方法]于2017年8月2—6日赴暴雨受灾区子洲县,选取了清水沟、马家沟、蛇家沟3个典型小流域作为重点调查区域,对该次暴雨下流域内坡耕地、退耕林草地、梯田、填沟造地、淤地坝、道路等的土壤侵蚀特征进行了调查与分析。[结果]在"7·26"特大暴雨洪水下,坡耕地细沟发育明显,甚至产生小切沟;而2000年退耕的林地和自然恢复草地以面蚀为主,无明显细沟产生;新修梯田连接两阶田面的道路及承接路面来水的田面冲毁严重,田埂部分区段被冲开,田坎发生塌落;在削坡填沟造地区域,不仅农作物和坝体遭到严重破坏,而且残蚀了田旁新修道路,切割裸露沟壁多处发生土体塌落;淤地坝或轻或重都存在损毁与隐患,但在该次暴雨中滞洪拦沙作用明显。同时,在调查中发现该区陡坡耕种现象依然存在,小流域蓄排水系统缺乏,部分水土保持工程管理与维护不到位,经济发展水平低,农民水土保持意识淡薄。[结论]"7·26"特大暴雨洪水造成的土壤侵蚀依然很严重,而退耕林草地的土壤侵蚀轻微,证明水土保持工作在该区依然十分重要。在生态环境脆弱的陕北黄土高原地区,应该继续加强环境保护措施,加大水土保持治理力度,特别是陡坡退耕。同时,专业设计并实施小流域蓄水、引水、排水网络系统十分必要。     

延安极端降雨特性分析及对梯田侵蚀灾害影响

针对以增暖为主要标志的全球变化导致气候变率增大,极端天气气候事件和灾害发生更为频繁,造成人口、农业经济生产、基础设施风险扩大的现实,以2013年造成延安多地严重受灾极端降雨特性及其对梯田侵蚀影响严重为例,基于延安站多年逐日降雨资料和梯田侵蚀实地测量资料,分析了该极端降雨的特征并探讨了其对梯田侵蚀灾害的影响。结果表明:(1)延安2013年降雨总量达到959mm,比1951—2012多年平均降雨量高出448.8mm,其中7—9月降雨量达到761mm,占全年降雨量的79.4%,最大月降雨7月为568mm,达到万年一遇标准;(2)延安2013年极端降雨侵蚀性降雨和暴雨次数多,暴雨总量大,同时降雨出现短历时中强度、中历时高强度、长历时强侵蚀弱输沙的新变化;(3)延安2013年极端降雨下连片梯田侵蚀剧烈,侵蚀模数和相对高差与汇水面积之间存在显著关系,梯田中下部侵蚀严重,最大土壤侵蚀模数达到54 049.50t/km2,该研究可为水土保持农业梯田工程设计提供依据,同时将为气候变化条件下有效应对该类极端降雨采取永久措施和临时措施及适应性调控提供科技支撑。     

关于中国水土保持监测的基本思路

１水土保持监测的目的、意义和任务水土保持监测包括水土流失及其治理的监测。我国水土流失分布广泛,按侵蚀营力的不同,可分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀四种类型。其中水蚀主要分布在山地丘陵区;风蚀主要分布在长城以北,其次在黄泛平原沙土区与滨海地带...     

极端暴雨条件下黄土区典型梯田防蚀效果研究

2013年黄土高原延安地区发生的极端暴雨导致水土保持工程损毁严重,因此急需研究不同类型梯田抗御暴雨侵蚀防蚀效果。选取安塞县同一地区典型梯田—大棚、梯田—大田和梯田—水窖—苹果3种具有不同水沙调控措施梯田,根据暴雨前后野外监测资料,分析比较了3种梯田抗御暴雨侵蚀灾害的能力。结果表明:带有水沙调控措施的梯田防蚀效果明显好于无水沙调控措施的梯田。梯田—水窖—苹果侵蚀最轻,各阶梯田侵蚀等级均在中度侵蚀以下,平均土壤侵蚀模数仅为2 177t/km2;梯田—大棚由于在大棚基部修建有排水渠道其侵蚀程度次之,平均土壤侵蚀模数为18 269t/km2,但棚面集流效率高使得各阶梯田土壤侵蚀等级都在极强度侵蚀以上;梯田—大田侵蚀最严重,平均土壤侵蚀模数为23 921t/km2,由梯田顶部到底部土壤侵蚀逐渐加重,最下部3阶梯田累积侵蚀量占总侵蚀量的85.02%。黄土丘陵沟壑区发展高效农业需要在梯田上因地制宜修建水沙调控措施,以调节水沙时空分布,保障农业生产。     

