黄土高原小流域不同道路水沙响应的模拟试验研究

节水中心2009届硕士研究生王伯勤，在导师高建恩研究员的指导下，经过三年努力完成了黄土高原小流域不同道路水沙响应的模拟试验研究。

研究方向：农业水土资源利用与水土环境保护

摘  要

小流域是黄土高原治理的基本单元。小流域内的生产活动，对流域健康发展影响如何是值得关心的重要问题。随着黄土高原地区新农村建设发展，在黄土高原小流域地区修建大量不同类型的道路。道路侵蚀是流域侵蚀的一个重要方面，道路本身的侵蚀产沙直接影响着流域的产流产沙。本文基于降雨径流侵蚀产沙的水动力学原理和相似论所建立的比尺模型理论和技术，以黄土高原延安燕沟康家圪崂小流域为原型建立模型，在验证试验的基础上，针对不同形式道路对小流域的产流产沙影响进行模拟试验。通过分析，当道路长1.36km，面积为0.0041km2，占整个流域面积的1.2%时，得出如下主要结论：

（1）该流域治理前后试验结果表明，不同类型道路对小流域产流产沙影响不同。在同一试验条件下小流域治理前，水泥路、土路及浮尘土路汇流时间分别延长17%，40%及73%，水泥路、土路和浮尘土路的总径流量分别是流域治理前的1.09、0.79、0.76倍，而总侵蚀量是治理前的1.7、0.86和1倍。这表明不经治理的黄土高原小流域，由于坡陡坑深，侵蚀量很大，修建三种不同道路，在一定程度由于削平坡度，对流域径流有一定的调控作用，其中土路调控作用较大，但浮尘土路调控效果较差。为了保证土路尽量少起浮土，可以采取植物路的形式进行保护；

（2）不同类型道路对治理前后小流域侵蚀产沙变化试验研究结果还表明，在黄土高原丘岭沟壑区，径流是产生侵蚀的主要动力，对侵蚀量贡献较大。水泥道路由于产流量较大，因此小流域修建水泥道路必须考虑道路径流收集，否则将会产生比土路更大的侵蚀量；

（3）调控工程对修建道路的小流域径流侵蚀产沙影响较大。同一种道路，治理前后的水沙效应具有明显差异。治理前后水泥道路汇流时间增长42.9％，最大汇流量、平均流量、平均含沙量、最大含沙量、侵蚀量、径流总量分别减少52.2％、51.8％、39.1％、1.4％、68.3％、48.0％，侵蚀量减少幅度最大。结果表明小流域在进行治理时，需要加强规划，优化不同治理措施，进行山水园林路优化配置。

关键词：小流域模型；道路；模拟；侵蚀