南方丘陵区小流域沟塘-道路系统对汇流网络及水沙输移的影响

　　 摘要:

我国南方丘陵区密集分布的沟渠与水塘构成了复杂的沟塘系统，其与道路等基础设施共同重塑了流域水文过程。在乡村振兴和高标准农田建设持续推进的背景下，沟渠、水塘及道路的覆盖面积和空间结构将发生变化，进而影响小流域水沙输移过程。鉴于此，本文以南方丘陵区典型小流域为研究对象，基于图论法构建了包含沟塘-道路的小流域汇流网络，利用Soil and Water Assessment Tool（SWAT）模型分析了沟塘-道路对小流域水沙输移的影响，并通过情景模拟提出了基于沟塘及道路优化的小流域水沙调控对策。结果表明：（1）沟塘-道路系统显著改变了小流域汇流网络结构特征，汇流网络的连通程度明显提高，其中汇流网络的节点数增加了786个，网络环度从2.00×10-7增至3.01×10-7；（2）建模过程中纳入沟塘-道路系统后，子流域划分更符合实际地形特征，使径流模拟的R2和NSE分别提高了0.24和0.36，泥沙模拟的R2和NSE分别提高了0.17和0.22；（3）情景分析结果表明，沟渠植草可减少22.6%的径流和28.1%的泥沙输出，路面植草或铺设透水混凝土可分别削减22.8%和25.4%的泥沙输出，而塘内植草对径流和泥沙的拦截率分别为5.7%和3.2%。研究结果对于优化水土流失防控策略、加快生态清洁小流域建设具有重要意义。