水蝕區(qū)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)計(jì)算
——以北海原油商業(yè)儲(chǔ)備基地項(xiàng)目為例

牛 俊，王一峰，李建明，高 強(qiáng)，趙久長(zhǎng)，王志剛

(1.長(zhǎng)江水利委員會(huì) 長(zhǎng)江科學(xué)院，湖北 武漢430000；2.水利部 山洪地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430000；3.長(zhǎng)江水利委員會(huì) 國(guó)際合作與科技局，湖北 武漢430000； 4.中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司，江蘇 徐州221008)

水力侵蝕是我國(guó)分布最廣、危害最嚴(yán)重的土壤侵蝕類型，其分布區(qū)域一般地形起伏、坡度較大，具有較好的降水條件，土壤覆蓋層較厚，為水力侵蝕提供了地形條件、水力條件和侵蝕物質(zhì)條件[1]。同時(shí)，水力侵蝕分布區(qū)域多為人類活動(dòng)劇烈的地帶[1]。生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目是人類活動(dòng)的重要表現(xiàn)形式，對(duì)地表產(chǎn)生強(qiáng)烈擾動(dòng)，導(dǎo)致植被破壞、地表裸露，加速了水力侵蝕進(jìn)程。

土壤侵蝕模數(shù)是指單位時(shí)段內(nèi)單位水平面積地表土壤及其母質(zhì)被侵蝕的總量，通常以t/(km2·a)表示[2]，它是土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)的主要指標(biāo)[3]。土壤侵蝕模數(shù)概念由通用土壤流失方程發(fā)展而來(lái)[4]，用以反映某區(qū)域多年平均土壤侵蝕強(qiáng)度大小。生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目施工過程中，人為活動(dòng)對(duì)地表擾動(dòng)頻繁，擾動(dòng)范圍及擾動(dòng)程度在時(shí)間維度上呈現(xiàn)高頻動(dòng)態(tài)變化特征，土壤侵蝕強(qiáng)度亦在短時(shí)期內(nèi)發(fā)生快速變化。對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤侵蝕模數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)算，是評(píng)判項(xiàng)目施工過程中人為擾動(dòng)條件下土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)及其動(dòng)態(tài)變化情況的手段。而以年為時(shí)間單位統(tǒng)計(jì)得到的土壤侵蝕模數(shù)，并不能直觀反映生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤侵蝕強(qiáng)度在短期內(nèi)快速變化的特征，故在進(jìn)行生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算時(shí)，應(yīng)將時(shí)間單位——年劃分為更短的時(shí)間單位。

在“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的水利發(fā)展改革大背景下，要求水土保持監(jiān)管工作要“充分運(yùn)用高新技術(shù)手段開展監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)年度水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)全覆蓋和人為水土流失監(jiān)管全覆蓋”。根據(jù)水利部2015年6月發(fā)布的《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)規(guī)程(試行)》相關(guān)要求，項(xiàng)目建設(shè)單位應(yīng)按季度向水行政主管部門報(bào)送水土保持監(jiān)測(cè)季報(bào)。為滿足“水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”工作要求及生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)規(guī)程要求，應(yīng)以季度為時(shí)間單位進(jìn)行土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)計(jì)算，以客觀反映項(xiàng)目施工過程中人為活動(dòng)影響下的土壤侵蝕強(qiáng)度動(dòng)態(tài)變化情況。因水蝕區(qū)降雨年內(nèi)分布不均，各季度降雨量存在差異，如簡(jiǎn)單地將1年等分為4個(gè)季度并將其作為時(shí)間單位用于季度侵蝕模數(shù)計(jì)算，則人為忽略了降雨對(duì)土壤侵蝕的影響，亦不能充分反映人為因素與侵蝕強(qiáng)度間的相互關(guān)系，這就需要引入一個(gè)由季度降雨量轉(zhuǎn)換而來(lái)的季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)參數(shù)，并用于土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)計(jì)算。此外，關(guān)于土壤侵蝕模數(shù)的研究，已有成果[5-13]多見采用模型預(yù)測(cè)、實(shí)地調(diào)查等方法確定小流域或區(qū)域土壤侵蝕模數(shù)的報(bào)道，鮮見以實(shí)測(cè)侵蝕數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)計(jì)算與分析的相關(guān)內(nèi)容。本研究以北海原油商業(yè)儲(chǔ)備基地項(xiàng)目為例，基于項(xiàng)目建設(shè)過程中實(shí)測(cè)擾動(dòng)面積、土壤侵蝕量等數(shù)據(jù)，引入季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)參數(shù)，以季度為時(shí)間單位，對(duì)土壤侵蝕模數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)算，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，為生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供參考。

