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。     

水土流失综合治理优先小流域识别的空间尺度效应

[目的]探讨水土流失综合治理优先小流域识别的空间尺度效应,为小流域水土流失综合治理规划与实施提供科学依据。[方法]以重庆市合川区为例,利用小流域水土流失面积比例,不同土地利用类型比例和流域平均坡度计算了综合指标,用以识别5种流域空间尺度[Ⅰ(流域面积范围50～300 km~2),Ⅱ(10～50 km~2),Ⅲ(1～10 km~2),Ⅳ(0.1～1 km~2)和Ⅴ级(0.01～0.1 km~2)]的水土流失综合治理优先小流域。[结果]流域空间尺度对优先小流域的识别有显著影响。基于Ⅳ和Ⅴ级流域确定的优先小流域在空间分布上与基于栅格土壤侵蚀强度图得到的区域水土流失面积空间分布更为吻合。[结论]综合考虑优先小流域的条数,基于Ⅳ级流域得到的优先小流域条数更少,更便于进行水土保持综合治理规划和管理,是识别优先小流域的最优流域尺度。     

丹江口库区小流域综合治理成效评价——以丹江口市余家湾小流域为例

定量分析丹江口库区小流域综合治理工程水土流失变化并评价其治理成效对分析丹江口库区的生态环境具有很强的指导意义,本文以丹江口市余家湾小流域为例,依据区域水土流失动态监测相关技术规定,分别从土地利用、林草覆盖度、水土流失变化和蓄水保土、生态、经济、社会等效益方面对库区小流域综合治理成效进行了评价。结果表明,小流域治理后,其严重的水土流失得到了较为显著的改善,蓄水保土、生态、经济和社会效益均得到了不同程度的提高;并指出坡改梯措施蓄水保土效果最好,能在较短时间内减少坡耕地的水土流失面积,而经果林、封禁治理等林草措施虽然能有效地改善水土流失现状,但是其发挥效益的时间较长,因此,对于坡耕地占比较大的丹江口库区,在资金充足的情况下,加大坡改梯措施投入是快速、有效地减少水土流失面积的重要举措。     

朝阳县六家子小流域综合治理效益定量评价

以六家子小流域综合治理工程为案例,从社会、经济和水保生态3个方面选取16项典型指标建立评价体系。考虑规划目标要求和土壤侵蚀特征,将AHP法和模糊数学法相结合构建评价模型,以实例工程验证了模型的适用性。结果表明:在朝阳县小流域治理效益评价中评价方法具有良好适用性,较为全面地反映了水土流失治理措施的效应变化;2013-2018年六家子小流域三大治理效益的提升程度存在一定差异,其中经济效益的变化幅度最明显;在朝阳县小流域效益评价中提出的方法和评价体系具有科学合理性,可为改善小流域水土流失现状和提高综合治理效益提供依据。     

小流域综合治理对水土流失强度的影响研究

小流域综合治理工程是目前区域水土流失治理中应用较为广泛和相对成熟的一种技术,为研究其对水土流失强度变化的影响,基于eCognition、ArcGIS软件和治理前后的两期遥感影像,对尖山河小流域北部水土流失变化情况进行了研究.结果表明:2002-2006年尖山河小流域北部土壤侵蚀整体呈现由强变弱的趋势,实施水土保持小流域综合治理工程前,强度侵蚀以上的面积占土地总面积的46.89％,而在治理后,这一比例降为31.03％;治理后中度以上侵蚀面积均比治理前有不同程度的减少,而微度侵蚀面积显著增加.因此,小流域综合治理工程取得了显著效果.     

三合小流域的水土流失与治理措施

三合小流域位于古县东南部的红寨村,流域总面积13.8 km^2,其中水土流失面积11.72 km^2,占84.92%。自古县2013-2017年被纳入国家水土保持重点建设工程区以来,该小流域被列入重点治理范围,经过强化治理,治理程度大为提高,综合效益显著。在分析自然环境、社会经济、水土流失与水土保持情况的基础上,结合当地实际,确定了建设目标任务与措施规模,并对水土保持措施进行了具体设计。     

葛藤坪小流域的综合治理及效益

葛藤坪小流域的综合治理及效益邓正良，王荫菊（湖北省巴东县水土保持办公室４４４３６０）葛藤坪小流域位于三峡库区旅游景点神农溪河畔，总面积１１．８９ｋｍ２，水土流失面积８．１ｋｍ２。该流域涉及２个行政村，共有３１６户，２１４５人。治理前，严重的水土流失不...     

