典型流域（湫水河）水土保持建设对河流输沙量的影响分析
湫水河属黄河一级支流，发源于吕梁市兴县的黑茶山东北麓大坪头，流经兴县、临县，于临县碛口镇汇入黄河，干流全长125km，均宽16km，总面积1989 km2，其中阳坡水库以上243km2，阳坡至林家坪1630km2，林家坪至河口116km2，河道纵坡6.5‰。流域内主要支沟有郝家沟、油房沟、代坡沟、太平沟、城庄沟、榆林沟、安业沟、大峪沟、车赶沟和招贤沟等，10km以上的一级支沟共计26条，另有支沟154条，其中，1km以上的112条，5km以上的42条。流域内的沟壑多由土石山和黄土丘陵区组成，其沟壑密度分别为4km/km2和5km/km2，呈树枝状分布。降水主要集中在6～9月份，特别是集中在7～8月份。
湫水河流域泥沙的显著特点是产沙量大，侵蚀强度大，洪水的含沙量高。林家坪站1954～2000年平均实测悬移质输沙量1832万t。湫水河流域的土壤侵蚀类型主要为黄土峁状丘陵沟壑区，另有极少部分为黄土残塬沟壑区和土石山区，在黄土覆盖区，由于其覆盖层深厚，垂直节理发育，质地疏松，遇水崩解速度较快，其抗蚀性很弱，因此地面沟壑密度大，侵蚀模数很高，多年平均侵蚀模数为10640t/（km2·a）。侵蚀产沙过程主要集中在汛期6～9月的4个月内完成，汛期多年平均输沙量占多年平均年输沙量的比例高达97%，而汛期的输沙又往往集中于几场大暴雨。另外，泥沙不仅在年内高度集中，而且年际间变化也很大，1983年实测输沙量190万t，1967年实测输沙量8880万t，最大年输沙量是最小年输沙量的47倍。
湫水河流域水土流失面积占全流域面积的82%，在20世纪60年代就开始了水土流失治理工作，经过多年治理，逐步形成了以梯田、林、草、淤地坝为主的四大水土保持措施。但由于治理初期投入少，水平低，管理不善，实际的治理时断时续，且因开荒扩种，毁林毁草，在流域治理的同时，下垫面的破坏也很严重，尤其是在20世纪60年代后期至70年代初期更为明显。真正发挥效益是70年代末期开始，而集中连片治理始于90年代。1991年联合国粮农组织3923项目于湫水河东岸开发治理，1996年黄土高原水土保持世界银行贷款项目又在西岸开始治理，近年来，又被列为国家重点治理流域进行治理。
随着流域内治理水平的不断提高，水保措施减沙量各年代逐渐增大。20世纪50年代水保措施年平均减沙量88万t，60年代减沙量231万t，从70年代开始到上世纪末，年平均水保措施减沙量达725万t。90年代，湫水河作为全省重点治理小流域，加大了投资力度，水保效益尤为显著，年平均减沙量达到1147万t。各年代水保措施减沙统计结果见表6-4。
表6-4 各年代水保措施减沙量统计表 单位：万t
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从20世纪70年代中期到末期，流域内先后兴建了曹家峪等5座小型水库，总库容1424万m3。水库的兴建，对流域内水量的调蓄和沙量的拦截起了很大作用。
受水利工程建设、水土流失治理等人类活动的综合影响，从20世纪60～90年代，河流输沙量变化的情况为：60年代和70年代分别增加了43.2%和15.8%，80年代和90年代分别减少了34.0%和53.2%。
本次研究采用水文法和水保法两种方法对悬移质输沙量进行了模拟分析，计算结果见表6-5。总体来看，两种方法的分析结果比较接近，1970～2000年计算天然输沙量平均误差为11.3%，20世纪80年代和90年代平均误差分别为9.3%和0.6%。但20世纪60年代和70年代的差异比较大，这主要是因为从1966～1974年这一时期降水比较丰沛，其中1966年、1967年、1970年都是本流域的大水年，如1967年最大一日流域平均雨量70.8mm，对应日输沙量2390万t，1970年最大一日流域平均雨量75.9mm，日输沙量高达4840万t，这些年份的暴雨对水利水保措施的破坏比较严重，水保统计数字并未真实反映这些情况，但是由于缺少当时的实际统计资料，对大水的破坏暂时还无法估计其影响程度。1980年以后，两种方法分析结果基本能相互验证，而且由于流域内加大了水利水保治理力度，减沙效益提高尤为显著，到20世纪90年代，因为水利水保措施的影响，年平均减沙量已达1199万t，减沙效益达到50%以上。
表6-5 湫水河流域降水波动及人类活动对悬移质输沙量影响 单位：万t
注 基准期为1954～1959年。
