流域水土保持的雨水控制理念與措施

王彥龍，王艷麗

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

流域水土保持的雨水控制理念與措施

王彥龍，王艷麗

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

流域的水流失造成流域水資源的損失和浪費(fèi)。流域的水土流失綜合治理措施有效地保護(hù)水土資源，同時(shí)暴露出對(duì)水流失控制還缺乏足夠的認(rèn)識(shí)和得當(dāng)?shù)姆椒ā７治鏊魇У目刂频姆绞剑岢鲇晁占强刂屏饔蛩魇ё钣行У拇胧接懹晁占挠嘘P(guān)方法與存在的問題。

流域;水流失;水土保持;雨水;控制;理念

水是極其寶貴的自然資源，世界上不少國(guó)家和地區(qū)飽受水資源短缺的困擾，即使在水資源相對(duì)豐富的地區(qū)，也要節(jié)約和保護(hù)水資源。目前，水資源的流失和浪費(fèi)現(xiàn)象還比較嚴(yán)重，通過加強(qiáng)水資源的管理和綜合利用，能夠逐步改變水資源的浪費(fèi);水資源的流失除了水土保持綜合治理外，雨水收集措施不但可以減少地表徑流，減輕河道洪水的流量，還能控制流域的水流失，增加流域的水資源量。

1 水流失及其水資源的損失

權(quán)威出版叢書中將水土流失定義為：在水力、重力、風(fēng)力等外營(yíng)力作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力遭受的破壞和損失，包括土地表層侵蝕及水的損失，又稱水土損失。而在水土流失的詞條下，進(jìn)一步說明水的損失在有些國(guó)家的水土保持文獻(xiàn)中是指植物截留損失、地面及水面蒸發(fā)損失、植物蒸騰損失、深層滲漏損失、坡地徑流損失。在中國(guó)，水的損失主要是指坡地徑流損失。而坡地徑流損失是指大于土壤入滲強(qiáng)度的雨水或融雪水因重力作用沿坡地流失的現(xiàn)象。

水流失概念國(guó)內(nèi)外還存在不同的理解和定義，但是水流失導(dǎo)致水資源的損失是一個(gè)不容忽視的現(xiàn)象，水土保持也是從水作為資源的角度，保護(hù)水土的流失，因此水流失就是水資源的流失和損失。

2 水流失控制分析與雨水存蓄工程

水流失主要是坡地徑流損失，坡地徑流損失量取決于土壤特征、降雨強(qiáng)度、地表形態(tài)及地表植被。其中降雨強(qiáng)度是人為控制不了的因素，其它因素均不同程度地通過人工控制，加以改變，已達(dá)到控制水土流失的目的。

2.1 地表徑流損失的控制

我國(guó)農(nóng)田的很大一部分是坡耕地，據(jù)統(tǒng)計(jì)坡耕地的面積約占土地面積的35%，因此在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，總結(jié)研究了一套行之有效的坡地徑流損失控制措施。即農(nóng)業(yè)耕作措施，如等高耕作、深耕、密植、壟作區(qū)田等;林業(yè)措施，如營(yíng)造水土保持林、封山育林等;水土保持工程措施，如水平梯田、攔水溝梗、坡面蓄水工程、山坡截流溝等。這些措施的綜合利用，對(duì)流域的水流失控制作用明顯，但就其單項(xiàng)措施的作用來講，坡面蓄水工程在截流坡面徑流、減少河道洪水量、降低土壤侵蝕的危害等方面有較大的作用，同時(shí)也是當(dāng)?shù)乜捎玫乃Y源，值得重視和推廣。

此外，由于我國(guó)人口眾多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，在人口密集的城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施的地區(qū)，普及水流失控制的理念，提倡雨水收集的行為和做法，也是水土流失控制，保護(hù)和恢復(fù)流域水資源的重要舉措之一。