杠头沟小流域沟壑综合治理模式及其成效

朝阳市龙城区杠头沟小流域位于朝阳市区的西北部,总面积46.66 km2,水土流失面积30.68 km2,水土流失面积占总面积的65.75%,流域内沟壑纵横,以土石质U、V型沟壑为主,发育较活跃,沟壑密度达1.76 km/km2。从2008年始,对该流域进行了综合治理,具体治理模式是:修筑谷坊-蓄水保土-产业配置-提高沟壑开发利用效益。经过治理,生态、经济和社会效益卓有成效,流域生态环境得到明显改善,人民生活水平显著提高,实现了可持续发展。该流域的治理模式和经验可在同类型流域治理中应用推广。     

埂带工程是黑土区快速治理坡耕地的有效途径

埂带工程,是集工程措施、生物措施和农业耕作措施于一身的水土保持线型工程,主要适用范围坡度为6°~15°土层较薄的坡耕地。穆棱市清河项目区内清河、太河、小清河、梨树沟等4条小流域埂带工程面积945 hm2,占治理面积的78%。减轻了项目区小流域的沟蚀危害,提高了农业收入,促进了人口、经济与社会的协调共存,永续发展。实践证明,埂带工程是小流域快速治理坡耕地水土流失的有效途径。     

水土保持是九龙江流域可持续发展的基础

九龙江流域(漳州段)水土流失面积956．1km^3，占土地总面积的14．13％。“十五”期间规划治理水土流失面积200km^2，2006-2015年治理水土流失面积300km^2，2016～2030年治理水土流失面积400km^2。治理上，要推广成功的小流域综合治理模式，特别重视坡地果园的水土流失治理。     

三峡库区腹地流域类型与土壤侵蚀的关系

[目的]探讨三峡库区腹地流域类型与土壤侵蚀之间的关系,为保障该区防洪和生态安全提供依据。[方法]以三峡库区腹地中的开县、云阳县、奉节县、巫山县和巫溪县5个县作为研究区,基于遥感和地理信息系统技术,探讨小流域类型划分及其与土壤侵蚀之间的关系。[结果]研究区小流域类型可分为3种:(1)第一分水岭外已建坝小流域主要分布在800~1 200m,15°~35°的石灰岩分布区;(2)第一分水岭内小流域高程主要集中在300~800m高程带,15°~35°坡度段的泥页岩、泥岩及砂岩上,土壤侵蚀强度正在逐渐增加;(3)第一分水岭外未建坝小流域主要分布在800~1 200m,15°~35°坡度带的泥灰岩、泥岩上。[结论]第一分水岭外已建坝小流域其土壤侵蚀综合指数呈下降趋势,第一分水岭内小流域是需要重点关注和治理的地带,第一分水岭外未建坝小流域是进行水土流失治理的关键地带。     

GIS支持下对不同水保措施的评估与比较

在地理信息系统的支持下,对三峡库区王家桥小流域的侵蚀产沙状况进行模拟,结果表明坡耕地对全流域侵蚀产沙量贡献最大;然后针对治理坡耕地的坡地改梯田和种植植物篱这2种水保措施进行了10年的模拟评估比较,发现坡耕地改为梯田在侵蚀产沙控制方面效果较好,然而种植植物篱措施在保持土壤养分、投资回收等方面的作用却优于坡改梯的措施.总体而言,种植植物篱措施更符合科学治理水土流失战略.     

