水土保持调水保土效益的计算方法

水土保持综合治理效益计算方法GB／T15774--2008水土保持调水保土效益的计算方法前言本标准主要起草人：杨广勇本标准是水土保持综合治理效益计算方法中的一部分1．范围本标准规定了水土保持综合治理效益计算的原则、内容和方法。本标准适用于水蚀地区和水蚀与风蚀交错地区小流域水土保持综合治理的效益计算，也可用于大中流域和不同范围行政单元（省、地区、县、乡、村）的水土保持综合治理的效益计算。2．性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB／T15773--2008水土保持综合治理验收规范3技术要求3．1效益计算的数据资料来源3．1．1观测资料，由水土保持综合治理小流域内直接布设试验取得；计算大中流域的效益时，除在控制性水文站进行观测外，还应在流域内选若干条有代性的小流域布设观测。如引用附近其他流域的观测资料时，其主要影响因素（地形、降雨、土壤、植被、人类活动等）应基本一致或有较好的相关性。3．1．2调查研究资料，在本流域内应进行多点调查，调查点的分布应能反映流域内各类不同情况。3．1．3无论观测资料或调查资料，均应进行综合，用统计分析与成因分析相结合的方法，确定其确有代表性，然后使用。3.1．4水土保持效益计算以观测和调查研究的数据资料为基础，采用的数据资料应经过分析、核实，做到确切可靠。观测资料如在时间和空间上有某些漏缺，应采取适当方法，进行插补。3．2根据治理措施的保存数量计算效益3．2．1水土保持效益中的各项治理措施数量，应采用实有保存量进行计算。对统计上报的治理措施数量，应分别不同情况，查清其保存率，进行折算，然后采用。3．2．2小流域综合治理效益，应根据正式验收成果中各项治理措施的保存数量进行计算。3．3根据治理措施的生效时间计算效益3．3．1造林、种草有水平沟、水平阶、反坡梯田等整地的，其调水保土效益，从有工程时起就可开始计算；没有整地工程的，应在林草成活、郁闭并开始有调水保土效益时开始计算；其经济效益应在开始有果品、枝条、饲草等收入时才能开始计算效益。3．3．2梯田（梯地）、坝地的调水保土效益，从有工程之时起就开始计算；梯田的增产效益，在“生土熟化”后，确有增产效益时开始计算；坝地的增产效益，在坝地已淤成并开始种植后开始计算。3．3．3淤地坝和谷坊的拦泥效益，在库容淤满后就不再计算。修在原来有沟底下切、沟岸扩张位置的淤地坝和谷坊，其减轻沟蚀（巩固并抬高沟床、稳定沟坡）的效益应长期计算。3．4根据治理措施的研究分析计算效益有条件的应对各项治理措施减少（或拦蓄）的泥沙进行颗粒组成分析，为进一步分析水土保持措施对减轻河道、水库淤积的作用提供科学依据。4计算方法4．1就地入渗措施的效益计算4．1．1计算项目包括两方面：一是减少地表径流量，以m3计；二是减少土壤侵蚀量，以t计。4．1．2计算方法按两个步骤：第一步先求得减少径流与侵蚀的模数，第二步再计算减少径流与减少侵蚀的总量。4．1．2．1减流、减蚀模数的计算，用有措施（梯田、林、草）坡面的径流模数、侵蚀模数与无措施（坡耕地、荒坡）坡面的相应模数对比，按式(1)和式(2)计算：△=—⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)△=—⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)式中：△——减少径流模数，单位为立方米每公顷（m3／hm2）；减少侵蚀模数，单位为吨每公顷（t／hm2）；——治理前（无措施）径流模数，单位为立方米每公顷（m3／hm2）；——治理后（有措施）径流模数，单位为立方米每公顷（m3／hm2）；——治理前（无措施）侵蚀模数，单位为吨每公顷（t／hm2）；——治理后（有措施）侵蚀模数，单位为吨每公顷（t／hm2）。4．1．2．2各项措施减流、减蚀总量的计算，应用各项措施的减流、减蚀有效面积与相应的减流、减蚀模数相乘，按式（3）和式（4）计算：△W=△⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（3）△S=⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（4）式中：△w——某项措施的减流总量，单位为立方米（m3）；——减少径流模数，单位为立方米每公顷（m3／hm2）；△S——某项措施的减蚀总量，单位为吨（t）；——某项措施的有效面积，单位为公顷（hm2）；——减少侵蚀模数，单位为吨每公顷（t／hm2）。4．1．2．3计算减流模数与减蚀模数应考虑下列因素：a）当治理前后的径流模数和侵蚀模数是从20m（或其他长度）小区观测得来时，与自然坡长相差很大，应考虑坡长因素的影响，治理前侵蚀模数的观测值偏小；一般小区上的治理措施比大面上完好，这一因素影响治理后减蚀模数的观测值偏大。二者都需采取辅助性全坡长观测和面上措施情况的调查研究，取得科学资料，进行分析，予以适当修正。