水土保持措施對水文情況的影響分析

威海市水文中心 徐艷會

為了全面綜合治理國內水土流失問題，維護社會經濟健康發展，我國出臺了一系列水土保持措施。水土保持措施可以預防水土流失問題，維護國內生態平衡，加強農田抗旱能力，合理調節河流經流量，控制與預防河道內部淤泥淤積，減少點源污染提高土地高效利用。水土保持的植物措施和農耕措施還可以增加碳固定，減少空氣中的碳含量，有利于“碳達峰”“碳中和”等，但是水土保持措施實施過程中，也會影響到水文情況，如徑流量、河湖含沙量等。因此需要結合相關保護需求，科學合理應用水土保持措施，實現措施實施相關目標。

一、水文發展現狀

全球工業化的不斷發展,城市廢氣、廢水等環境污染物資源日漸增多，對自然環境產生了巨大危害，并引發全球氣候變暖[1]。而水文與自然資源在整個世界水資源循環系統中，有著巨大影響力與驅動功能，如果水資源系統改變，將會導致人類生活和世界氣候環境都受到破壞，導致人類的生存品質進一步降低。水資源循環系統中，地下水、地表水和生態水資源都和人體生活環境密切相關，該系統有著高度系統化、整體性的特征。所以如果某個系統受到了破壞，其他系統也就會因此遭受相應危害，從而導致生態失調。但隨著世界氣候變暖現象日趨嚴重，地球表面的水文資源也在變化，雨水頻增，造成部分地區水資源循環系統結構損害，阻礙當地經濟發展。另外，在大部分干旱地區，降水量也隨著全球變暖明顯減少。而在山區地帶，全球變暖不僅影響了降雨量，也影響了水電運行，使得當地水文情況受到嚴重影響，經濟發展遲緩。一旦水資源與水環境受到破壞，基本較難恢復原狀，例如水土流失，將會造成土壤結構失衡，植物生長區域逐漸減少，山體防護層損傷，出現泥石流等地質災害。盡管國內工業化發展良好，但是水資源保護方面存在一定問題，嚴重影響了水文情況，使得農業耕地生產力不足，供水質量逐漸下降。

二、水土保持措施對水文情況的影響分析

（一）正向影響

首先，在適當的部位采取水土保持措施，可以提高農田或者經濟作物的生長環境，增加糧食產量和收入，且水土保持措施的設施可以有效攔截降雨，增加土壤含水量，明顯減少農作物干旱次數，增加農作物的產量。國內信息技術發展迅速，行業均走向科技發展道路。水資源對于提高農業生產水平具有重要作用。如若農田種植地土壤結構遭到破壞，則會嚴重影響土壤含水性能，降低土壤整體肥力水平，造成水土流失，農業經濟發展受到阻礙。基于此，合理應用水土保持措施，不僅可以改善農田種植地土壤結構，提高土壤抗旱能力以及保濕能力，為農作物生長打造良好土壤條件，促進農作物健康生長，保證農作物增收，促進農業生產穩定發展，在我國西部區域溝道內合理修建水利工程比如淤地等，還可以攔截山上部流失的土壤資源，增加種植面積和周邊農民的收入。

其次，河流流經區域采取水土保持措施，可以增加雨水的入滲，減少坡面徑流。增加入滲的同時，可以有效控制泥沙的流失，減少徑流中的含沙量。還可以延長徑流量在坡面的徑流時間，使河流的洪峰錯峰。所以適當的水土保持措施可以有效減少匯入河流的徑流量和泥沙含量，還可以調節洪峰，針對洪峰流量進行系統性調整，加強河流抗洪能力以及抗蓄能力，降低地質災害發生概率[2]，減少河流的淤積，保證汛期河流的行洪能；力。工程不同，其所采用的水土保持措施也會存在一定差異性，相應的河流抗洪能力以及抗蓄能力均會有所不同。在管理河流水資源期間，可以結合實際情況，針對河流水資源面臨的問題，選擇最合適最實用的水土保持措施，將各類資源進行再整合（如植物資源、林資源等），改善現有土壤條件。通過有效調節河流經流，增加河流區域攔蓄數量，防止水土流失現象發生。除此之外，在使用水土保持措施時，也應根據河流經流流量以及含沙量情況，對其進行有效控制，以此來完善河流區域河道容量，削減河流洪峰量，強化河流下游區域抗沖刷能力。