2.2 雨水的存蓄工程

雨水存蓄工程在干旱、半干旱地區(qū)得到了比較廣泛的應(yīng)用，主要是缺水地區(qū)水源不足，以此儲(chǔ)存雨水，解決用水問題。從控制水流失的角度出發(fā)，應(yīng)在更大范圍內(nèi)推廣使用，成為水流失控制的手段。雨水存蓄工程主要有5種：

2.2.1 水窖

在土質(zhì)或巖石地區(qū)地下挖成井形，用于貯存地表徑流的坡面水土保持工程。在土質(zhì)地區(qū)深度與最大直徑之比一般為1.5～2，在巖石地區(qū)一般則為寬淺形。

2.2.2 澇池

在地面挖坑或洼地四周筑埂用以攔蓄地表徑流等的小型坡面蓄水設(shè)施。

2.2.3 水窯

在崖面上水平開挖進(jìn)去的蓄水工程。在土崖上開挖的形狀為窯洞狀，在巖石崖上開挖的形狀為隧洞狀。

2.2.4 蓄水池

用漿砌石或混凝土等材料修建的、容積較大的蓄水設(shè)施，分為開敞式與封閉式。

2.2.5 水平梯田

坡面蓄水的重要工程，一次能蓄水30～50 mm，與坡面耕地相比，較少土壤侵蝕量達(dá)90%以上。

根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w地形、地質(zhì)條件，選用適當(dāng)?shù)挠晁嫘罟こ淘O(shè)計(jì)。

3 雨水控制理念的推廣與應(yīng)用

不少的水土流失治理措施兼具保土和保水的作用，但是水土保持研究中對(duì)水流失的研究還不夠明晰，對(duì)水的控制也是從減少坡面徑流，降低土壤侵蝕的目的出發(fā)，缺乏從水資源保護(hù)和恢復(fù)的目的出發(fā)，有意識(shí)地控制雨水、控制水流失的理念。從保護(hù)水資源的層面上，雨水控制的措施，應(yīng)在更大的范圍內(nèi)推廣和應(yīng)用。

3.1 開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的雨水控制

我國(guó)每年在流域內(nèi)新開工的項(xiàng)目非常多，有公路、鐵路、橋梁、機(jī)場(chǎng)、城市住宅、工礦企業(yè)等等，各類建設(shè)項(xiàng)目增加了地表的硬化面積，雨水下滲減少，地表徑流增加，河道行洪壓力加大，降低了水資源的利用效率。所以要推廣開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目雨水控制的措施和手段。我國(guó)已經(jīng)有這樣的實(shí)例，例如，北京六環(huán)、榆林-靖邊高速公路等項(xiàng)目，在建設(shè)工程的同時(shí)，建設(shè)集雨工程，利用公路作為集水面，收集汛期的雨水，既減少了地表徑流，又緩解了公路沿線植物需水的矛盾。在工程設(shè)計(jì)中適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)雨水收集和儲(chǔ)存設(shè)施，采用透水的硬化材料，可以減少工程造成的水流失。

3.2 城市和人口集中城鎮(zhèn)的雨水控制

城市和人口集中地城鎮(zhèn)的雨水控制也流域內(nèi)雨水控制的方面。城市是硬化面積最大的區(qū)域，對(duì)降雨徑流產(chǎn)生影響大，影響強(qiáng)烈。近年來我國(guó)部分城市暴雨產(chǎn)生的嚴(yán)重積水問題引發(fā)公眾對(duì)城市排水問題的高度關(guān)注，也引發(fā)了城市雨水控制問題的思考。以北京市為例，相關(guān)專家估計(jì)如果能夠全面建立起合理的雨水利用系統(tǒng)，那么北京市能收集1億m3/a的雨水。這個(gè)數(shù)字非常大，北京市所有居民的生活用水也就20多億m3/a。可見雨水控制對(duì)流域水資源保護(hù)和恢復(fù)的作用。

