【正文】 生產(chǎn)局面，嚴(yán)重制約流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，再加交通不便，副業(yè)生產(chǎn)路子窄，致使農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度緩慢，糧食單產(chǎn)不足100kg，年人均產(chǎn)值在700元左右徘徊，群眾缺錢少糧，生活非常貧困。嚴(yán)峻的立地條件，給農(nóng)林牧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來極大的難度。 示范區(qū)水土保持生態(tài)建設(shè)的現(xiàn)狀流域地處甘肅北部冷涼半干旱山區(qū)，年均降水450～600mm，年均氣溫1℃，年蒸發(fā)量2100mm左右。長江流域多數(shù)山丘區(qū)坡度陡、雨量大、土層薄，極易流失。其中，黃河流域多年平均土壤侵蝕模數(shù)為3700萬t/ km2，為多沙粗沙區(qū)，多年平均侵蝕模數(shù)在5000～10000t/ km2，最嚴(yán)重的達(dá)50000～60000t/ km2。1998年7月至2008年10月為組織實(shí)施和外業(yè)調(diào)查階段。⑵抽樣調(diào)查 ：①隨機(jī)抽樣方式，對流域內(nèi)20%的農(nóng)業(yè)進(jìn)行了調(diào)查（調(diào)查13戶，人口65人），調(diào)查內(nèi)容：作物種植面積、產(chǎn)量生產(chǎn)消耗（包括化肥、農(nóng)藥、農(nóng)家肥以及其它設(shè)備消耗等），畜禽結(jié)構(gòu)，畜禽、副業(yè)投入產(chǎn)出、提供社會量等；②實(shí)測了三年各種耕地的小麥產(chǎn)量。而且，對小流域的土壤侵蝕的空間分布作出正確地評價，是合理地實(shí)施小流域水土保持措施的基礎(chǔ)。包為民，提出了概念性坡面產(chǎn)沙、溝蝕產(chǎn)沙、坡面匯沙和溝道匯沙模型，并結(jié)合水文學(xué)中的概念性匯流計算方法，構(gòu)成了一個有一定物理意義的流域水流、泥沙耦合模型；李清河等人分別從不同角度對坡面侵蝕產(chǎn)沙預(yù)報模型進(jìn)行了分析。從80年代開始，國外一系列基于土壤侵蝕過程的物理模型相繼出現(xiàn)，其中以美國的CREAMS及歐洲的EUROSEM[15]、荷蘭的LlSEM[16]最具代表性。它為定量評價土壤侵蝕強(qiáng)度提供了手段，成為進(jìn)行土地利用和土壤侵蝕防治規(guī)劃，以及工程設(shè)計的基礎(chǔ)。以烏鞘嶺為界，嶺南黃河上中游生態(tài)區(qū)是黃河一級支流大通河的重要水源補(bǔ)給涵養(yǎng)地和莊浪河的發(fā)源地；嶺北是甘肅河西三大內(nèi)陸河之一的石羊河水源涵養(yǎng)區(qū)，養(yǎng)育著下游200多萬人民，保證了數(shù)百家工礦企業(yè)用水，是河西走廊地區(qū)重要的生態(tài)屏障和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)命脈。依據(jù)甘肅省水土流失類型區(qū)劃分，主要有兩大區(qū)域，即干旱草原區(qū)和土石山區(qū)。但是由于不合理的人為活動和人口的迅速增長，人們索取自然資源的強(qiáng)度日益增加，亂砍濫伐林木，草原過牧，陡坡開荒、毀林毀草開荒以及開發(fā)建設(shè)中亂開亂挖亂倒廢棄物等導(dǎo)致水土流失愈演愈烈 。50′,北緯37176。據(jù)水利部遙感中心1990年全國范圍的土壤侵蝕調(diào)查全國輕度以上侵蝕的水蝕面積達(dá)179萬km風(fēng)蝕面積達(dá)到188萬km融凍侵蝕面積達(dá)到125萬km總計輕度以上侵蝕面積達(dá)到了492萬km合51%的國土面積需要治理。天祝藏族自治縣地處甘肅省中部，位于青藏、黃土、內(nèi)蒙古三大高原交匯處，地理位置特殊，自然環(huán)境獨(dú)特，生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱，一旦破壞很難恢復(fù)。流域水源涵養(yǎng)區(qū)冰川、雪線逐年上升（均上升至海拔3000m以上），使流域水源涵養(yǎng)功能降低。 國內(nèi)外研究動態(tài)土壤水力侵蝕是一個復(fù)雜的物理過程，也是天?？h土壤侵蝕的一種主要形式，伴隨的是能量和物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。1959年，Wischmeier WH和Smith D D第一次提出了通用土壤流失方程USLE(UniversalSoil Loss Equation)，并兩次以USDA(美國農(nóng)業(yè)部)農(nóng)業(yè)手冊252號(1965年)[12]和537號(1978年)【13]的形式由官方頒布執(zhí)行。