接著采取合適的水土保持措施，入河的徑流變小，減少徑流對河流岸邊的沖刷。徑流對河流的沖刷可以增加河流的含沙量，對沿河造成次生災害。對于某些常遭受暴雨侵蝕的河流地段，該問題相對易于出現。通過采取合適的水土保持措施，可以減少入河的徑流量和含沙量，延長徑流的入河時間，對洪峰進行錯峰，則可以減少對兩岸的沖刷，同時也可以減少河流泥沙的淤積，泥沙淤積減少，徑流量減少且洪峰錯峰，可以增加河流的行洪能力。徑流的減少提高河流耐沖刷能力，有效減少沿岸次生災害的發生和防止水土流失事件和土壤侵蝕的現象。

最后，采取合適且有效的水土保持措施，比如林草措施，可以通過林草截留，防止滴濺的侵蝕和坡面的侵蝕，從源頭減少水土流失和土壤侵蝕的發生。再減少土壤流失和土壤侵蝕的同時，可以對坡面的徑流進行攔蓄，增加徑流入滲，減少坡面徑流。入滲的徑流可以增加土壤的含水量，通過強化土壤結構滲水能力，從而優化周邊水環境系統，促進河道土壤侵蝕能力得到顯著提升[3]。同時，在實施林草維護類措施時，可以通過預防土壤免受雨水沖刷，有效避免侵蝕現象發生。加強土壤抗沖刷能力的同時，可以增加地下水的含量，使地下水的水位增高，增加水庫和河流的補給水源，增加農田的灌溉能力，提高地方抗旱的能力，同時補給水源的增加，可以完善河流水環境，增加河流周邊人類的親水區域和休閑旅游區，提高河流周邊的生活質量。河流水庫補給水源的增加，可以增加河流及水庫的生態流量，維持河流及水庫自身的生態系統，對維護或增加生態系統的生物多樣性具有較好的影響。

（二）不良影響

水土保持措施包含有工程措施、林草措施、臨時措施和農耕措施。通過實施不同的水土保持措施，對其下墊面進行影響和改變，如果采取不合適水土保持措施，對下墊面進行擾動過于劇烈，不僅增加本區域的水土流失和土壤侵蝕，還會增加該區域的徑流量與徑流中的含沙量，縮短徑流的匯流時間，對河流產流機制產生不利影響，徑流量的增加和匯流的時間縮短，造成洪峰急且流量大，河道含沙量大且洪峰大起大落，也會影響水循環狀態，使其發生變化。盡管水土保持措施可以促進河流抗洪能力和抗蓄能力加強，使得水資源以及土壤結構受到良好保護，但是與此同時，地表徑流量也會隨之減少[4]。例如，在增加人工造林面積時，河流蒸騰量會受其影響，不斷增長，導致該地域土壤缺乏水分，使得土壤逐漸干燥。由于地下水補給較少，地下水徑流量大大降低，在應用水土保持措施時，攔蓄梯田等地的地表徑流需要為農業生產以及人們的日常生活提供水資源，也會造成河流區域內部徑流量降低，影響下流區域，導致斷流現象發生。另外，在應用水土保持措施時，因人類日常生活以及農業生產等會影響自然系統，使得流域內部生態環境受到破壞，如排放污水等，嚴重時會造成局部發生水資源短缺現象。對于上述問題，相關部門應引起重視，合理應用水土保持措施，避免其產生負面影響，造成水資源以及水環境受到破壞。