1 項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

研究項(xiàng)目為點(diǎn)型建設(shè)類項(xiàng)目，位于廣西壯族自治區(qū)北海市鐵山港區(qū)營(yíng)盤鎮(zhèn)(N21°29′05″、E109°30′09″)，南鄰北部灣；屬我國(guó)東南沿海山地丘陵區(qū)的西南緣，地勢(shì)總體呈北高南低，地形平緩開闊，海拔8.3～25.4 m；氣候類型為亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，高溫多雨，干濕分明，多年平均氣溫為23.1 ℃，多年平均降水量為1 670 mm，多年平均蒸發(fā)量為953 mm；土壤類型為赤紅壤，植被類型屬熱帶常綠闊葉灌叢帶，原始地面土地利用類型以農(nóng)田為主，主要種植木薯。研究區(qū)在我國(guó)土壤侵蝕類型分區(qū)中屬水力侵蝕類型區(qū)中的南方紅壤丘陵區(qū)[14]，土壤侵蝕以水力侵蝕為主，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)，原生土壤侵蝕模數(shù)為600 t/(km2·a)，屬輕度侵蝕。項(xiàng)目總占地面積70.51 hm2，于2010年9月開工，2013年6月完工。項(xiàng)目建設(shè)單位于2010年11月委托開展水土保持監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)工作實(shí)際于2010年12月開始，2010年12月至2013年6月為施工期監(jiān)測(cè)階段，2013年7月至2014年6月為自然恢復(fù)期監(jiān)測(cè)階段。

2 數(shù)據(jù)獲取與處理

2.1 降雨量

施工期(2010年12月至2013年6月)降雨量采用雨量筒實(shí)測(cè)獲得，早晨8:00測(cè)量雨量筒中所收集雨水的體積，通過計(jì)算得到24 h累計(jì)降雨量；自然恢復(fù)期(2013年7月至2014年6月)降雨量從當(dāng)?shù)貧庀蟛块T獲取。獲得降雨量數(shù)據(jù)后，以季度為單位，分別統(tǒng)計(jì)各季度降雨總量及侵蝕性降雨量。

2.2 擾動(dòng)地表面積

根據(jù)研究項(xiàng)目建設(shè)過程中的施工擾動(dòng)形式，將地表擾動(dòng)區(qū)域按擾動(dòng)類型劃分為不同的下墊面類型：工程施工期，扣除建筑物占?jí)汉偷孛嬗不瘏^(qū)域，將擾動(dòng)區(qū)域劃分為松散坡地、松散平地、壓實(shí)平地及綠化平地(蓋度>15%)4種下墊面類型；自然恢復(fù)期，扣除建筑物占?jí)汉偷孛嬗不瘏^(qū)域，將擾動(dòng)區(qū)域劃分為壓實(shí)平地和綠化平地(蓋度>15%)2種下墊面類型。