“7·26”暴雨调查对黄土高原水土保持工作的启示

2017年陕西省绥德、子洲等地发生了“7·26”特大暴雨,此次暴雨集中于黄河多沙粗沙区尤其是粗泥沙集中来源区,是黄土高原地区近年来发生的一次较大规模的暴雨和水土流失事件。选择暴雨引发灾情比较严重的位于黄土丘陵沟壑区第一副区的清水沟、王茂沟、裴家峁沟、韭园沟、小河沟、岔巴沟等小流域,通过对其在“7·26”暴雨后的洪水流量、土壤侵蚀、治理措施等进行对比,分析黄土高原地区的水土流失治理现状和措施,根据调查结果建议:开展坡耕地、坡地经济林治理;加大老旧梯田改造和田间道路整治;从流域角度开展淤地坝坝系工程建设;开展黄土高原适宜树草种及其植被演替研究;加强封禁治理,强化水土保持自然修复;增加治理投资,科学管护水土保持设施;开展治理模式和新技术研究。     

北京通州区“7·21”特大暴雨灾害与城市水土保持

2012年7月21日发生在北京市的＂7·21＂特大暴雨引起了社会的广范关注,北京通州区作为北京重点发展新城之一,在这次特大暴雨中也遭受了严重的灾害。通过分析通州区＂7·21＂特大暴雨灾害发生的原因,根据水土保持新法规,提出通州区城市建设从源头控制水土流失、提高城市雨水管网利用率,综合利用渣土资源、提高土石方利用率,减少地面硬化率、提高植被覆盖率以及充分利用雨洪资源、提高城市建设雨洪利用率等水土流失防治对策,以期为城市建设防灾减灾提供参考。     

黄土丘陵沟壑区主要水保林类型及草地水保效益的研究

本文分析了黄土丘陵沟壑区主要水保林类型及草地水保效益动态的观测资料,结果表明:柠条成林、刺槐成林、沙棘林保水保土效益好,柠条幼林及沙棘与油松、杨树混交幼林保土效益低于荒坡;林地的侵蚀量与林地的覆盖度呈二次多项式关系,并呈负相关,且覆盖度60%～70%为有效盖度;在林冠郁闭度相近情况下,林地活地被物层盖度越大,林地土壤侵蚀量越小;降雨强度特别是暴雨对林地的径流和冲刷影响极大,而且水土流失主要由暴雨造成,其流失量为总量的20%～97%;人工牧草地水保效益均高于农地,以沙打旺草地最好。     

上海市水力侵蚀现状与水土保持措施分析

为研究上海市水土流失及措施现状,以第一次全国水利普查水土保持情况普查结果为基础,结合上海市基本情况,分析上海市水力侵蚀现状和水土保持措施情况。结果表明,上海市水土流失面积超过了200km^2,水土流失以河道两岸和湖泊沿岸的坍塌淤浅为主要特征,建设项目施工造成的人为水土流失也是上海市水土流失的一个重要方面。上海市中心城区水土保持措施较完善,但郊区部分河道还没有采取有效护坡措施,基本处于自然状态,很容易发生水土流失;因此,河道边坡和湖泊岸线的护岸整治、海岸滩涂的保滩促淤治理是上海市水土保持工作的重点,同时还应加强建设项目的监管和水土保持监测,以防止人为水土流失。     

浅谈新时期水土保持工作

水土流失是我国的头号环境问题,笔者从开展水土保持知识宣传,改革创新水土保持方案编制工作,落实水土保持监测,完善立法和执法监督,加大投资力度和鼓励政策,加强水土保持工作研究,与传统水土保持工作有机结合,促进科技进步,扩大国际交流等方面,论述新时期的水土保持工作,并提出建议.     

水土保持是江河治理的根本——关于'98长江洪水灾害的思考

由于长江中上游植被减少,土层减薄,水源涵养能力下降,造成暴雨径流加速汇集,加之大量泥沙下泄,淤积江河湖库,降低了调蓄和宣泄洪水能力。因此,水土流失是加剧’９８长江洪水灾害的重要原因。森林具有涵养水源、固土防蚀的功能,恢复植被是水土保持的措施之一,但其保持水土的作用有限。据观测,就一次降雨而言,森林最大截蓄雨量不超过３０ｍｍ,随着降雨过程的延续,森林拦蓄降雨的作用基本消失。大江大河的防洪减灾,除搞好干流水库、平原蓄洪区的建设,堤防和河道的整治外,尤其要搞好面上的水土流失治理。     

引水灌溉工程水土保持方案研究——以青海湟水北干渠扶贫灌溉一期工程水土保持方案设计为例

 引水灌溉工程开发建设项目,在施工中产生的水土流失,具有一定的特殊性;其水土保持方案设计,也有一定的规律可循。以青海省湟水北干渠扶贫灌溉一期工程水土保持方案设计为例,对建设过程中可能产生的水土流失的特点及可能造成的水土流失危害等进行分析,并结合工程实际,采用分类整治的方法,提出治理方案。这对其他同类工程水土保持方案的设计具有一定的借鉴意义。     