三、預防水土保持措施對水文產生不良影響的相關措施

為有效防止水土保持措施對水資源以及水環境產生不良影響，在布設水土保持措施前應結合實際情況，選擇適合區域的合理的水土保持措施，解決因人為修建或者布設水土保持措施而產生水土流失事件和土壤侵蝕等問題，保障河流的生態流量，維護生態系統多樣性，保障人民生活質量，推動社會經濟良好發展。針對目前水土保持措施對水文系統的相關影響，提出以下措施。

（一）結合水資源情況，合理應用水土保持措施

在應用水土保持措施時，應調查區域的實際情況，結合當地的水資源實際情況，遵循適應性原則，合理布設水土保持措施，改善因人為布設的水土保持措施對水文與水資源造成不利影響。為避免這樣的問題：首先，在必須布設水土保持措施的區域，可以通過適當的布設水土保持措施的工程措施、林草措施或農耕措施等，對下墊面或者微地形進行改善，減少地表徑流，并延長徑流的匯流時間，增加徑流匯流過程中土壤的入滲能力，提高土壤滲水能力以促進農作物生長環境水平，避免土壤遭到侵蝕，影響作物生長[5]。具體實施如下：可以在山丘區布設水平梯田，將“三跑田”改為“三保田”，提高農業生產環境質量，增加周邊農民收入，且將順坡耕作布設水土保持措施后改為沿等高線耕作，改變耕作習慣，降低水土流失和土壤侵蝕。其次，在布設水土保持措施時，應對農田受到水流沖刷相關問題引起高度重視，合利布設農田周邊的排水措施和沉沙措施，使水出田而沙不出田，確保農田下游河道不受淤積，從而對河道行洪造成影響。同時防止土壤養分流失等。如若該地區耕地條件差，則宜采取退耕還林還草措施，使該區域進行生態修復，以此來提高土壤的抗蝕性和內部有機物含量，有效改善土壤內部結構，強化土壤滲水性能。最后，可以通過采取生物措施，維護周邊生態環境。在水土流失周邊區域，大面積種植草地以及林地，強化土壤結構以及性能，保證土壤在雨季時也可避免受到侵蝕，有效預防水土流失以及被雨水沖刷等現象發生，保證農業生產順利進行，促進社會經濟長效發展。

（二）針對水土保持措施影響作用，做好相關預防工作

通過采用工程措施、農業措施以及生物措施，可以有效預防水土保持措施對水環境以及水資源產生的不良影響。首先，在應用工程措施和農業措施過程中，應減少環境污染因素，促進農業生產不斷發展，實現高效高產目標。在河流區域周邊，可以建設淤地壩以及小水塘基礎設施，利用這兩項設施凈化水環境中的污染物質等，預防下游區域出現環境污染問題，幫助周邊居民提高生活質量，提升農作物生長環境水平[6]。其次，采用少耕方法，降低對土壤產生的相關影響力，控制與調節地表徑流，預防土壤發生侵蝕。如若發現非點污染，則應及時采用高耕作方法，有效截斷水流，降低污染。最后，在使用生物措施時，可以通過種植林地，強化水土保持能力，將水環境中的污染物進行攔截，保證水資源和水環境質量有所保障，有效避免水土保持措施產生的不良影響。

