付韶平
(江西省撫州市水電勘測設計院,江蘇 撫州 344000)
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水土保持措施對水資源的影響分析
付韶平
(江西省撫州市水電勘測設計院,江蘇 撫州 344000)
水是生命之源,是絕大多數生活賴以生存的根本所在,其在社會發展中占據著至關重要的位置。但是從目前來看,伴隨著社會生產力水平的提高,水資源短缺以及水污染問題不斷涌現,影響了社會的發展以及對于水資源的有效利用。我國是水土流失比較嚴重的國家,做好水土保持工作備受關注。文章結合水土保持的水資源效應,分析了水土保持措施對水資源的影響。
水土保持;水資源;影響分析;單項措施;綜合措施
工業化進程的加快,帶動了社會經濟的發展,也使得社會生產對于水資源的供給提出了更高的要求。但是現階段,人們對于水資源的不合理使用,使得水資源受到了嚴重的破壞,水污染問題、水資源短缺問題等不斷涌現,對于社會的可持續發展造成了巨大的阻礙。在這種情況下,做好水土保持工作,確保水資源的合理利用、對生態水環境進行改善是非常必要的。
水土保持也稱土壤保持,是指對自然因素或者人為活動所造成的水土流失現象的預防和治理的措施。水土保持措施大致可以分為3種不同的類型:①工程措施,如谷坊、淤地壩、梯田等;②耕作措施,如等高耕、覆蓋耕作以及免耕等;③林草措施,主要是植樹、種草等。水土保持的最初目標,是保護耕地資源,提升土地的生產力,預防和消除土地荒漠化,在不斷的發展過程中,水土保持的功能也在不斷拓展,逐漸開始對水資源產生了影響。水土保持的水資源效應,也可以說是水土保持的水量效應,主要是研究水土保持措施對于區域水資源數量變化的影響,如水土保持措施對徑流量、洪峰流量、含沙量、產匯流關系等的影響,并以此為依據,研究和分析其對于流域水循環的影響[1]。
水土保持措施對于水資源的影響是非常巨大的,一般都是通過對相應試驗區的觀測,得到具體措施的效益。這里分別分析了水土保持單項措施以及綜合措施對于水資源的影響,希望能夠為相關人員的工作提供一些參考。
2.1單項措施
1)林草措施:通過造林種草,可以對徑流進行調節,減少徑流含沙量。首先是植被自身的截留作用會直接影響徑流量,主要受植被類型、郁閉度、覆蓋度等的影響,其截留率一般在12%~35%,變化相對較大。其次,散落在地表的枯枝落葉層同樣能夠截蓄降水,延緩地表徑流,同時可以抑制土壤水分的蒸發。然后,植被的根系可以有效提升土壤的滲透性以及蓄水量。植被的存在同樣需要消耗一定的水分,其耗水量的大小與植被的類型有著密切的聯系,一般來講,按照耗水量由小到大排列,依次為裸地、草地、灌木、喬木。而區域的降水量同樣會影響植被耗水量。
2)工程措施:這里以南方地區比較常見的梯田為例,分析工程措施對水資源的影響。實踐證明,在將山坡改為梯田后,不僅耕地面積有了保證,而且土壤水分、入滲性能、物理性狀等指標都有了非常明顯的改善。在梯田橫斷面,水分的分布有著相對固定的規律,近地面部分水分較少,垂直斷面的水分則由地表向下愈發穩定,土壤中的含水量受梯田坡向、降水、蒸散變化等因素的影響,陽坡梯田低于陰坡梯田。水平梯田的減水效益與其質量成正比關系,與降水量以及降水強度之間的關系則相對復雜。
3)耕作措施:現階段,耕作措施對于水資源影響的研究并不多見,而且一般都是研究不同耕作方式對于地表徑流量以及土壤含水量等的影響。相關研究實踐表明,水保耕作措施有著良好的減水效益,而當其達到50%以上時,可以有效提升土壤入滲率,增強土壤含水量,降低徑流流速,同時也可以減少坡面產流量。不過,水保耕作措施對于水資源的影響機理是非常復雜的,其減水效益的大小與次降雨的強度和時間密切相關,如果降水強度大且歷時長,不僅無法起到保水效果,還可能導致坡面破壞。
