邢台市西部山区流域植被对径流分配影响分析

【摘要】本文在分析了邢台市西部山区两个小面积径流水文试验站的资料的基础上，进行了流域植被对径流的调节作用进行研究。主要对径流的年内分配、径流系数、削减洪峰作用以及枯季径流量等进行分析，提出了搞好水土保持、增加流域植被的覆盖率对水资源保护具有积极意义。

【关键词】植被覆盖率；径流；水土保持；降雨径流；小流域实验站

1. 项目区水文特征与植被情况

1.1项目区基本情况。

（1）邢台市西部山区分布有坡底水文站和西台峪水文站，两个水文站同属于国家基本水文站。

（2）坡底水文站位于河北省邢台县城计头乡坡底村，东经114°02ˊ，北纬37°05ˊ。属于海河流域，断面设在子牙河水系沙河路罗川上。流域集水面积283Km2，主河道长26.8Km，流域坡度15.2‰，流域宽度10.6Km。该站流域面积小，源短流急，水位暴涨暴落。断面以上都是支流小溪，河网密度大。属于季节性河流，洪水多发生在6～9月份，多数发生在七月下旬至八月上旬。本站位于深山区，断面以上山峰叠起，地势起伏，一般在海拔400～1000m，个别山峰高达1700～1800m。山间部分零星土地主要种植小麦、大豆、玉米及谷物。由于连年绿化，封山育林。无荒山秃岭，植被较好。土质以黄、黑土为主。

（3）西台峪站为浅山区代表站，位于河北省临城县石城乡西台峪村，东经114°17'，北纬37°25'，是海河流域子牙河水系泜河南支的控制站，集水面积127Km2，主河道长25.3Km，流域坡度16.2‰，河道纵坡为20.4‰，流域平均宽度5.29Km。断面以上山岭、沟壑交错，耕地面积较少，主要种植小麦玉米等作物。土质以黄土为主，间以红土和沙土。近年来，绿化和资源开发并存，植被覆盖率虽有所提高，但水土流失现象依然严重。

1.2水文特征。

（1）坡底水文站站地处半湿润半干旱地区，属于温带大陆性季风气候，四季分明，温差较大，夏季受海洋性气团及太行山地形的影响，炎热多雨，秋季为夏秋过度性季节，一般年份降雨较少。年平均气温11.5°C，日照时数为2600小时，多年平均径流深290mm，多年平均最大24小时降雨量90.5mm，多年平均最大3日降水量140mm，多年平均蒸发量980.5mm，1996年实测最大洪峰流量1120m3/s，最高洪水位312.16m。最大含沙量42.8Kg/m3。由于该站是季节性河流，径流的年内以及年际变化极大。

（2）西台峪水文站地处太行山迎风区，属大陆性季风气候。春季盛行东南风；秋季盛行西北风，最大风速可达6.0m/s。昼夜温差较大，多年平均气温在12.0℃左右。流域形状成不规则扇形，河网形状如手掌，河网密度大、源短流急。该站平时基流很小，甚至河干；汛期洪水暴涨暴落，峰顶持续时间很短。降水量年际变化极大，年内分布极不均匀。多年平均降水量为612.0mm，最大降水量为2549.0mm，发生在1963年，最小为271.1mm；年内降水大都集中在6～9月份，约占年降水量的80%左右。多年平均径流深为181.1mm，最大洪峰流量3990m3/s，最大含沙量51.2Kg/m3，最大洪峰流量和最大含沙量均发生在1963年。它们变差系数Cv值分别为：坡底站1.20；西台峪站1.25。

1.3流域植被与土地利用状况。

（1）通过对不同小流域土壤土质情况调查，坡底流域内土壤类型以褐土、草甸土为主，土体结构为片状团粒，土壤中有机质为2.36%。西台峪流域内土壤类型为褐土，土壤结构为单粒、屑粒，土壤中有机质含量为1.30%。

（2）流域内地理状况和生产结构及生产条件等，包括农田面积、林地面积、天然草地、荒坡地、果园面积等所占比例的多少，均对流域的产流、汇流有直接影响。

（3）通过对两个小流域土地利用情况调查可看出，西台峪流域内农田面积占流域总面积的23.12%，而坡底流域的农田面积占总面积的7.67%，西台峪流域内农业开发程度较高。坡底流域内林地面积占总流域面积的24.05%，而西台峪流域内林地面积仅占总流域面积的7.50%。流域植被覆被率按林地面积、天然草场、荒坡地和果园面积统计，则坡底流域植被覆盖率占流域面积的86.30%，西台峪的植被覆盖率占总流域面积的68.58%。