上述措施的綜合實(shí)施，將極大地控制流域降雨徑流，截留和儲(chǔ)存大量的雨水資源，改善流域的水資源狀況。

3.3 農(nóng)田雨水控制

流域水土流失綜合治措施可以起到控制雨水的作用，主要是從流域水資源保護(hù)的理念，適當(dāng)?shù)匾?guī)劃、設(shè)計(jì)雨水收集設(shè)施，減少地表和坡面的徑流，控制水流失，并將蓄水與農(nóng)田灌溉規(guī)劃銜接。

4 存在的問題與解決對(duì)策

從保護(hù)和利用水資源的角度，實(shí)施雨水控制的水土保持措施，不僅是思路上的轉(zhuǎn)變，也還存在一些問題，有待在實(shí)踐中探討和解決。

4.1 公眾缺乏雨水控制的意識(shí)

對(duì)于大多數(shù)中國(guó)公眾來講，保護(hù)水資源的意識(shí)盡管還不夠強(qiáng)，在一定程度上已經(jīng)建立起來，但還缺乏雨水控制的意識(shí)，特別是從保護(hù)水資源的目的，實(shí)施雨水控制，即使對(duì)一些相關(guān)的工程技術(shù)人員和管理人員，認(rèn)識(shí)上也有待提高。所以，要加強(qiáng)宣傳教育和相關(guān)知識(shí)的普及，提高全社會(huì)雨水控制的意識(shí)。

4.2 缺少適當(dāng)?shù)摹?qiáng)制性的法律、法規(guī)的約束

目前，我國(guó)還缺乏雨水控制的相關(guān)法律、法規(guī)的約束，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的背景下，開發(fā)商最求的是經(jīng)濟(jì)利益最大化，雨水控制措施對(duì)于開發(fā)商來說可能是投資和費(fèi)用的增加，如果沒有法律、法規(guī)的約束，很難在實(shí)踐中得到推廣和應(yīng)用。所以要借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，要將雨水收集納入地方立法，通過法律約束，強(qiáng)制實(shí)施雨洪收集，把雨水作為一項(xiàng)重要的資源利用起來。努力建設(shè)節(jié)水型城市，不但可以減少路面排水壓力，也可以節(jié)約水資源。

4.3 城市排水系統(tǒng)的限制

實(shí)施雨水控制需要對(duì)雨水進(jìn)行收集，具有相應(yīng)的城市排水系統(tǒng)是前提。我國(guó)大部分城鎮(zhèn)的排水系統(tǒng)是合流制排水系統(tǒng)，即將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合到一個(gè)溝道內(nèi)的排水系統(tǒng)，因此，在城市實(shí)施雨水控制，排水系統(tǒng)無疑是一個(gè)限制性因素。對(duì)于新建的城區(qū)，應(yīng)該建設(shè)分流制排水系統(tǒng)，為雨水控制創(chuàng)造條件，老城區(qū)的排水系統(tǒng)也可以逐步改善。

4.4 土地的制約

雨水控制設(shè)施需要建設(shè)一定面積的蓄水池，無論是在城市還是在農(nóng)村，在我國(guó)現(xiàn)有的人口和土地條件下，占地將是很大的問題。雨水控制設(shè)施的設(shè)計(jì)可根據(jù)具體的地形條件，盡量少占地，同時(shí)，盡可能采取封閉式或地埋式的蓄水池，少占用地表空間，以解決土地制約的矛盾。

［1］王禮先.中國(guó)水利百科全書：水土保持分冊(cè)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

［2］趙永軍.開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目書體保持方案編制技術(shù)［M］.北京：中國(guó)大地出版社，2007.

［3］曾大林.用新理念提升開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持工作［J］.中國(guó)水土保持，2006(6)：5-7.

［4］趙劍強(qiáng).城市地表徑流污染與控制［M］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

S157

B

1007-7596(2011)06-0206-02

2011-09-05

王彥龍(1979-)，男，黑龍江依蘭人，工程師;王艷麗(1980-)，女，黑龍江加格達(dá)奇人，工程師。