擾動(dòng)地表面積采用手持式GPS結(jié)合項(xiàng)目總平面布置圖量算獲得，具體方法如下：施工期監(jiān)測(cè)階段，每季度最后一個(gè)月，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員攜帶手持式GPS記錄各不同類型下墊面的邊界、轉(zhuǎn)角等關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，之后將坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸出至電腦，并將經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為公里網(wǎng)坐標(biāo)，再勾繪出不同下墊面類型邊界線，與項(xiàng)目總平面布置圖疊合后量算各下墊面類型的面積；自然恢復(fù)期監(jiān)測(cè)階段，在項(xiàng)目總平面布置圖上量算各下墊面類型面積。

2.3 土壤侵蝕量

在項(xiàng)目施工過程中，針對(duì)不同擾動(dòng)下墊面類型，分別選擇典型地塊(坡面)布設(shè)監(jiān)測(cè)設(shè)施進(jìn)行土壤侵蝕量監(jiān)測(cè)。研究項(xiàng)目監(jiān)測(cè)過程中，對(duì)于松散坡地，先后布設(shè)1處全坡面徑流小區(qū)、1處侵蝕溝體積測(cè)量簡(jiǎn)易小區(qū)和1處簡(jiǎn)易測(cè)釬小區(qū)；在松散平地和壓實(shí)平地各布設(shè)1個(gè)沉沙池，并在沉沙池周邊用土袋圍擋，形成一個(gè)閉合匯水區(qū)，使匯水區(qū)內(nèi)雨水全部匯流至沉沙池內(nèi)，區(qū)外雨水全部排導(dǎo)；綠化平地施工期布設(shè)了1個(gè)沉沙池，用土袋圍擋形成閉合匯水區(qū)匯集雨水，自然恢復(fù)期利用主體工程已建成的混凝土排水溝，在緊鄰綠化區(qū)的排水溝內(nèi)用砂漿砌磚修建了1處臨時(shí)集水槽(監(jiān)測(cè)結(jié)束后拆除)，集水槽寬度小于排水溝寬度，以免對(duì)排水產(chǎn)生不利影響，并在緊鄰排水溝的綠化區(qū)內(nèi)用土袋圍擋形成匯水區(qū)，以使匯水區(qū)內(nèi)雨水全部匯流至集水槽，區(qū)外雨水全部排導(dǎo)。

監(jiān)測(cè)設(shè)施建成后，分別采用徑流小區(qū)法、測(cè)釬法、坡面細(xì)溝觀測(cè)法、相關(guān)沉積法等方法[15]獲得不同下墊面典型觀測(cè)小區(qū)(樣地)的土壤侵蝕量，之后與相應(yīng)下墊面類型所對(duì)應(yīng)的面積相乘，得到各下墊面類型的土壤侵蝕量，累加后得到項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)土壤侵蝕總量。地面被建筑物占?jí)夯蛴不螅辉佼a(chǎn)生土壤侵蝕，所以在統(tǒng)計(jì)侵蝕量時(shí)占?jí)?硬化區(qū)域的土壤侵蝕量以0計(jì)。

土壤侵蝕量計(jì)算公式為

(1)

式中：W為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)土壤侵蝕總量，kg；Mi為第i種下墊面類型的土壤侵蝕強(qiáng)度，kg/m2；Ai為第i種下墊面類型的總面積，m2；n為下墊面類型總數(shù)。

2.4 侵蝕時(shí)長(zhǎng)

侵蝕時(shí)長(zhǎng)是指發(fā)生土壤侵蝕的累計(jì)時(shí)間長(zhǎng)度，季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)即為單個(gè)季度內(nèi)發(fā)生土壤侵蝕的累計(jì)時(shí)間長(zhǎng)度。季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)可用該季度侵蝕性降雨量與年侵蝕性降雨總量的比值表達(dá)。年內(nèi)某季度的侵蝕時(shí)長(zhǎng)表達(dá)式為

(2)

式中：Ti為第i季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)，a；T為1標(biāo)準(zhǔn)年，a；Pi為第i季度侵蝕性降雨量，mm；Pa為年度侵蝕性降雨總量，mm。

2.5 土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算

根據(jù)土壤侵蝕模數(shù)的定義，其計(jì)算公式為

M=W/(A·T)

