人类活动对区域水土流失影响的定量评价
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摘要
人类活动影响水土流失的方式和类型多样，影响机理和过程复杂，定量评价人类活
动对区域尺度水土流失的影响，对客观认识其影响方向与程度、人类活动调控河道水沙
机理和开发建设环境保护与评价等研究有重要的理论意义，对水土保持规划、流域与河
道整治、减洪、减灾等生产和治理工作也有一定参考价值。
本研究系统分析了人类活动对水土流失影响的类型与特点，建立了人类活动对区域
水土流失影响研究数据库，结合大量野外实地调查资料，提出和建立了相应的区域尺度
定量评价参数、指标和模型，定量评价了水土保持和道路建设等典型人类活动对区域水
土流失的影响。主要结果如下。
1 结合现有文献和人类活动特点，系统分析了人类活动对水土流失影响的机理和方
式，认为人类活动对水土流失的影响类型多样，方向不同，具有明显的阶段性，人类活
动影响到水土流失动力、对象和过程的各个环节。
2 基于陕北各县（区）和多沙粗沙区地面坡度组成数据，提出和建立了区域侵蚀坡
面参数，该参数能够直观、定量地反映区域地貌和水土流失特征。水土流失治理等人类
活动可以通过改变区域侵蚀能量面参数，影响区域水土流失。研究表明，随着原地面坡
度增加，坝地减小侵蚀坡面面积和侵蚀能量的幅度迅速增大；随着原地表坡度增加，梯
田建设会导致区域侵蚀坡面参数增加，但可以明显减小侵蚀能量，如当原地表坡度为 5
°和 25°时，坡面侵蚀能量是相应梯田的 5.83 倍和 5.3 倍。根据该原理分析，结合 1998
年水土保持措施面积资料分析，黄河中游多沙粗沙区的坝地和梯田分别平均减小侵蚀能
量 2.4%和 12.6%，为此，梯田和坝地每年可以减少水土流失约 1.24 亿吨。
3 通过分析道路建设和运行对水土流失影响特点，建立了区域道路建设与运行水土
流失定量评价指标体系，结合 2000 年陕西省公路普查资料、地质资料和土地详查资料，
通过分区域野外调查，定量分析了区域道路建设与运行对水土流失的影响。分析认为陕
北道路建设对地表扰动大，引起的水土流失强烈，如陕北公路建设施工期平均侵蚀模数
高达每年每平方公里 28-37.5 万吨，农村道路运行过程平均侵蚀模数为每年每平方公里
4.24 万吨；而对公路建设水土流失阶段性分析认为，运行期公路具有一定水土保持功能。
4 根据分时段河龙区间各支流和渭河流域水土保持治理措施类型、面积、减少径流
和泥沙量和降水量、径流量、输沙量和延河流域逐年径流量和泥沙粒级资料，定量评价
了区域水土保持措施对河流水沙的影响。
研究表明，与基期（1969 年以前）相比，随着流域治理水平的提高，河龙区间各支
流单位有效降雨产洪模数、有效降雨洪水输沙模数和洪水输沙模数均有不同程度减小；
治理后河龙区间各支流洪水含沙量和年含沙量均呈下降趋势，但洪水含沙量最大值有增
加趋势；延河甘谷驿水文站泥沙粒径月变化资料分析表明，随着水土保持工作的开展，
河流泥沙的中值粒径和平均粒径均呈显著变细趋势。
针对目前河道断流、输沙用水缺乏、泥沙淤积严重、水旱灾害多发等生态和环境问
题，提出了水土保持措施“减沙水代价”指标，并分析了河龙区间和渭河流域各水土保
持措施减沙水代价在类型和区域上的分异规律，研究认为，一般来说，坝地的减沙水代
价较小，而梯田、造林和种草的水代价较大，河龙区间措施减沙水代价与侵蚀强度和降
雨量之间关系密切；渭河流域不同措施类型和同类措施减沙水代价差异非常明显，在该
分异规律支持下，探讨了通过措施配置调节河流水沙的能力，模拟表明，不同措施及其
区域配置可以实现河道“相对减沙增流”的调控目的，从而增加河道输沙，减少泥沙淤
积，可以缓解流域水沙矛盾，促进区域可持续发展。
Human activity is the most active factor that influences the environment widely and
persistently, and it changes the intension and process of soil and water losses. The impact of
human activities on soil and water losses can get further information on the degree and
direction of impact, the mechanism of how to adjust the flow and sediment, and the protection
and evaluation of construction environmental problems. The result of research is important on
the planning of soil and water conservation, the measurement of watershed and channel, and
decreasing of flood, and other relative issues.
In the paper, the characters of impact of human activities are discussed, and a set of
database is founded. Based on the survey on soil loss and the database, some regional
parameters, a set of evaluation indicators, and some models are put forward for evaluation of
several typical activities. The main results are showed as follows.
