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user: 3. 黄河流域水土保持工作的主要成效 3.1. 水沙径流产生的机理 河流水沙径流的数量和过程，主要是流域降水和下垫面相互作用的产物，降雨是主动作用因素，下垫面被动遭受雨滴冲击作用后，在自身发生相应变化(产沙)的同时，对雨水的去向进行分配，即多少水保持在原地或流动途中储存、入渗、蒸发；多少水形成地表径流，并挟带从地表冲起的泥沙由支沟汇入河道。对雨水分配的状况和自身变化的程度及水流挟带泥沙的多少，决定于降水的强度、数量、过程和下垫面的条件(地形、地貌、地质、植被、土质、含水量和工程措施等)，以及日照等气候因素。对于中常降雨，平坦缓坡地形或梯田，良好的植被，一般在原地附近入渗、蒸发和储存的水量多，汇入河流的水流少，带走的泥沙更少；下垫面若为黄土高原坡耕地，则原地附近入渗、蒸发和储存的水量少，挟带泥沙汇入支沟河道的水流多。遭遇暴雨、大暴雨都会不同程度的增加水土流失量。茂盛的林草可以阻挡雨滴对地面土壤的直接冲击，消减其冲刷地面的动能，并增加雨水汇集流动的阻力，从而有利于保护土壤被水侵蚀并增加下渗和蒸发的水量。梯田、淤地坝、拦砂坝等措施，可以缓解和拦截坡面和沟道的水土流失，以利于当地发展生产。植树种草，坡耕地改梯田、修建淤地坝、拦沙坝等水土保持措施，可明显改善下垫面条件，从而大大减轻土壤流失，并优化分配雨水的去向，就地保存更多的水量。硬化地面不产生泥土流失，几乎全部雨水都转变为地表径流，从而大大增加了城市排涝的负担。上述事实充分证明下垫面条件对降雨产生水沙径流的数量和过程有极其重要的影响 [ 5 ] [ 6 ] 。 3.2. 水土保持的措施和成效 黄土高原水土保持的主要措施为淤地坝和水库、坡耕地改梯田、退耕还林还草和封禁。根据较全面的最新研究成果 [ 7 ] ，现摘录整理如下： 3.2.1. 措施 1) 淤地坝和水库。截至2011年底，潼关以上黄土高原地区共有骨干坝(大型淤地坝)5470座，总库容约55亿m 3 ，已淤库容22.4亿m 3 ，其中河龙区间为3726座和库容40亿m 3 ，约占潼关以上总数的68%和73%。2000年以后建成的占总量的52%；潼关以上黄土高原共有中小型淤地坝52，444座(不包括库容小于1万m 3 的微型淤地坝)，其中1990年以后建成的6371座。大中小型淤地坝共有坝地面积846 km 2 ，其中河龙区间743 km 2 ，占总面积的87.8%；潼关以上地区共有水库853座(不含小(2)型水库)，其中大型水库26座，中型水库170座，小型水库657座，大中小型水库共有库容499.7亿m 3 ，水库多建于20世纪50年代后期至70年代末。 2) 梯田。截至2014年，潼关以上共有水平梯田3.6万km 2 ，其中68.5%分布在甘肃省和宁夏自治区。截至2012年，潼关以上地区共有梯田33，939 km 2 ，其中，重点地区的梯田面积见表1。 Table 1 Terrace areas of all parts on the upstream Tongguan in 2012 yea 区域 唐乃亥–青铜峡 河龙区间 汾河流域 北洛河状头以上 怪水张家山以上 渭河咸阳以上 合计 梯田面积/km 2 7308.0 4716.5 2170.0 9332.6 7473.2 9117.8 32，318.1 表1. 2012年潼关以上各地区的梯田面积 注：本次遥感调查未计入修建在平缓河川阶地上的梯田和窄幅梯田，故与统计数据稍有差别。 为了描述梯田对流域主要产沙区的控制程度，引入“梯田比”概念，它是指某地区梯田面积占其轻度以上水土流失面积的比例，潼关以上典型地区2014年梯田比如表2。 Table 2 Terrace scale of type area on the upstream Tongguan in 2014 yea 河龙区间黄丘区 汾河黄丘区 北洛河上游 泾河黄丘/残原区 渭河拓石以上 祖历河上中游 6.44% 19.1% 6.72% 22.7% 40.4% 28.3% 表2. 