（三）優化水資源以及水環境保護方案

在布設合適的水土保持措施期間，優化水資源以及水環境保護方案至關重要，可以有效保證相關工作順利開展。首先，針對實際情況，建立護岸工程項目。可以通過組織開展河流岸坡相關防護工作，科學合理進行防洪，確保流域安全，依照安全原則，維護周邊生態環境，充分發揮護岸作用。其次，在河道區域開展清淤疏浚工作。河流抗洪能力差的主要原因在于河道內垃圾多，或者積留大量淤泥和雜草，如何促進河流流動順暢是重要研究問題。可以根據該區域水質情況，利用清淤疏浚方法，將河流內淤泥部分挖除，提高岸坡安全穩定性以及河流行洪安全性[7]。采取開挖斷面方式，實現河道清淤目標，加快工作進度，促進河流抗洪能力加強。需要注意的是在開展此項工作時，應避免隨意加深河道深度，避免產生其他問題影響河流水體水質。最后，應該加強水土檢測力度，對水土保持狀態進行實時監測，對水土流失主要原因有所了解，例如，氣候、地質等。在具體監測時，應全面了解和掌握水土流失、植物覆蓋面積以及土壤條件等情況，明確發生水土流失后周邊居民生活是否受到影響、水環境是否受到危害。針對監測結果，制定與實際貼合的治理方案，降低水土保持措施對水文產生的影響力。

（四）加大保護水資源以及水環境宣傳力度

盡管在應用水土保持措施期間，對于水資源以及水環境保護意識逐漸加強，但是大部分地區人員意識仍然有待提升，因此宣傳工作或不可缺。首先，相關部門應加大保護水資源以及水環境宣傳力度，使人人參與宣傳，提高全民的保護意識，人人參與水資源及水環境的保護，確保各層面人員具備良好的保護意識，主動承擔保護生態環境相關責任，緩解國內水文面臨的嚴峻問題，改善水文情況，促進相關生產順利、社會經濟發展向好。其次，開展水土保持措施項目時，相關部門應要求施工單位明確水資源保護措施，制定完善的保護方案，充分考慮周邊居民生活情況，避免水資源以及水環境受到人為的破壞，維護和改善水資源及水環境向好發展。最后，相關部門可以總結和歸納水資源以及水環境保護實施要點，不斷完善保護措施要求，保證宣傳可行性以及針對性，從根源解決問題，維護國內水文情況，保持生態平衡。

（五）水土保持措施研究重點

1.水文分析

水土保持措施中的基礎部分為水文分析。在進行水文分析時，需要搜集水文泥沙觀測資料，建立治理前流域產流產沙模型，代入治理之后的降雨條件，將治理前的產流產沙量計算出來，再將其與治理后的水沙量進行比較，得出水土保持措施對水沙的影響量。該分析法可以通過不同計算方法，分析降雨產流產沙量以及徑流系數，如雙累積曲線等，且這些方法計算過程較為簡單，具有效率高、模型直觀的特點。

2.成因分析

該分析方法依據不同水土保持措施，實現減水減沙。同時通過考慮產沙在河道中的輸移變化、沖淤變化以及新增水土流失量等，將水土減水減沙效益計算出來。該分析方法主要統計措施數量、確定蓄水保土定額，可以有效降低土壤侵蝕發生概率，檢測水文分析法計算結果是否合理，根據計算結果，分析蓄水攔沙效益，預測水沙變化，預防水土流失等現象。

3.非點源污染計算

非點源污染負荷計算，主要包含以下部分：第一，溶解態物質，指的是降雨徑流中產生的污染物，其在水中溶解后隨地表徑流進入河流之中；第二，吸附態物質，指的是對土壤產生侵蝕作用的固態污染源，與被侵蝕土壤共同輸送至水中。非點源污染產生的主要原因為土壤受到侵蝕，在運移基礎上產生該污染源。其中流域下游水環境造成污染，就是因為降雨產沙形成污染物。通過分析流域地表徑流以及地下水水質，可以有效研究水保水環境效應，但是由于非點源污染復雜多變，具備不確定性因素，給相關模型建立、監測工作開展等造成一定影響。

四、結論

綜上所述，水土保持措施在應用過程中，不僅會對水文產生正向影響，也會對其產生不良影響，相關部門以及參與人員應制定有力措施，對不良影響進行預防，保證水環境以及水資源水體質量良好、周邊居民生活質量有所保障、農業生產種植高產高質，有效促進社會經濟健康發展，提高國民生活水平。