1. Based on the analysis of character of human activities, the mechanism and ways of
human impact on soil and water losses are discussed. The impact is so complex that it has
many kinds, different directions and stages. It influences the process, forces, soil prosperities
and other factors.
2. Based on the slope composition of land form in North area of Shanxi, and sandy
coarse region in the middle reaches of Yellow River, a regional soil loss landform factor is
formed. It can not only describe the regional landform character, but be used to evaluate soil
loss with coverage of vegetation. The construction of damland and terrace can reduce the soil
loss because it can reduce the erosion energy even it can enlarge the area of land surface. The
damland and terrace can reduce 100 percentages, and more than 75 percentages of energy that
induce soil loss in the same area respectively. In the sandy coarse region, the erosion energy
can reduce 2.4 and 12.6 percentage by damland and terrace construction respectively, and that
can reduce sediment more than 1.24 hundred million annually.
3 An indicator system is set up for soil erosion evaluation of highway construction.
Based on the soil loss survey on site, general survey data of highway in 2000, the geological
map, land use and land cover data in North Area of Shanxi, the impact of road construction on
soil loss is evaluated.
The disturbance of land surface during the high way construction is so intensive that the
soil loss is severe. In hilly and gully area, and soil loss modules during construction period
varies form 280 to 375 thousand tons each square kilometer annually, and soil loss modules of
loess road amount to 42.4 thousand tons each square kilometer annually.
4 Based on the branches in Hekou and Longmen Region, and Wei River including of its
branches, a data base is set up includes many items, such as the area of each soil and water
control practices, the volume and weight of flow and sediment detained by each practices, the
precipitation, flow and sediment, and the sediment particle in Yanhe River.
Compared with characters before 1969, the flood modules induce by efficient
precipitation, the sediment delivery modules with flood induced by efficient precipitation, and
sediment delivery modules decreased when the conservation practices increased in each
branch in Hekou-Longmen Section of Yellow River. The particle of sediment turned finer
with the increasing of soil conservation practices in Yanhe River.
Focused on the water problems in Yellow River Basin, A factor of “flow cost of sediment
control” is put forward to evaluate how much flow reduced when the same weight of
sediment detained. The factor can discover the different effect on sediment and flow among
different practices and different branches.
The flow cost of sediment control of damland is smaller than that of terrace,
re-vegetation, and grass-planting. The difference of flow cost of sediment control between
different branches is clearly. The flow cost of sediment control practices decrease
动对区域尺度水土流失的影响，对客观认识其影响方向与程度、人类活动调控河道水沙
机理和开发建设环境保护与评价等研究有重要的理论意义，对水土保持规划、流域与河
道整治、减洪、减灾等生产和治理工作也有一定参考价值。
本研究系统分析了人类活动对水土流失影响的类型与特点，建立了人类活动对区域
水土流失影响研究数据库，结合大量野外实地调查资料，提出和建立了相应的区域尺度
定量评价参数、指标和模型，定量评价了水土保持和道路建设等典型人类活动对区域水
土流失的影响。主要结果如下。
1 结合现有文献和人类活动特点，系统分析了人类活动对水土流失影响的机理和方
式，认为人类活动对水土流失的影响类型多样，方向不同，具有明显的阶段性，人类活
动影响到水土流失动力、对象和过程的各个环节。
2 基于陕北各县（区）和多沙粗沙区地面坡度组成数据，提出和建立了区域侵蚀坡
面参数，该参数能够直观、定量地反映区域地貌和水土流失特征。水土流失治理等人类
活动可以通过改变区域侵蚀能量面参数，影响区域水土流失。研究表明，随着原地面坡
度增加，坝地减小侵蚀坡面面积和侵蚀能量的幅度迅速增大；随着原地表坡度增加，梯
田建设会导致区域侵蚀坡面参数增加，但可以明显减小侵蚀能量，如当原地表坡度为 5
°和 25°时，坡面侵蚀能量是相应梯田的 5.83 倍和 5.3 倍。根据该原理分析，结合 1998
年水土保持措施面积资料分析，黄河中游多沙粗沙区的坝地和梯田分别平均减小侵蚀能
量 2.4%和 12.6%，为此，梯田和坝地每年可以减少水土流失约 1.24 亿吨。
3 通过分析道路建设和运行对水土流失影响特点，建立了区域道路建设与运行水土
流失定量评价指标体系，结合 2000 年陕西省公路普查资料、地质资料和土地详查资料，
通过分区域野外调查，定量分析了区域道路建设与运行对水土流失的影响。分析认为陕
北道路建设对地表扰动大，引起的水土流失强烈，如陕北公路建设施工期平均侵蚀模数
高达每年每平方公里 28-37.5 万吨，农村道路运行过程平均侵蚀模数为每年每平方公里
4.24 万吨；而对公路建设水土流失阶段性分析认为，运行期公路具有一定水土保持功能。
4 根据分时段河龙区间各支流和渭河流域水土保持治理措施类型、面积、减少径流
和泥沙量和降水量、径流量、输沙量和延河流域逐年径流量和泥沙粒级资料，定量评价
了区域水土保持措施对河流水沙的影响。
研究表明，与基期（1969 年以前）相比，随着流域治理水平的提高，河龙区间各支
流单位有效降雨产洪模数、有效降雨洪水输沙模数和洪水输沙模数均有不同程度减小；
治理后河龙区间各支流洪水含沙量和年含沙量均呈下降趋势，但洪水含沙量最大值有增
加趋势；延河甘谷驿水文站泥沙粒径月变化资料分析表明，随着水土保持工作的开展，
河流泥沙的中值粒径和平均粒径均呈显著变细趋势。
针对目前河道断流、输沙用水缺乏、泥沙淤积严重、水旱灾害多发等生态和环境问