(3)

式中：M為土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；W為土壤侵蝕量，t；A為侵蝕面積，km2；T為侵蝕時(shí)長(zhǎng)，a。

3 結(jié)果與分析

3.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

3.1.1 降雨量及侵蝕性降雨量

在自然界，并非所有降雨都能引起土壤侵蝕，侵蝕實(shí)際是由侵蝕性降雨所引起的[16]。在獲得降雨量數(shù)據(jù)后，按季度統(tǒng)計(jì)當(dāng)季總降雨量及侵蝕性降雨量。侵蝕性降雨是以次降雨量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，而研究項(xiàng)目監(jiān)測(cè)過程中，獲得的降雨量均為日降雨量，而日降雨量與次降雨量又非一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，這為侵蝕性降雨量的統(tǒng)計(jì)帶來(lái)困擾。章文波等[17]建立了基于日雨量的降雨侵蝕力模型，用日雨量代替次降雨量進(jìn)行降雨侵蝕力計(jì)算，并將日降雨量≥12 mm作為侵蝕性日雨量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)相關(guān)研究，土壤侵蝕主要由次降雨大于10 mm的降雨引起，因而可將10 mm作為侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)[15]。國(guó)內(nèi)其他學(xué)者也有以≥9.9 mm、≥12.3 mm、≥12.7 mm等作為侵蝕性日降雨標(biāo)準(zhǔn)的[18]。本研究借鑒上述處理方法，根據(jù)研究區(qū)實(shí)際情況，將24 h累計(jì)降雨量≥10 mm的降雨統(tǒng)計(jì)為侵蝕性降雨。因2010年12月進(jìn)場(chǎng)后僅監(jiān)測(cè)到1次降雨，實(shí)測(cè)降雨量8.8 mm，小于侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)，所以在統(tǒng)計(jì)時(shí)將2010年12月降雨數(shù)據(jù)剔除。

項(xiàng)目建設(shè)期各季度降雨量及侵蝕性降雨量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖1?？梢钥闯?，項(xiàng)目區(qū)年內(nèi)降雨分布不均，主要集中在第2、3季度，存在較明顯的雨季和旱季，從統(tǒng)計(jì)時(shí)段看，年內(nèi)第2、3季度降雨量合計(jì)占到全年降雨量的71.6%～79.1%，為雨季，第1、4季度降雨量合計(jì)不到全年降雨量的30%，為旱季。對(duì)比各季度侵蝕性降雨量占當(dāng)季降雨總量的比值發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)項(xiàng)目區(qū)各季度侵蝕性降雨量占當(dāng)季總降雨量的比值為44.0%～96.0%，其中，第1季度侵蝕性降雨量占比較小，為44.0%～63.8%，顯著小于第2、3、4季度侵蝕性降雨量占比(81.8%～96.0%)。

3.1.2 擾動(dòng)面積

生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目開發(fā)活動(dòng)顯著改變了下墊面自然狀況，主要表現(xiàn)在：改變植被覆蓋、地形、土壤密實(shí)度及土壤物質(zhì)組成等，形成各類“人工下墊面”，不同的“人工下墊面”，其產(chǎn)流及侵蝕產(chǎn)沙規(guī)律存在明顯差異[19-21]。擾動(dòng)地表面積按照工程建設(shè)過程中不同“人工下墊面”類型分別統(tǒng)計(jì)，施工擾動(dòng)區(qū)域“人工下墊面”類型根據(jù)地面擾動(dòng)情況進(jìn)行劃分。

圖1 降雨量及侵蝕性降雨量統(tǒng)計(jì)

