基于SWAT模型的水土保持措施減流減沙效益評(píng)價(jià)

黨桐

摘要：本文從水土保持的重要性與必要性出發(fā)，結(jié)合水土保持的實(shí)際需求與操作特點(diǎn)，將SWAT模型引入水土保持中，較為深入地探討了SWAT模型背景下，實(shí)行水土保持措施能達(dá)到的減流減沙效益，并基于徑流小區(qū)的水土保持措施進(jìn)行減流減沙效益評(píng)價(jià)，希望能為相關(guān)部門進(jìn)一步解決土壤侵蝕問題、確保水土結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：SWAT模型水土保持措施減流減沙效益

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，如何不以破壞環(huán)境為代價(jià)發(fā)展經(jīng)濟(jì)成為了當(dāng)前社會(huì)各界廣泛關(guān)注的熱門話題。作為生態(tài)破壞中較為突出的關(guān)鍵問題，人們已經(jīng)深刻認(rèn)識(shí)到土壤侵蝕可能帶來的一系列災(zāi)害，也在多年的探索中獲得了寶貴的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，掌握了防治水土流失的有效措施，如水文法、水保法、分布式水文模型等。SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型作為分布式水文模型的一種，能充分利用GIS、RS等技術(shù)，最大程度上彌補(bǔ)水文法與水保法在水土保持中的缺陷，更具針對(duì)性、全面性與有效性，能對(duì)減流減沙效益做出公正客觀的評(píng)價(jià)。

1 基于SWAT模型的水土保持措施減流減沙效益評(píng)價(jià)

1.1 等高耕作 實(shí)行水土保持措施的根本目的是防治土壤侵蝕，作為SWAT模型模擬出的管理措施之一，高等耕作措施能讓控制范圍內(nèi)的土壤侵蝕程度盡可能維持在有效標(biāo)準(zhǔn)之下。耕作者在按照耕作操作流程作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)以等高線為界，利用人為挖坑蓄水的方式截?cái)嗟乇韽搅鳎畲蟪潭壬蠝p少外力作用對(duì)地表的侵蝕與破壞，達(dá)到減流減沙的目的。

1.2帶狀耕作 除了高等耕作，帶狀耕作也是最為常用的減流減沙手段之一。耕作者應(yīng)當(dāng)有意地增加耕作帶土壤的粗糙度，通過蓄水截流的方式盡可能降低控制區(qū)域內(nèi)的水土流失率與土壤污染率，減少土壤侵蝕發(fā)生幾率，大大提升土壤中有機(jī)物與水分的含量，避免土質(zhì)沙化、維持土壤肥力。

1.3 水平梯田 水平梯田是一種將不超過15°的坡地通過各項(xiàng)改造，使之成為水平臺(tái)階式田地，以增強(qiáng)作物耕種面積、達(dá)到防治水土流失目的的水土保護(hù)常見措施。耕作者可以通過修建水平梯田的方式，大大縮短緩坡坡長(zhǎng)，阻截水流沖刷時(shí)攜帶的泥沙，從而達(dá)到降低地表徑流峰值流量、實(shí)現(xiàn)水土保護(hù)、防止水土流失、穩(wěn)固土壤結(jié)構(gòu)的目的。

1.4 保護(hù)性耕作 保護(hù)性耕作能通過深挖深耕、合理施肥除草、免耕播種等方式保持水土中有機(jī)物與水分含量，降低土壤沙化風(fēng)險(xiǎn)。免耕播種是保護(hù)性耕作中最常見的手法之一，運(yùn)用最為廣泛，耕作者往往在收割時(shí)不將作物一次性全部收割殆盡，而是有意的殘留些許于地表，以此減緩地表徑流的流速，降低土壤與砂石的流失率。將作物深埋入土壤中能起到固土、防沖刷的效果，定期進(jìn)行施肥除草能為土壤補(bǔ)充肥力，彌補(bǔ)水流帶走的有機(jī)質(zhì)含量，為耕作者創(chuàng)收、減沙奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.5 保護(hù)性作物輪作 將時(shí)令不同的作物耕作于同一塊土地上，既能滿足不同的市場(chǎng)需求，為耕作者帶來更多的物質(zhì)財(cái)富，又能適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充土壤中缺乏的不同有機(jī)質(zhì)元素，不斷增加土壤中有機(jī)質(zhì)含量，最大程度上提升耕作區(qū)內(nèi)土質(zhì)的肥力，降低土壤沙化發(fā)生幾率。耕作者要根據(jù)耕作區(qū)內(nèi)土壤的實(shí)際情況選擇需要種植的農(nóng)作物，擬定詳盡的耕種時(shí)刻計(jì)劃表，科學(xué)地規(guī)劃種植種類、替換時(shí)間，為減流減沙做好鋪墊。

1.6 河岸濾草帶 除了上述所述的五種方案外，設(shè)置河岸濾草帶也是耕作者實(shí)現(xiàn)水土保護(hù)的重要方式。其工作原理是通過在河岸邊沿地帶鋪設(shè)濾草帶，以阻隔砂石、污染物質(zhì)流入河道中造成河道淤堵、水質(zhì)變差等環(huán)境問題。

2 基于徑流小區(qū)的水土保持措施減流減沙效益評(píng)價(jià)

2.1 減流效益分析 通常情況下，在水土保持工程中使用水平整地措施與穴狀整地措施皆能獲得較好的減流效果，不僅能最大程度上降低地表徑流對(duì)土壤中有機(jī)物與砂石的沖刷侵蝕影響，還能增強(qiáng)土壤表面的粗糙程度，提升降水后土壤的滲透力，減少水土流失發(fā)生幾率。若在此基礎(chǔ)上增加植被的覆蓋面積，定能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出單一使用植被防止水土流失的防固減流效果，為實(shí)施控制區(qū)域內(nèi)土壤維持肥力、減少沙化風(fēng)險(xiǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 減沙效益分析 種植者基于SWAT模型模擬各項(xiàng)常規(guī)減沙措施，聯(lián)合增設(shè)植被覆蓋固沙措施，能最大程度上減少地表徑流的挾沙能力，大大提升土壤的抗侵蝕能力，阻隔水流對(duì)土壤中有機(jī)物的破壞，盡可能杜絕或延緩?fù)寥郎郴俣龋瑢?shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)的減沙效果。

3 結(jié)束語

綜上所述，技術(shù)人員在采用一系列的水土保持措施時(shí)，應(yīng)當(dāng)以SWAT模型為參照，結(jié)合該地區(qū)水文地質(zhì)特征及土壤實(shí)際情況，選擇最優(yōu)的防治水土流失方案，達(dá)到最佳的減流減沙效果，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的和諧統(tǒng)一，提高土地資源的利用率，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)更好更快發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝媛媛.基于SWAT模型的羅玉溝流域森林植被變化的水文生態(tài)響應(yīng)研究[J].水土保持研究，2009，16(4).

[2]李家科，楊靜媛，李懷恩等.基于SWAT模型的陜西灃河流域非點(diǎn)源污染模擬[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2012，23(4).

[3]喬衛(wèi)芳，牛海鵬，趙同謙等.基于SWAT模型的丹江口水庫(kù)流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的時(shí)空分布特征[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2013，

22(2).

[4]王磊.基于SWAT模型的小流域非點(diǎn)源污染研究——以重慶市陳家溝小流域?yàn)槔齕D].北京林業(yè)大學(xué)，2010.

[5]李佳，張小詠，楊艷昭等.基于SWAT模型的長(zhǎng)江源土地利用／土地覆被情景變化對(duì)徑流影響研究[J].水土保持研究，2012，19(3).