2. 流域植被对径流调节作用

2.1流域植被对年径流量的调节作用。

（1）河流水量可分为降水直接产生的流量和基流流量两部分。直接流量即为相应于降雨马上产生的流量，基流包括流域植被截留部分和土壤中被储留后在缓慢流出的部分。直接流量包含溪流的流路上降水和短暂透过露岩的水、降于地表后又原封不动流出的水和降于山腹斜面的又经过地表或土壤表层很快流出的水。直接流量和基流流量的比例，在一定程度上反映流域植被对径流的影响程度。流域植被越好，直接流量越小，对径流的调节作用越大。采用1995～2004年监测资料，分析两个流域直接产流情况，流域植被对径流影响统计见表1。

（2）通过对坡底、西台峪两个小面积站年径流量与年内降雨直接产流水量进行分析计算，坡底站流域植被截留率为68.78%，西台峪站为54.67%。通过计算还可以看出，流域植被截流主要与植被有关，但也和降雨强度和降雨历时及降水量有关。如1996年、2000年，该流域发生较大洪水，两站截留率都比正常年份低2～3倍，说明流域植被截留也是有一定限度的，超过流域植被截留能力后，则全部以直接产流形式流出。而且降雨强度愈大，降雨愈集中，植被截留率愈低。

2.2流域植被对洪峰的截留作用。

（1）对于一个闭合小流域，单次洪水水量就是收集监测断面上的区域所收集起来的直接天然降水径流，一次降雨的产流量将受到众多因素的影响，如降雨、前期土壤含水量、下垫面情况等，降雨因素又包括降水量、降雨强度等；下垫面情况又包括集水面质地、土壤结构、容重、集水面坡度等，均影响产流量的变化。

（2）根据实测降雨和径流资料，确定两个流域次暴雨径流系数。在上述两个小面积站的降水中，从1995～2004年测验成果中，选择降雨强度、降水量相似的次暴雨进行比较，分析不同流域单次暴雨的产流情况，并计算其径流系数，调查结果见表2。

（3）通过对两个流域几场暴雨产流情况调查分析，在流域面雨量、降雨历时及降雨强度基本相同的情况下，其径流系数相差很大。坡底站在降雨强度为1.11～2.20mm/h，径流系数分别为2.9～5.3%之间；西台峪站降雨强度为1.49～2.23mm/h，径流系数在12.0～16.2%之间。通过对次暴雨产流情况分析，说明流域植被对调节洪水起很大作用，不仅减少洪峰流量，而且延缓洪峰时间，增大对地下水的入渗量和入渗时间，对于涵养流域水分起重要作用。

3. 结语

（1）通过对坡底、西台峪两个小面积站年径流量与年内降雨直接产流水量进行分析计算，坡底站流域植被截留率为68.78%，西台峪站为54.67%。流域植被覆盖率高的流域，截留率就高。根据实验站10年监测资料分析，流域植被覆盖率高17.72%，植被对水量的截留则提高了14.11%。

（2）根据10年平均资料计算，坡底站的汛期径流量占全年径流量的64.54%，非汛期径流量占全年的35.46%。西台峪站汛期径流量占全年的74.14%，非汛期径流量占全年的25.86%。分析结果说明，坡底站非汛期径流量高于西台峪站和柳林站，森林植被对年径流量的调节作用比较明显。在流域植被高17.72%的情况下，非汛期径流量提高了9.60%。

（3）通过对不同流域几场暴雨产流情况调查分析，在流域面雨量、降雨历时及降雨强度基本相同的情况下，其径流系数相差很大，西台峪流域的次降雨径流系数是坡底流域的3倍左右。通过对单次暴雨产流情况分析，说明流域植被对调节洪水起很大作用，不仅减少洪峰流量，而且延缓洪峰时间，增大对地下水的入渗量和入渗时间，对于涵养流域水分起重要作用。

参考文献

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[3]武英秀，乔光建，路增印.邢台市山丘区水土流失机理分析及治理规划研究[A].河北省第六届水土保持生态环境建设学术研讨会论文汇编[C]，河北省水利学会，2004.350～354.

[作者简介] 孟风英（1975.10-），女，籍贯：河北邢台县人，学历：本科，职称：工程师，从事水资源保护方面的工作。