内蒙古十大孔兑西柳沟流域土壤侵蚀及水土保持措施调查

[目的] 内蒙古十大孔兑地区属黄河中上游多沙粗沙区和生态脆弱区,对该区典型流域西柳沟的土壤侵蚀进行实地调查,分析流域土壤侵蚀特征及成因,为该区水土流失防治提供科学依据。[方法] 于2022年9月19—26日和2023年6月21—26日沿X640解柴线（解家营—柴沟堡）和G109京拉线（北京—拉萨）2条公路分别布设15个调查点和14个集水区,对调查点及集水区植被、土壤、土壤侵蚀特征和水土保持措施等进行调查。[结果] 流域内草地片蚀较为严重,耕地侵蚀不严重,沟谷内裸地风蚀较为严重。上游黄土高原丘陵区沟蚀严重,且溯源侵蚀、下切侵蚀及沟岸扩张未停止,伴随较为严重的重力侵蚀。中游风沙区以风水复合侵蚀为主,大幅增加了流域的产沙总量。流域内道路建设及边坡开挖等人为扰动进一步加剧了侵蚀风险。径流泥沙含量测定结果验证了流域泥沙的主要来源为上游地区。流域内水土保持措施以植被措施及工程措施为主,虽已起到一定水土保持作用,但由于形式单一而未能发挥理想效果。[结论] 西柳沟短历时高强度的降雨特点叠加下层砒砂岩土壤条件共同加剧了该区土壤侵蚀,经济发展压力下的人类活动扰动加剧了生态风险,当地政府亟需持续增加水土保持投入,提高监管能力,加强对于土壤侵蚀的监测与机理研究,完善水土保持综合治理。     

Assessment of soil erosion hazard and prioritization for treatment at the watershed level: Case study in the Chemoga watershed,Blue Nile basin,Ethiopia

Soil erosion by water is the most pressing environmental problem in Ethiopia, particularly in the Highlands where the topography is highly rugged, population pressure is high, steeplands are cultivated and rainfall is erosive. Soil conservation is critically required in these areas. The objective of this study was to assess soil erosion hazard in a typical highland watershed (the Chemoga watershed) and demonstrate that a simple erosion assessment model, the universal soil loss equation (USLE), integrated with satellite remote sensing and geographical information systems can provide useful tools for conservation decision‐making. Monthly precipitation, soil map, a 30‐m digital elevation model derived from topographic map, land‐cover map produced from supervised classification of a Land Sat image, and land use types and slope steepness were used to determine the USLE factor values. The results show that a larger part of the watershed (>58 per cent of total) suffers from a severe or very severe erosion risk (>80 t ha⁻¹ y⁻¹), mainly in the midstream and upstream parts where steeplands are cultivated or overgrazed. In about 25 per cent of the watershed, soil erosion was estimated to exceed 125 t ha⁻¹ y⁻¹. Based on the predicted soil erosion rates, the watershed was divided into six priority categories for conservation intervention and 18 micro‐watersheds were identified that may be used as planning units. Finally, the method used has yielded a fairly reliable estimation of soil loss rates and delineation of erosion‐prone areas. Hence, a similar method can be used in other watersheds to prepare conservation master plans and enable efficient use of limited resources. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

三峡库区小流域模型侵蚀产沙空间分布试验研究

小流域是水土保持研究的基本单元,对其不同地貌部位泥沙来源及侵蚀过程的了解是预测和防治流域水土流失的重点。通过建立三峡库区小流域模型,实施降雨强度分别为60,90,120 mm/h的三场人工模拟降雨,并结合REE示踪技术,对小流域模型侵蚀产沙空间分布进行了定量研究。结果表明:三场降雨径流量及侵蚀量均随雨强增加,但径流量的增加幅度远大于侵蚀量。小流域内侵蚀量及相对贡献率空间分布规律一致,均是主沟沟道Ⅴ、Ⅵ区最大,靠近主沟的Ⅱ、Ⅳ及Ⅷ次之,位于小流域边缘的Ⅰ、Ⅲ及Ⅶ三区侵蚀量相对较小。总体来看,沟道系统的侵蚀贡献率均大于坡面系统,呈现沟道系统的泥沙贡献率逐渐减小,坡面系统泥沙贡献率则逐渐增大的趋势。本研究为REE示踪技术在三峡库区小流域的应用提供了技术参考,并为该地区水土保持的开展提供理论依据。     

