水土保持措施对地表径流的影响分析

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水土保持措施对地表径流的影响分析

闫富

黑龙江省克山县水务局

地表径流是洪水形成不可缺少的一部分内容,地表土壤会在这一过程中受到较为严重的侵蚀,径流区地貌也会发生不同程度的改变。降低地表径流的流速是水土保持措施的最终目标,其调节功能相当强大,改善土壤顺水以及足水性能是不同水土保持措施的明确优势,最终通过对河流水文条件的改善,降低洪涝灾害的作用。会有多种因素对地表径流造成影响,我们主要在客观分析上述因素的同时,明确水土保持措施对地表径流造成的影响。

一、试验区概况

试验区位于某水土保持科技生态园,占地面积80hm2,平均土壤侵蚀模数为2948t/(km2·a)。轻度流失面积33.5hm2,占流失总面积的48.9%;中度流失面积7.1hm2,占流失总面积的10.4%;轻度流失面积27.9hm2,占流失总面积的40.7%;而水土流失总面积占园区总面积的85.6%。园区年平均降雨量约1451.8mm,春夏雨量充沛,秋冬雨量较少,时空分布不均匀,最大降雨量1808mm,最小降雨量866mm。园区属低丘岗地地貌单元,以水力侵蚀为主,属红壤地区。

地层坡度最小不低于5°,最大不超过25°,由新生界第四纪红色粘土、近代冲击与残积物以及元古界泥质岩共同构成。红黏土以及泥岩的风化物是构成土壤的主要部分,可将其分为轻粘土、中壤土以及重壤土三个部分,一共有16个试验小区修建园区内。本次试验利用五个小区作为场地开展,其中是序号分别为1、2、4、8、10。分别利用措施1,措施2,措施3,以及措施4针对上述小区开展试验工作。第四个裸露小区则作为对照区进行使用,将其编号确定为CK。每个小区的坡度存在一致性,均为120°。从水平方向来说,小区长度为20m。宽度为5m。水平投影面积均维持在20㎡,均有围埂设置在小区四周。利用水槽连接小区尾部以及净流池。在采取水土保持措施时,需要充分考虑到当地的实际情况。

二、明确覆盖物对地表径流造成的影响

通过相关分析与试验可以发现,植被状况系数以及地表径流系数是表征覆盖物对地表径流影响参数的两种主要形式,自然地理要素对径流的影响可通过其中的地表径流系数得到较为直观的体现,其中还会涉及到降水转化为径流的比例问题。灌木层盖度、草木层盖度以及枯落物厚度等,是植被状况参数涉及到的几项内容。在前四个措施当中,灌木层盖度整体呈现出一致的状态,而措施1和措施2的盖度则有所提升,所以地表径流系数也随之发生改变,呈现出越来越小的状态。导致上述现象出现的原因有很多种,最为直接的就是地表糙度的增加以及净流速度变慢。处理相应的参数是保障各个参数之间统一性的重要前提。灌木层厚度与地表径流之间的灰色关联度可利用0.6505来表示。不断提升的灰色关联度可说明其对地表径流造成的影响越来越大。草本层盖度的为0.6908,枯落物的为0.7814。灰色关联度越大,说明其与地表径流的影响越大,由上面的结果可知,枯落物的影响最大,灌木层盖度的影响最小。

三、不同水土保持措施对地表径流的影响

水土保持措施对地表径流的影响主要表现为降雨被林冠、枯落物截留分配,影响土壤中的水分迁移、改变地表和地下的水流条件,其影响过程较为复杂,不同的措施、不同的植被、不同的区域和季节会产生不同的影响。将植被参数与地表径流参数相比较,然后进行灰色关联计算。不同水保措施与地表径流的灰色关联度存在着一定的规律,其中最大的是措施1为0.6129,最小的是措施4为0.5359,覆盖越好的地表径流越小,对地表径流的影响越大。

首先根据前文知道,水土保持措施可以提高土壤的孔隙度,使土壤的渗透性能得以提高,当其他条件不变时,渗透性能越高,土壤形成地表径流的速度就越慢,地表径流也就越不易形成。所以,水土保持措施的实施能够减少地表径流。3种水土保持措施减少地表径流的程度由大到小依次为:草灌乔混交、补植乔灌、老头松改造。

其次,实施水土保持措施能够加强土壤的团聚,而团聚程度对于土壤的透水性有重要影响,透水性的提高可以有效地使地表水流向地下,进而减少土壤的地表径流。3种水土保持措施对于地表径流的不同影响程度同上。不同的水土保持措施对于土壤的物理性质如孔隙度、团聚程度、土壤的结构组成等都有很大的影响,从而对地表径流产生影响。没有经过水土保持措施处理的土地在各方面的土壤情况都不及经过处理的土壤,因此这样的土地容易遭到侵蚀,造成严重的水土流失。众所周知,我国人均耕地面积在不断减少,因此相关部门一定要认真做好水土保持工作,提高土壤的利用率,实现可持续发展的目标。

四、不同水土保持措施对土壤渗透性和水分的影响

经过水土保持措施治理后的土壤细微颗粒相对较多,而较大的颗粒相对较少,从而相应的团聚水平就较高,土壤的孔隙度也就相应增加。我们知道,土壤孔隙度以及团聚水平的提高都有利于水的渗透。不同水土保持措施对于土壤渗透性的提高效果:草灌乔混交>补植乔灌>老头松改造。土壤的结构组成和团聚水平能够影响土壤的持水量和含水量,由于实施过水土保持措施的土地团聚水平较高,因此其土壤水分就相应增多,据此就能知道不同的水土保持措施对于土壤水分保持的影响程度:草灌乔混交>补植乔灌>老头松改造。

结语:通过对覆盖物以及水土保持措施与地表径流系数的灰色关联分析,得出了灌木层厚度与地表径流的灰色关联度为0.6505,草本层盖度的为0.6908,枯落物的为0.7814。可知枯落物的影响最大,灌木层盖度的影响最小。不同水保措施与地表径流的灰色关联度最大的是措施1(柑橘+百喜草全园覆盖)为0.6129,最小的是措施4(柑橘+清耕)为0.5359,覆盖越好,地表径流越小,对地表径流的影响越大。

参考文献:

[1]张慧芳.东山流域水土保持措施对地表径流和土壤侵蚀的影响[J].山西水利,2012(11):22.

[2]王红.水土保持典型措施对地下水补给生态基流的影响研究[D].2014.