题，提出了水土保持措施“减沙水代价”指标，并分析了河龙区间和渭河流域各水土保
持措施减沙水代价在类型和区域上的分异规律，研究认为，一般来说，坝地的减沙水代
价较小，而梯田、造林和种草的水代价较大，河龙区间措施减沙水代价与侵蚀强度和降
雨量之间关系密切；渭河流域不同措施类型和同类措施减沙水代价差异非常明显，在该
分异规律支持下，探讨了通过措施配置调节河流水沙的能力，模拟表明，不同措施及其
区域配置可以实现河道“相对减沙增流”的调控目的，从而增加河道输沙，减少泥沙淤
积，可以缓解流域水沙矛盾，促进区域可持续发展。
Human activity is the most active factor that influences the environment widely and
persistently, and it changes the intension and process of soil and water losses. The impact of
human activities on soil and water losses can get further information on the degree and
direction of impact, the mechanism of how to adjust the flow and sediment, and the protection
and evaluation of construction environmental problems. The result of research is important on
the planning of soil and water conservation, the measurement of watershed and channel, and
decreasing of flood, and other relative issues.
In the paper, the characters of impact of human activities are discussed, and a set of
database is founded. Based on the survey on soil loss and the database, some regional
parameters, a set of evaluation indicators, and some models are put forward for evaluation of
several typical activities. The main results are showed as follows.
1. Based on the analysis of character of human activities, the mechanism and ways of
human impact on soil and water losses are discussed. The impact is so complex that it has
many kinds, different directions and stages. It influences the process, forces, soil prosperities
and other factors.
2. Based on the slope composition of land form in North area of Shanxi, and sandy
coarse region in the middle reaches of Yellow River, a regional soil loss landform factor is
formed. It can not only describe the regional landform character, but be used to evaluate soil
loss with coverage of vegetation. The construction of damland and terrace can reduce the soil
loss because it can reduce the erosion energy even it can enlarge the area of land surface. The
damland and terrace can reduce 100 percentages, and more than 75 percentages of energy that
induce soil loss in the same area respectively. In the sandy coarse region, the erosion energy
can reduce 2.4 and 12.6 percentage by damland and terrace construction respectively, and that
can reduce sediment more than 1.24 hundred million annually.
3 An indicator system is set up for soil erosion evaluation of highway construction.
Based on the soil loss survey on site, general survey data of highway in 2000, the geological
map, land use and land cover data in North Area of Shanxi, the impact of road construction on
soil loss is evaluated.
The disturbance of land surface during the high way construction is so intensive that the
soil loss is severe. In hilly and gully area, and soil loss modules during construction period
varies form 280 to 375 thousand tons each square kilometer annually, and soil loss modules of
loess road amount to 42.4 thousand tons each square kilometer annually.
4 Based on the branches in Hekou and Longmen Region, and Wei River including of its
branches, a data base is set up includes many items, such as the area of each soil and water
control practices, the volume and weight of flow and sediment detained by each practices, the
precipitation, flow and sediment, and the sediment particle in Yanhe River.
Compared with characters before 1969, the flood modules induce by efficient
precipitation, the sediment delivery modules with flood induced by efficient precipitation, and
sediment delivery modules decreased when the conservation practices increased in each
branch in Hekou-Longmen Section of Yellow River. The particle of sediment turned finer
with the increasing of soil conservation practices in Yanhe River.
Focused on the water problems in Yellow River Basin, A factor of “flow cost of sediment
control” is put forward to evaluate how much flow reduced when the same weight of
sediment detained. The factor can discover the different effect on sediment and flow among
different practices and different branches.
The flow cost of sediment control of damland is smaller than that of terrace,
re-vegetation, and grass-planting. The difference of flow cost of sediment control between
different branches is clearly. The flow cost of sediment control practices decrease
引文
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