黃秉維院士總結(jié)大量研究成果，根據(jù)水力侵蝕機(jī)制認(rèn)為，坡面上的降雨徑流侵蝕分兩步進(jìn)行，首先是土粒與土體分離，其次是與土體分離的土粒被搬走，并認(rèn)為細(xì)溝水流侵蝕力和搬運(yùn)能力均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雨滴打擊和坡面片狀水流所具有的侵蝕力和搬運(yùn)能力。而GIS是在土壤侵蝕中的應(yīng)用主要可歸結(jié)為三個方面：應(yīng)用GlS技術(shù)進(jìn)行侵蝕環(huán)境的空間分析；應(yīng)用GIS進(jìn)行土壤侵蝕調(diào)查評價和水土保持規(guī)劃；以及利用GlS平臺進(jìn)行土壤侵蝕評價模型的開發(fā)。⑵中下游農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)區(qū)，采用徑流小區(qū)法（設(shè)置2個重復(fù)，連續(xù)觀測和大田實(shí)測的方法，對梯田、人工草場改良及種草、造林等措施的植物生長情況、產(chǎn)量、林草覆蓋、降雨形成徑流和泥沙等的變化情況進(jìn)行測定。課題自1998年實(shí)施以來，至2008年提交成果，期間經(jīng)歷了規(guī)劃設(shè)計、組織實(shí)施、調(diào)查復(fù)查、收集充實(shí)資料、資料匯總分析等階段。水土流失破壞了土地資源，造成了淤積、干旱、洪澇災(zāi)害，引起了生態(tài)環(huán)境惡化。因此，查清水土流失原因，進(jìn)而采取有效防治措施意義更大。目前有200萬貧困人口生活在水土流失地區(qū)。流域內(nèi)梁峁起伏，上游海拔較高的區(qū)域石山露頭；全流域溝壑縱橫，地勢由南向北傾斜，流域形狀呈帶狀形分布；，相對高差700～800米，主溝道比降1～4%；%，5176。流域內(nèi)無天然林，植被基本以山地天然草原為主，%，且大多集中在流域上游，中下游植被覆蓋不足25%。該區(qū)域?qū)儆诟珊瞪絽^(qū)，年均降水450～600mm，年均氣溫1℃，年蒸發(fā)量2100mm左右。當(dāng)前,在該區(qū)域治理水土流失防治任務(wù)仍然十分艱巨，水土流失嚴(yán)重狀況未能根本改變，邊治理邊產(chǎn)生新的水土流失的現(xiàn)象未能得到有效控制，主要是由于落后地區(qū)群眾的水土保持自覺行動不夠，意識不強(qiáng)，人為活動造成的水土流失未能有效控制，加之他們對《水保法》的認(rèn)識不足,使之得不到很好的貫徹執(zhí)行。濕潤地區(qū)（北緯35176。 我國土壤侵蝕強(qiáng)度分級根據(jù)土壤侵蝕的實(shí)際情況，土壤侵蝕強(qiáng)度分為微、輕、中、強(qiáng)、極強(qiáng)、劇烈等。流域內(nèi)成土母質(zhì)主要為黃土，土類屬于黑鈣土、栗鈣土、亞高山草甸土，土層厚度1～10m。該區(qū)的植被類型介于草原向荒漠草原過渡的地帶，無天然林，植被基本以山地天然草原為主，%，且大多集中在流域上游，中下游植被覆蓋不足25%。第二，超載放牧。農(nóng)、林、牧用地比例失調(diào)，單一農(nóng)業(yè)經(jīng)營，開荒播種，不發(fā)展林草，形成越墾越窮的惡性循環(huán)，造成嚴(yán)重的水土流失。采取圍欄、圈養(yǎng)、輪牧、調(diào)整畜種等措施，修復(fù)受損草原生態(tài)系統(tǒng)。在本流域內(nèi)，根據(jù)農(nóng)林牧全面發(fā)展、合理利用土地的要求，并參照農(nóng)林牧業(yè)用地比例和具體位置，在土質(zhì)較好、距村較近、水源及交通條件較好的地方，建設(shè)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)基本農(nóng)田，配套水利灌溉設(shè)施，種小麥、馬鈴薯、油籽等，保證群眾基本口糧。 溝壑治理 根據(jù)溝壑地形和來水情況，因地制宜地不設(shè)蓄水型和排水型溝頭防護(hù)工程，如根據(jù)溝底地質(zhì)和附近的建筑材料情況；因地制宜地不設(shè)土谷坊、漿砌石谷坊、干砌石谷坊，石籠谷坊等，合理安排谷坊高度與間距，減緩溝底比降，制止溝底下切；在干溝和支溝中全面、合理安排淤地壩、攔沙壩和治溝骨干工程，并在溝底、溝坡、溝沿大造固溝林、溝底插柳，溝邊栽種楊樹(見表41)，這樣既可以減少溝底的沖刷，起到減緩水流的速度，防治侵蝕溝繼續(xù)擴(kuò)大，又能增加經(jīng)濟(jì)效益。沿導(dǎo)流線，使樹行與水流方向呈45176。 ，%，此區(qū)域劃分為流域生態(tài)功能區(qū)。在7年的試驗示范工作中，武威市水保站籌資大力支持、縣林業(yè)局提供優(yōu)質(zhì)苗木，流域居民以勞代資等行動確保了試驗的順利實(shí)施。以下坡耕地結(jié)合實(shí)際情況（）修建梯田。