2.2綜合措施
與單項措施相比,水土保持綜合措施對于水資源的影響無疑是更加巨大的,在對其進行研究的過程中,主要是從流域尺度層面進行分析:①是以小流域觀測結果為基礎,對小流域綜合治理措施的減水效益進行分析的小流域尺度;②是結合水文站的觀測資料,對水土保持綜合治理措施的減水效益進行計算的大流域尺度。
1)小流域綜合治理:自20世紀80年代以來,以小流域綜合治理分析其對水資源影響的研究層出不窮,主要是結合小流域綜合治理措施,對比相應的觀測資料,研究小流域治理對于地表徑流以及徑流過程的影響,分析小流域綜合治理的減水效益。絕大多數研究認為,通過綜合性的水土保持措施,能夠有效減少小流域產洪次數以及徑流系數,縮減地表徑流模數以及年徑流量,增加流域的蓄水量,同時也可以滯后流域產流起始時間、降低洪峰流量,延長洪水歷時。
立足當前小流域綜合治理在減水效益方面的研究現狀,發現雖然相關研究眾多,但是并沒有得出一個相對統一的結論。相關統計數據表明,在一些經過綜合治理的小流域中,由于自然條件、流域面積、治理程度、措施配置等方面的差異性,以及觀測資料年限等的影響,減水效益的大小各有不同,最大的可以達到92.8%,而最小的則僅有3.6%。通常來講,在小流域治理中,綜合治理的程度越高,則其所產生的減水效益也就越大,尤其是梯田、淤地壩等設置的越密集,減水效益也越明顯。不過相對而言,長江流域的小流域綜合治理程度雖然較海河流域、黃河流域更高,但是其減水效益卻是遠遠不如,之所以如此,與不同流域的氣候條件、產流方式以及所采用的水土保持措施有著密切的聯系。
2)大流域綜合治理:自20世紀90年代,我國在水土保持方面已經逐漸由以往的小流域綜合治理步入了大規模集中治理的新階段。為了確保水土保持宏觀方向的準確性,相關學者在小流域綜合治理的基礎上,進一步加大了研究尺度,將研究的重點放在了大流域層面上。以水土流失嚴重的黃河流域為例進行分析,20世紀70年代以來,黃河流域就已經開展了大規模的水土保持綜合治理,而在這種情況下,黃河下游已經一些支流都相繼出現了斷流現象,嚴重影響了周邊居民的生產生活用水,也使得水土保持的蓄水效益受到了越來越多的關注。對此,水利部門專門設立了相應的水土保持基金以及水沙變化基金,同時開始系統性地研究一些重點流域的侵蝕產沙規律以及水土保持的減水效益,關注水土保持措施減水減沙效益及其計算方法,研究尺度也由小流域走向了大流域。
總而言之,在當前的時代背景下,水資源的緊缺問題使得人們開始更加重視水土保持工作,通過切實有效的水土保持措施,可以實現對水土流失問題的有效治理。當前的自然生態形勢表明,人類活動對于自然環境的影響是不可逆的,但是通過相應的水土保持措施,能夠最大限度地對破壞的自然環境進行恢復,提升土壤的含水量及穩定性。但是從目前來看,我國在水土保持措施的開發和利用方面仍然存在著一些不足和問題,因此對于相關研究人員而言,應該加大對于水土保持措施的研究力度,推動社會的持續穩定發展。
[1]王冉冉.水土保持措施對水資源與水環境的影響研究[D].大連:大連理工大學,2009.
1007-7596(2016)05-0028-02
2016-03-18
付韶平(1975-),男,江西臨川人,工程師,從事水土保持方案編制和設計工作。
S157
B