研究項(xiàng)目建設(shè)期各季度擾動(dòng)面積量算統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖2。從圖中可以看出，工程建設(shè)期內(nèi)，各“人工下墊面”面積變化明顯：2011年第1季度，主要進(jìn)行場(chǎng)平施工，擾動(dòng)方式以土石方大規(guī)?；靥顬橹?，地面擾動(dòng)類型主要有松散坡地、松散平地、壓實(shí)平地等3種；從2011年第2季度起，隨著主體工程建(構(gòu))筑物施工逐步推進(jìn)，占?jí)?硬化面積逐漸增加，松散平地面積總體呈逐漸減少趨勢(shì)，壓實(shí)平地面積因建筑基坑開挖、機(jī)械碾壓等擾動(dòng)，各季變化情況不一；場(chǎng)地四周填方邊坡采取工程護(hù)坡措施，2012年第2季度末完工，松散坡地面積減少為0；2011年第3季度，部分較長(zhǎng)時(shí)間未擾動(dòng)的松散裸露地面逐漸有雜草生長(zhǎng)，主要是蒿類、禾本科草本植物，蓋度20%左右，2013年第1季度起植物措施全面實(shí)施，綠地面積大幅增加。

圖2 項(xiàng)目建設(shè)期“人工下墊面”面積統(tǒng)計(jì)

3.1.3 土壤侵蝕量

項(xiàng)目建設(shè)過程中土壤侵蝕量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖3?？梢钥闯?，施工期土壤侵蝕總量顯著大于自然恢復(fù)期，原因是施工期地表擾動(dòng)面積和擾動(dòng)程度均顯著大于自然

圖3 土壤侵蝕量統(tǒng)計(jì)

恢復(fù)期，擾動(dòng)越劇烈、擾動(dòng)面積越大，產(chǎn)生的土壤侵蝕量也就越大；同時(shí)，項(xiàng)目建設(shè)過程中，施工擾動(dòng)造成的松散平地面積較大，相應(yīng)地，松散平地土壤侵蝕量亦大于其他擾動(dòng)類型，說明地表擾動(dòng)面積和擾動(dòng)類型與土壤侵蝕量關(guān)系密切；年度內(nèi)，第2、3季度土壤侵蝕量大于第1、4季度，這是因?yàn)槟陜?nèi)第2、3季度降雨量和侵蝕性降雨量大于第1、4季度，降雨量大，侵蝕動(dòng)力就強(qiáng)，相應(yīng)地土壤侵蝕量也大。

3.1.4 侵蝕時(shí)長(zhǎng)

我國(guó)季風(fēng)區(qū)劃分以大興安嶺—陰山—賀蘭山—巴顏喀拉山—岡底斯山一線為界[22]，對(duì)比我國(guó)季風(fēng)區(qū)與水力侵蝕區(qū)的分布關(guān)系[22-23]可知：水力侵蝕區(qū)基本位于季風(fēng)區(qū)范圍內(nèi)，因而我國(guó)水力侵蝕類型區(qū)降雨特征與季風(fēng)區(qū)一致，具有年內(nèi)分布不均及存在較明顯雨季和旱季的特點(diǎn)。一般來(lái)說，年降水總量大，侵蝕總能量也大，侵蝕因而增強(qiáng)[23]。對(duì)于水力侵蝕區(qū)來(lái)說，年內(nèi)雨季降雨量大于旱季，相應(yīng)地雨季降雨侵蝕總能量大于旱季，產(chǎn)生的土壤侵蝕量亦大于旱季。假使雨季時(shí)長(zhǎng)適當(dāng)縮短或旱季時(shí)長(zhǎng)適當(dāng)延長(zhǎng)，雨季降雨總量與旱季降雨總量大致相當(dāng)，那么雨季與旱季降雨侵蝕總能量相當(dāng)，相應(yīng)地雨季與旱季產(chǎn)生的土壤侵蝕量亦相當(dāng)?；谏鲜黾僭O(shè)及推論，單個(gè)季度的侵蝕時(shí)長(zhǎng)可用當(dāng)季降雨量與年降雨總量的比值表達(dá)?？紤]到水力侵蝕區(qū)土壤侵蝕實(shí)際由侵蝕性降雨所引起，故單個(gè)季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)用當(dāng)季侵蝕性降雨量與年侵蝕性降雨總量的比值表達(dá)更為合理。