這表明四種修復(fù)類型均有培肥能力，生態(tài)修復(fù)和植被恢復(fù)不僅沒有減少土壤養(yǎng)分，而且能夠促進(jìn)植被和土壤之間的物質(zhì)交換，加快土壤的正向發(fā)育，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)（見表53）。因此通過采用地下截潛措施，開發(fā)利用地下水源進(jìn)行農(nóng)田灌溉，發(fā)展自壓噴灌的方案從水資源特點(diǎn)與補(bǔ)給來源方面是現(xiàn)實(shí)的、合理的。但必須嚴(yán)格掌握管材質(zhì)量，確保工程正常運(yùn)行。(1)設(shè)計灌水定額M設(shè)（依據(jù)經(jīng)驗公式計算）M設(shè)=10rh（β1β2）/η在上式中取，土壤容重r=，土壤計劃濕潤層深度h=40cm，土壤含水量上限β1=%,含水量下限β2 =%，噴灌水利用系數(shù)據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、氣象條件取η=，設(shè)計灌水定額：M設(shè)=1040(%%)/=即M設(shè)==13m3/畝(2)移動一次灌水時間t(t=m設(shè)/L)一干管控制點(diǎn)e1=1000Q1/b1L1=100019=＜10mm/h(10mm/h為該地土壤容許最大噴灌強(qiáng)度)L1=m設(shè)/e=,即h1=4小時二干管控制點(diǎn)e2=1000Q2/b2 L2=100027=＜10mm/hL2=m設(shè)/e=,即h2=因此，一干管每個噴水點(diǎn)工作4小時可達(dá)到灌水定額；。以試驗示范區(qū)測試的量化指標(biāo)與全縣其它地區(qū)渠灌進(jìn)行比較而得。由此可知，采用切實(shí)合理有效的節(jié)水灌溉措施，帶來的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的，而且對夯實(shí)農(nóng)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，促進(jìn)群眾脫貧致富起著十分關(guān)鍵的作用。同時，為了推動水土保持綜合治理和鞏固流域治理成果，抓好流域治理的管護(hù)，要建立管理機(jī)構(gòu)，劃分管護(hù)區(qū)域，實(shí)行承包責(zé)任制，明確管護(hù)責(zé)任；進(jìn)一步加大在群眾中的宣傳力度，鼓勵村干部和農(nóng)民技術(shù)員主動承包管理，經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時予以解決，保證各項治理措施的完好率和保存率的提高。 邀請對水土保持理論和實(shí)踐有深刻研究的知名專家、教授和科研人員，采用群組決策的方法，對12中評價指標(biāo)賦予權(quán)重，運(yùn)用AHP模型進(jìn)行計算(計算過程略)，進(jìn)而求得生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會的綜合效益評價指數(shù)。（4）節(jié)水灌溉效益顯著：，；節(jié)地效益645元/km；，(以25%計)。45。由此可以看出，試驗示范的效果十分顯著，發(fā)揮了較好的生態(tài)效益、社會效益、經(jīng)濟(jì)效益。%。二是以小流域為單元，堅持“一事一議”的原則，籌集管理資金，設(shè)立流域管理基金，讓管護(hù)人員的報酬在盡職盡責(zé)中得到體現(xiàn)。由以上分析可知，采用切實(shí)合理有效的節(jié)水灌溉措施，帶來的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益是十分顯著的，說明“冷涼干旱山區(qū)節(jié)水灌溉+水土保持綜合治理開發(fā)型旱作農(nóng)業(yè)模式”是成功的。年畝節(jié)水指標(biāo)為127m3。椐本地群眾多年的觀察經(jīng)驗和土壤地質(zhì)條件，作物旱情維持時間最多只能達(dá)到十天左右，因此擬定作物生育期內(nèi)灌水兩次，選取設(shè)計灌水周期為11天。（1）工作壓力確定：經(jīng)管道縱斷面測量設(shè)計和管道水力計算，（水力計算是根據(jù)供排水設(shè)計計算進(jìn)行的），各級管道噴灌系統(tǒng)工作壓力為：一干管：二干管：（2）噴頭選擇:依各管道工作壓力選擇如下:一干管:選用pys15型搖臂式噴頭,其性能:工作壓力:H頭=射程R=1516m噴嘴直徑D嘴=5mm噴水量Q=噴射強(qiáng)度P=進(jìn)口直徑D=15mm二干管:選用pys20型搖臂式噴頭,性能為:工作壓力:H頭=34kg/cm2射程R=2022m噴嘴直徑D嘴=8mm噴水量Q=噴射強(qiáng)度P=進(jìn)口直徑D=20mm（3）各類管線及噴頭布置由于該地屬多風(fēng)地區(qū),根據(jù)前述噴灌系統(tǒng)形式,以及多年觀測的當(dāng)?shù)仫L(fēng)速及風(fēng)力平均值,，噴灌設(shè)計射程及布設(shè)為:一干管:=16=支管間距b= R射==,取b=17m噴頭間