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黄土高塬沟壑区甘肃董志塬是黄土高原保存最好、面积最大的黄土塬,被誉为“天下黄土第一塬”。该区水蚀与重力侵蚀强烈,塬面溯源侵蚀异常严重,许多沟壑的沟头不断向董志塬腹地推进,塬面不断萎缩,常常吞噬塬面肥沃农田,使塬的面积缩小到不及原来的1/2,并导致沟壑纵横深切,造成了严重的水土流失。塬面不断萎缩的主要原因就是沟头溯源侵蚀。因此,“固沟保塬”对于区域粮食和生态安全具有不可低估的重要作用。本研究以甘肃董志塬沟头溯源侵蚀为研究对象,以土壤侵蚀学等理论为基础,采用野外实地调查与理论分析相结合的方法,查明董志塬沟头溯源侵蚀的分布特征、规模及危害,阐明影响发生溯源侵蚀的主要因素,探讨董志塬溯源侵蚀发生类型、发生阶段,分析典型地段沟头溯源侵蚀的特点,并提出治理沟头前进的途径和措施,为黄土高塬沟壑区“固沟保塬”提供科学依据,对区域生态环境建设具有重要的科学意义和实用价值。主要研究结论如下:
1.影响董志塬溯源侵蚀的因素包括自然因素和人为因素。自然因素主要有降雨、土壤、地形、植被等。人为因素主要包括工程建设、城市发展、不合理的工厂选址和没有沟道防护措施的城市排洪排污。
2.董志塬沟头溯源侵蚀按照其形成机理分为水力冲刷型、陷穴诱发型、裂缝诱发型和人为诱发型。通过考察发现,董志塬沟头溯源侵蚀主要是水力和重力作用共同影响的结果。从其形成机制来看,一为沟头上方汇集的径流直接冲刷造成了沟头的迅速延伸类型;另一为径流在沟边附近的裂缝、陷穴处下渗,从而导致沟头的坍塌、滑落与沟头前进类型。从溯源侵蚀的发生强度来看,是异常剧烈的,已经对塬面的土地、村庄、道路、民居和工厂造成了严重的威胁。对于黄土高塬沟壑区的沟头防护的治理,应该放在更为重要的地位考虑。
3.总结了董志塬溯源侵蚀发生过程。溯源侵蚀发生类型虽然形式不同,但是侵蚀过程从时『白J顺序上来讲可划分为水力冲刷、水力重力共同作用、重力侵蚀三个阶段。
4.总结提出了董志塬溯源侵蚀防治措施。董志塬溯源侵蚀的防治措施概括为塬面措施和沟底措施两大类。塬面措施是在沟头上方来水方向修筑涝池或涝池群拦蓄地表径流。此外还有蓄水堰、沟边防护埂、防护墙等措施来蓄存或分散径流,达到巩固沟岸的目的。其次是沟底修筑沟底谷坊,抬高侵蚀基准面,防止沟床下切。在条件允许、经济可能的情况下,要选取合适的沟底地段安排淤地坝和引洪漫地,使泥沙就地拦蓄,削减洪峰,调节径流。