各季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)計(jì)算結(jié)果見表1?？梢钥闯?，各季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)分布區(qū)間為0.02～0.44 a，統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，雨季(第2、3季度)平均侵蝕時(shí)長(zhǎng)為0.37 a，旱季(第1、4季度)平均侵蝕時(shí)長(zhǎng)為0.10 a，雨季平均侵蝕時(shí)長(zhǎng)是旱季的3.7倍。

表1 各季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)計(jì)算結(jié)果

3.2 土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)分析

3.2.1 平均土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)變化情況

將項(xiàng)目建設(shè)期各季度平均土壤侵蝕模數(shù)繪制成圖4。根據(jù)南方紅壤丘陵區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，得到項(xiàng)目建設(shè)期內(nèi)各季度土壤侵蝕強(qiáng)度分布情況。

圖4 土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)變化情況

從圖4中可以看出，施工期(2011年第1季度至2013年第2季度)各季度土壤侵蝕模數(shù)基本處于輕度及中度侵蝕區(qū)間，且變動(dòng)幅度較大，施工期末，土壤侵蝕模數(shù)迅速下降至微度侵蝕區(qū)間；自然恢復(fù)期(2013年第3季度至2014年第2季度)各季度平均土壤侵蝕模數(shù)均低于容許土壤流失量500 t/(km2·a)，土壤侵蝕模數(shù)回落至微度侵蝕區(qū)間。對(duì)土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算值做進(jìn)一步分析：項(xiàng)目區(qū)原生土壤侵蝕模數(shù)為600 t/(km2·a)，施工期各季度平均土壤侵蝕模數(shù)為1 705 t/(km2·a)，土壤侵蝕模數(shù)最大值為3 704 t/(km2·a)，分別是原生土壤侵蝕模數(shù)的2.8和6.2倍，與原生土壤侵蝕模數(shù)相比，施工期侵蝕模數(shù)增大明顯；自然恢復(fù)期各季度各下墊面平均土壤侵蝕模數(shù)為149 t/(km2·a)，最大土壤侵蝕模數(shù)為293 t/(km2·a)，分別是原生土壤侵蝕模數(shù)的0.25和0.49倍，明顯低于原生土壤侵蝕模數(shù)；施工期平均土壤侵蝕模數(shù)是自然恢復(fù)期平均土壤侵蝕模數(shù)的11.4倍，施工期平均土壤侵蝕模數(shù)顯著大于自然恢復(fù)期。

上述分析表明：通過引入季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)，以季度為單位進(jìn)行土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算，可以去除降雨因素對(duì)土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算結(jié)果的影響，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)過程中各季度土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)計(jì)算。計(jì)算結(jié)果直觀反映了項(xiàng)目建設(shè)過程中人為活動(dòng)影響下的土壤侵蝕強(qiáng)度動(dòng)態(tài)變化特征，充分顯示出侵蝕強(qiáng)度受人為活動(dòng)影響顯著的特點(diǎn)：工程施工期人為活動(dòng)劇烈時(shí)，土壤侵蝕模數(shù)顯著增大，施工期末及自然恢復(fù)期人為活動(dòng)大幅減少或消失后，土壤侵蝕模數(shù)迅速回落，實(shí)施水土保持措施、對(duì)工程水土流失進(jìn)行有效治理后，土壤侵蝕模數(shù)維持在微度侵蝕區(qū)間。這符合人為活動(dòng)對(duì)土壤侵蝕影響的一般規(guī)律。

3.2.2 不同下墊面侵蝕模數(shù)對(duì)比

將項(xiàng)目建設(shè)期各季度不同下墊面類型土壤侵蝕模數(shù)繪制成圖5，根據(jù)南方紅壤丘陵區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，得到項(xiàng)目建設(shè)期內(nèi)各季度不同“人工下墊面”土壤侵蝕強(qiáng)度分布情況。