4．1．2．4减流、减蚀有效面积的确定应符合下列规定：根据计算时段内(例如10a)各项措施实施后减流、减蚀生效所需时间(年)，扣除本时段内未生效时间(a)的措施面积，求得减流、减蚀有效面积。一般情况下，梯田(梯地)、保土耕作、淤地坝等当年实施当年有效；造林有整地工程的当年有效，没有整地工程的，灌木需3a以上，乔木需5a以上有效；种草第二年有效。保土耕作当年有减流、减蚀作用，可以计算；但其实施面积不能保留，不能累计；；当年实施当年有效，第二年不再实施，原有实施面积不复存在，不能再计算其减流、减蚀作用。一个时段(例如10a)的治理措施，如是逐年均匀增加，则此时段的年均有效面积可按式(5)计算：=(+)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)式中：一时段年均有效面积，单位为公顷(hm2)；——时段初有效面积，单位为公顷(hm2)；——时段末有效面积，单位为公顷(hm2)。4．2就地拦蓄措施的效益计算4．2．1计算项目包括两方面：一是减少的径流量，以m3计；二是减少的泥沙量，以t计。4．2．2计算方法。对不同特点的措施，应采取不同的计算方法，计算方法主要有典型推算法和具体量算法两种。4．2．2．1典型推算法。对于数量较多，而每个容量较小的水窖、涝池、谷坊、塘坝、小型淤地坝等措施，可采用此法。通过典型调查，求得有代表性的单个（座）拦蓄（径流、泥沙）量，再乘上该项措施的数量，即得总量。4．2．2．2具体量算法。对数量较少、而每座容量较大的大型淤地坝、治沟骨干工程和小（二）型以上小水库等措施，应采用此法。其拦蓄（径流、泥沙）量，应到现场逐座具体量算求得。4．2．2．3对未淤满以前的淤地坝、小水库，可计算其拦泥、蓄水作用；在淤满以后，如不加高，可不再计算此两项作用。淤满后的拦泥量可按式（6）计算：△V=△⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（6）式中：△V——坝地拦泥总量，单位为吨（t）；——单位面积坝地拦泥量，单位为吨每公顷（t／hm2）；---一坝地拦泥有效面积，单位为公顷(hm2)。在一段时期内(例如n年)坝地的年均拦泥有效面积按式(7)计算=+(-)⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)式中：——时段平均坝地拦泥的有效面积，单位为公顷(hm2)；——时段初坝地拦泥的有效面积，单位为公顷(hm2)；——时段末坝地拦泥的有效面积，单位为公顷(hm2)。5．3减轻沟蚀的效益计算5．3．1减轻沟蚀效益包括四个方面，可按式(8)计算：ΣAG=△G1+△G2+△G3+△G4式中：Σ△G---减轻沟蚀效益，单位为立方米(m3)；△G1沟头防护工程制止沟头前进的保土量，单位为立方米(m3)；△G2——谷坊淤地坝等制止沟底下切的保土量，单位为立方米(m3)；△G3——稳定沟坡制止沟岸扩张的保土量，单位为立方米(m3)；△G4——塬面、坡面水不下沟(或少下沟)而减轻沟蚀的保土量，单位为立方米(m3)。这四个方面的作用，应分别采取以下不同的方法计算，计算所得保土量后均应将m3折算为t。5．3．2制止沟头前进效益的计算。对于治理后不再前进的沟头，应通过调查和量算，求得未治理前若干年内平均每年沟头前进的长度(m)和相应的宽度(m)与深度(m)，从而算得治理前平均每年损失的土量(m3)，即为治理后平均每年的减蚀量(或保土量)5．3．3制止沟底下切效益的计算。对于治理后不再应通过调查和量算，求得在治理前若干年内每年沟底下切深度(m)和相应的长度(m)与宽度(m)，从而算出治理前平均每年损失的土量(m3)，即为治理后制止沟底下切的减蚀量(或保土量)。5．3．4制止沟岸扩张效益的计算。对于治理后不再扩张的沟岸，应通过调查和量算，求得在治理前若干年内平均每年沟岸扩张的长度(顺沟方向，m)、高度(从岸边到沟底，m)、厚度(即对沟壑横断面加大的宽度m)，从而算得治理前平均每年损失的土量(m3)，即为治理后平均每年的减蚀量(或保土量)。5．3．5水不下沟对减轻沟蚀效益的计算。应根据不同的资料情况，分别采取下列直接运用观测成果和流域减蚀总量反求两种不同的计算方法：5．3．5．1在布设了水对沟蚀影响试验观测的小流域，可直接运用观测成果进行计算，但其成果，应与全流域减蚀总量的计算成果互相校核，取得协调。5．3．5．2在没有布设上述试验观测的小流域，可采用流域减蚀总量反求的方法，按式(9)计算：△G4=△S一Σ△S：??????????(9)式中：△G4——水不下沟减轻的沟蚀量，单位为立方米(m3)；△s——流域出口处测得的减蚀总量，单位为立方米(m3)；ΣAS——流域内各项措施计算减蚀量之和，单位为立方米(m3)。5．3．5．3采用式(9)计算时，尚应符合以下条件：a)△s的观测和ΣAS；的计算允许误差为土20％。b)流域内无较大的其他天然冲淤变化影响，或者虽有这样的变化，但已通过专门计算，消除了其影响。