潼关以上典型地区2014年梯田比 梯田的垂向位置不同，对坡面水沙的控制程度亦不相同，位于坡面中下部的梯田有机会拦截其上部坡面的水沙，将梯田对上方坡面的控制面积称为上控面积，潼关以上各地区梯田的上控面积如表3。 Table 3 Areas of upward control of terrace on the all parts upstream Tonggua 地区 河龙区间 汾河流域 泾渭洛河 青铜峡以上 潼关以上合计 梯田上控面积/km 2 4697 1428 8986 4937 20，048 表3. 潼关以上各地区梯田的上控面积 3) 林草地。1998年长江大水以后，国家在黄土高原全面实施了退耕还林还草和封禁治理措施，退耕后的土地主要转为林草地，原林草地内的林草种植密度也显著增加。黄河主要产沙区林草地面积2010年达到115，768 km 2 ，较1978年104，513 km 2 增加11，255 km 2 。 林草植被是通过叶径及其枯落物挡蔽雨滴对地面的直接冲击，增加雨水汇集流动的阻力，从而发挥保持水土的作用，流域内林草叶径覆盖的面积占易侵蚀区面积的比例是决定该地区水土保持成效的关键因素，因此，定义流域内易侵蚀区林草叶茎正投影面积占易侵蚀区面积的百分比为易侵蚀区林草覆盖率。林草地植被盖度是指林草叶茎正投影面积占草地面积的比例，反应林草叶茎对林草地的保护程度。当易侵蚀区内没有耕地和建设用地时，覆盖率就是盖度。植被盖度小于20%~30%的林草地对遏制水土流失作用不大，现将黄河主要来沙区30%以上三级盖度的林草地面积变化列于表4。 Table 4 Variance of areas covered by forest and grass for various covered degree in the main corrosion arias of Yellow River Basin (unit: km2 类别 时间 河龙间 黄丘区 北洛河 上游 径河景村 以上 渭河括石 以上 汾河上游 黄丘区 孔兑 黄丘区 清水河 上中游 祖历河 上中游 合计 全部林草地 1978年 48，821 4374 20，884 10，008 3669 5272 5908 5577 104，513 2014年 55，718 5912 21，851 10，424 3997 5270 6301 6295 115，768 2014~1978 6897 1538 967 416 328 -2 393 718 11，255 2014/1978 1.14 1.35 1.05 1.04 1.09 1.00 1.07 1.13 1.11 盖度≥30% 1978年 20，580 2，410 14，044 5683 2045 324 3085 3661 51，832 2014年 53，457 5887 21，487 10，097 3284 5087 6062 6167 111，528 2014~1978 32，877 3477 7443 4414 1239 4763 2977 2506 59，696 2014/1978 2.60 2.44 1.53 1.78 1.61 15.70 1.96 1.68 2.15 盖度≥50% 1978年 12，023 1800 5182 2503 1464 100 357 14 23，443 2014年 42，385 5511 14，688 8047 3084 3635 1605 1322 80，277 2014~1978 30，362 3711 9506 5544 1620 3535 1248 1308 56，834 2014/1978 3.53 3.06 2.83 3.21 2.11 36.35 4.50 94.43 3.42 盖度≥70% 1978年 7105 610 2181 941 925 46 34 0 11，842 2014年 20，027 2861 8569 4514 2351 151 381 46 38，900 2014~1978 12，922 2251 6388 3573 1426 105 347 46 27，058 2014/1978 2.82 4.69 3.93 4.80 2.54 3.28 11.21 46 3.28 表4. 