圖5 不同下墊面土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)變化情況

從圖中可以看出：不同下墊面條件下，土壤侵蝕模數(shù)差異顯著。其中：統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)松散坡地侵蝕模數(shù)為3 067～30 900 t/(km2·a)，各季度土壤侵蝕模數(shù)分別散布于中度、強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈及劇烈侵蝕區(qū)間；統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)松散平地侵蝕模數(shù)為940～4 829 t/(km2·a)，各季度土壤侵蝕模數(shù)分別散布于輕度、中度侵蝕區(qū)間；統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)壓實(shí)平地侵蝕模數(shù)為283～2 466 t/(km2·a)，各季度土壤侵蝕模數(shù)分別散布于微度、輕度侵蝕區(qū)間；統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)綠化平地侵蝕模數(shù)為0～553 t/(km2·a)，各季度土壤侵蝕模數(shù)除2011年第3季度處于輕度侵蝕區(qū)間外，其他各季度侵蝕模數(shù)均處于微度侵蝕區(qū)間。從不同下墊面類型條件下的土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)分布情況看，松散坡地占據(jù)了6級(jí)侵蝕強(qiáng)度等級(jí)中的4級(jí)，侵蝕強(qiáng)度大且變動(dòng)幅度大；松散平地占據(jù)了6級(jí)侵蝕強(qiáng)度等級(jí)中的2級(jí)，侵蝕強(qiáng)度較大，變動(dòng)幅度較大；壓實(shí)平地占據(jù)了6級(jí)侵蝕強(qiáng)度等級(jí)中的2級(jí)，侵蝕強(qiáng)度較小，變動(dòng)幅度較??；綠化平地占據(jù)了6級(jí)侵蝕強(qiáng)度等級(jí)中的2級(jí)，侵蝕微弱，變動(dòng)幅度很小。

通過上述分析可以得出，地面擾動(dòng)類型對(duì)土壤侵蝕強(qiáng)度影響顯著，對(duì)研究項(xiàng)目而言，不同“人工下墊面”土壤侵蝕模數(shù)及其變幅按大小排序?yàn)樗缮⑵碌?松散平地>壓實(shí)平地>綠化平地。

4 結(jié) 論

(1)通過引入季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)，即可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果對(duì)于評(píng)價(jià)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目施工過程中人為擾動(dòng)對(duì)土壤侵蝕強(qiáng)度的影響及其動(dòng)態(tài)變化情況具有指導(dǎo)意義，可為生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供參考。

(2)引入季度侵蝕時(shí)長(zhǎng)，可去除降雨因素對(duì)季度土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算結(jié)果的影響，侵蝕模數(shù)計(jì)算結(jié)果可充分反映項(xiàng)目施工過程中人為擾動(dòng)條件下土壤侵蝕強(qiáng)度動(dòng)態(tài)變化情況及人為活動(dòng)因素對(duì)土壤侵蝕的影響。

(3)研究項(xiàng)目土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)計(jì)算結(jié)果表明：水蝕區(qū)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤侵蝕強(qiáng)度受人為擾動(dòng)劇烈程度和擾動(dòng)形式影響顯著；工程施工期，人為活動(dòng)劇烈時(shí)，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)顯著增大，施工期末及自然恢復(fù)期人為活動(dòng)大幅減少或消失后，土壤侵蝕模數(shù)迅速回落，實(shí)施水土保持措施后，工程水土流失得到有效治理，土壤侵蝕模數(shù)降低到微度侵蝕區(qū)間；同一時(shí)期，不同地表擾動(dòng)形式下的土壤侵蝕模數(shù)值及其變幅差異較大，研究項(xiàng)目不同“人工下墊面”土壤侵蝕模數(shù)及其變幅按大小排序?yàn)樗缮⑵碌?松散平地>壓實(shí)平地>綠化平地。