基于CSLE模型的陕北纸坊沟流域土壤侵蚀评价

[目的]对陕北纸坊沟流域土壤侵蚀状况进行评价,为该流域不合理土地利用方式的调整和优化以及水土流失治理措施的合理布设提供科学依据。[方法]以陕西省安塞县纸坊沟流域为研究区,基于ArcGIS技术,利用2005—2016年纸坊沟流域水文站月降雨量数据、DEM数据、土壤类型数据和土地利用数据,率定中国土壤流失方程(CSLE)的相关参数,计算研究区的土壤侵蚀强度,对土地利用变化与坡度和土壤侵蚀强度之间的关系进行分析。[结果](1)研究区内不同坡度带上的土壤侵蚀强度差异较大,15°～25°左右的坡耕地是土壤侵蚀的敏感部位。(2)纸坊沟流域内土地以林地、耕地、草地为主,耕地面积不断减少,林地和草地面积不断增加。该区域实施退耕还林后,土壤侵蚀的面积与强度整体呈现改善趋势;土地利用变化与土壤侵蚀强度具有密切联系,表现为耕地的土壤侵蚀强度较强,林地和草地侵蚀强度相对较弱,说明增加林地和草地面积,减少耕地面积,能够显著减弱土壤侵蚀。[结论]研究区内土壤侵蚀空间分布受土地利用方式和坡度制约,该区今后水土流失治理的重点区域是15°～25°左右的坡耕地。     

三峡库区重庆段水土流失动态变化

利用GIS技术,将1995年、2004年的卫星遥感影像进行空间叠加分析,计算三峡库区重庆段各级强度水土流失的马尔科夫转移概率,分析各级强度之间的相互转化关系,并对水土流失遥感数据进行对比分析,揭示10 a期间三峡库区重庆段水土流失的时空变化特点。结果表明：三峡库区重庆段中度侵蚀和强度侵蚀面积之和占库区水土流失总面积的70.84%,年均土壤侵蚀模数高达3 766 t/（km^2.a）,均高于临近的贵州省和湖北省;2004年水土流失面积占库区土地总面积的51.71%,高于全国37%的平均水平,也高于长江流域31.2%的平均水平,更高于与之邻近的四川、贵州和湖北3省;1995—2004年,三峡库区重庆段的水土流失面积减幅高达22%,水土流失强度也有明显下降,其中减幅最大的是中度侵蚀面积,其次是极强度侵蚀和强度侵蚀;三峡库区重庆段侵蚀好转程度与侵蚀强度呈正相关关系。总体来看,三峡库区重庆段的水土流失基本得到了遏制,生态环境正向良性发展的方向演变。     

草海流域土壤侵蚀特征研究

应用地理信息系统软件的空间分析功能,从土壤侵蚀空间分布特征和流域平均土壤侵蚀模数的角度对草海流域土壤侵蚀现状进行了分析,并提出了水土保持建议.研究表明:草海流域土壤侵蚀面积占流域总面积30.58％,以轻度侵蚀为主,草海流域平均土壤侵蚀模数为870t/km2·a,属于轻度侵蚀地区,中度以上侵蚀主要分布在西南部、东部、南部...     

Analysis and modeling of soil conservation measures in the Three Gorges Reservoir Area in China

Experimental plots were constructed in the Zhangjiachong Watershed of the Three Gorges Reservoir Area to evaluate soil erosion of traditional slope land farming and effects of soil conservation measures. Surface runoff and sediment from the watershed and each plot were collected and measured during 2004–2007. Field investigations indicated that hedgerows were the best for soil erosion control, followed by stone dike terraces and soil dike terraces. The Water Erosion Prediction Project (WEPP) model was used to simulate erosion of annual and rainfall events both at the watershed and plot levels. The low deviation, high coefficient of determination and model efficiency values for the simulations indicated that the WEPP model was a suitable model. The soil erosion rate distribution was modeled to determine where serious erosion would occur during rainfall events in the Zhangjiachong Watershed and so control measures can be taken.