黄河主要来沙区不同盖度等级的林草地面积变化(单位：km 2 ) 由表4可知，2014年与1978年比较，盖度 ≥ 30%的林草地面积增加了1.15倍，增加值达59，696 km 2 ；盖度 ≥ 50%的林草地面积增加了2.42倍，增加值达56，834 km 2 ；盖度 ≥ 70%的林草地面积增加了2.28倍，增加值达27，058 km 2 ，都是在河龙间黄丘区增加最多。高盖度林草地面积的大幅度增加，对于保护土壤，减少进入黄河的沙量发挥了重要作用。 3.2.2. 成效 通过对黄河主要产沙区6045个雨量站1966~2014年日降雨数据的分析表明，2007~2014年(代表现状年)降雨总体偏丰，因而降雨不是近年黄河来沙锐减的原因。1919~1975年，黄河潼关(陕县)站实测年均输沙量16.286亿t，龙门、河津、状头、张家山和咸阳五站实测年均输沙量17.354亿t。近十几年，相近降雨情况下来沙量较20世纪亟剧减少，2007~2014年，潼关站实测平均输沙量1.794亿t，龙门、河津、状头、张家山和咸阳五站实测年均输沙量1.925亿t，分别较1919~1975年减少14.292亿t和15.43亿t。现以2007~2014年作为现状年，采用识别和遴选对产沙敏感降雨因子，构建了各支流(区间)在下垫面变化较小时期的降雨~产沙关系模型群，计算了各支流(区间)2007~2014年非降雨因素变化所导致的总减沙量，并分析核查了淤地坝、林草、梯田各项措施的减沙量如表5。 Table 5 Quantities of decreased sidement account on the situation of now underlying surfaces upstream Tongguan in rain condition 2007-2014 yea 区间 非降雨因素总减沙量/万t 主要下垫面因素减沙量/万t 水库拦沙 淤地坝拦沙 灌溉引沙增量 河道淤积 林草梯田等因素减沙 河龙区间 96，887~104，686 8778 8604 250 500 78，136~88，489 北洛河状头 7657~9824 356 673 0 100 8000~8410 泾河张家山 23，613~26，800 1293 1348 50 100 15，590~17，760 渭河咸阳 11，208~13，126 1450 395 300 0 10，220~11，990 汾河河津 6070~6100 431 350 200 150 4840~4852 十大孔兑 885~1117 0 120 0 0 904~1232 青铜峡以上 15，440~16，812 5780 1036 200 0 7800~8360 宁蒙冲积性河段 - −1820 −940 0 中游冲积性河段 - 900 −260 0 潼关以上合计 161，760~178，448 18088 12526 80 −350 125，400~141，093 表5. 潼关以上现状下垫面在2007~2014年降雨情况下的计算减沙量 注：引沙增量指现代灌溉引沙量较50年代以前的增量。 根据黄河泥沙公报，近年进入黄河的泥沙显著减少，2000~2017年18年平均为2.418亿t，2008~2017年10年平均为1.474亿t。经过小浪底水库拦调后，花园口站的年输沙量，2000~2017年平均为0.847亿t，2008~2017年平均为0.585亿t，分别为花园口站1950~1999年50年平均10.734亿t的7.89%和5.45%。1999年10月小浪底水库投入运用以后，下游河道持续发生冲刷，1999年10月~2017年10月共冲刷泥沙21.16亿m 3 ，其中高村以上冲14.49亿m 3 ，高村以下冲6.67亿m 3 。 以上资料充分表明，水土保持措施已取得相当大的减沙效果，只要今后继续巩固发展，就能基本控制黄土高原的水土流失，创造了根治黄河的基本条件。在绿色发展的新时代，进行江河开发治理，修正水沙资料就是绿水青山变成金山银山的转化剂。