小流域水土流失治理优先度的评价与应用

中国水土流失防治任务仍然繁重,有计划分批次实施水土流失治理是现阶段条件下的必然选择,优先治理小流域识别是其首要解决的一项基础工作,然而目前相关成果较为缺乏,难以支撑小流域水土流失治理智能决策和精准施策。在当前大力推进智慧水土保持背景下,积极探索优先治理小流域识别方法非常迫切,对于科学、合理、高效促进水土流失治理工作具有重要意义。该研究立足于小流域自然禀赋条件,以中国水土流失重点区域——三峡库区秭归县为例,坚持科学性和可操作性相结合原则,以水土流失“减量和降级”双重目标和治理效益最大化需求为导向,综合水土流失面积和土壤侵蚀强度两个维度,提出小流域水土流失治理优先度定义及定量评价方法,为识别优先治理小流域提供科学依据和技术支撑。结果显示,秭归县2021年现状水土保持率为69.12%,远期（2050年）水土保持率为81.74%,总体提升12.62个百分点。秭归县2021年全域土壤侵蚀模数现状为758.50 t/(km²·a),最小可能土壤侵蚀模数为408.71 t/(km²·a),总体下降比例达46%。秭归县大部分区域均具有较大的水土保持率提升潜力和土壤侵蚀控制度,可完全治理和可降级的水土流失地块分布较为广泛,尤其在县域中西部的小流域存在较大的水土流失面积消减和土壤侵蚀强度降级空间。秭归县各小流域水土流失治理优先度的空间分布总体呈现中部高,东部和南部相对较低的分布格局,全县治理优先度大于0.6的小流域占总全县小流域的11.76%。通过典型县应用,该研究提出的小流域治理优先度涵盖了水土流失面积和土壤侵蚀强度两个维度,能更为全面满足小流域水土流失“减量和降级”双重目标和和治理效益最大化需求,直观反映了水土流失面积消减空间和土壤侵蚀强度降级空间的目标和相对大小,对支撑小流域治理决策更加准确、科学,治理优先度评价方法不仅可行,且易操作。     

水源涵养基本功能区水力侵蚀现状分析简

针对全国水土保持区划中确定的22个具有水源涵养功能的基本功能区,利用第1次全国水利普查获取的水力侵蚀数据,分析这些区域的水力侵蚀现状.结果表明：1）水源涵养基本功能区水力侵蚀以轻中度侵蚀为主,超过80％,强烈、极强烈、剧烈面积分布较少,与全国基本状况相似;2）与第2次全国土壤侵蚀遥感调查成果相比,水源涵养基本功能区水力侵蚀整体上有所好转,水力侵蚀总面积减少3.75％,轻中度侵蚀面积大幅减少,减幅超过20％;3）水源涵养基本功能区局部地区水力侵蚀形势严峻,极强烈和剧烈侵蚀面积虽然不大,但是与第2次遥感调查成果相比,面积均有所增加,相对增幅较大,说明局部地区存在水力侵蚀恶化的现象.     

南水北调中线水源区(陕南段)水土保持效益分析

依据2007—2010年的统计与调查资料,在对典型流域进行调查的基础上,采用有无水土保持项目对比法,对南水北调中线水源区陕南安康、商洛、汉中三市水土保持措施及其效益进行了分析。结果表明:治理后与治理前相比,各地类拦蓄径流量、保土效益明显增加,植被覆盖度增加,生态环境改善,当地居民生活水平也随之提高。不同措施对拦蓄径流的作用顺序依次为:封育措施>水土保持林草措施>坡面整治措施>能源替代措施>保土耕作措施;不同措施对保土效益的作用顺序依次为:水土保持林草措施>封育措施>坡面整治措施>能源替代措施>沟道防护措施>保土耕作措施。研究结果可为类似水源区的水土保持综合治理工作提供借鉴。     

我国水土保持情况普查及成果运用

2010年至2012年开展了第一次全国水利普查水土保持情况普查。此次普查采用的方法、手段,获取的资料信息和组织方式等方面在我国土壤侵蚀普查历史上均创造了多个首次。通过普查,全面查清了我国土壤侵蚀的面积、分布与强度,首次查清了西北黄土高原区和东北黑土区侵蚀沟道的数量、分布与面积以及水土保持措施的类型、数量与分布。普查结果客观反映了我国水土流失现状和多年来的防治成效,为国家宏观生态建设决策与水土流失防治提供科学依据。建议今后突出重点加快水土流失治理,继续推进大面积生态修复,加大坡耕地和沟道综合治理力度,积极开展生态清洁小流域建设,全力推动水土保持信息化建设。