老灌河流域水資源可持續利用評價與水土保持調控

常全根

（南陽市水利綜合行政執法支隊，河南 南陽 473000）

0 引言

丹江口水庫是南水北調中線工程渠首所在地，老灌河流域是其重要水源涵養區，其水資源可持續利用對南水北調工程穩定運行作用巨大。此研究利用生態足跡法對老灌河流域的水資源可持續利用狀況進行定量評估，對具體影響因子進行剖析，并有針對性地提出水土保持調控措施，以期為研究區未來的水資源保護工作提供技術支撐。

1 研究概況

1.1 研究區概況

老灌河發源于洛陽市欒川縣，自西北向東南穿越西峽縣，至淅川縣金河鎮匯入丹江口水庫，全長261 km，總流域面積4 357 km2。老灌河中游河段主要位于河南省西峽縣，該縣境內老灌河長約110.52 km，占老灌河總長的42.34%，落差298.50 m，流域面積2 582 km2。老灌河是西峽縣境內最大的河流，同時也是丹江口水庫及上游水土保持重點治理河流之一。老灌河流域范圍及地形（DEM）如圖1所示。

圖1 老灌河流域范圍及地形（DEM）圖

1.2 研究方法

1.2.1 水資源生態足跡法

水資源生態足跡模型包含三個指標即水資源生態足跡、水資源生態承載力及水資源生態盈虧。

水資源生態足跡是將維持人類生存及生態環境穩定所需要的水資源量轉化為可在不同區域間進行比較的生物生產性水資源用地面積。水資源生態承載力是區域所能提供的最大水資源生物生產性土地面積。水資源生態盈虧是水資源生態足跡和水資源生態承載力的差值，以此指標來評價某一地區水資源可持續利用狀況。該評價模型的具體計算方法可參照文獻。

1.2.2 皮爾遜相關系數法

關于兩個變量X和Y之間的相關性度量，可以估計出其值介于-1與1之間。兩個變量之間的協方差和標準差之商被定義為兩個變量（總體）之間的皮爾遜相關系數，在此研究中主要應用該方法進行水資源可持續利用狀況的影響因子研究。

2 結果與分析

根據統計數據和水資源生態足跡計算辦法，計算了2006—2020 年老灌河中游水資源可持續利用相關指標，繪制了表1和圖2。

表1 老灌河中游水資源可持續利用相關指標（2006-2020）單位：hm2

圖2 老灌河中游水資源可持續利用相關指標變化趨勢圖（2006—2020）

如表1 所示，人均水資源生態足跡在2018 年達到最高值0.637 2 hm2，最低值為2006年0.444 1 hm2；人均水資源生態承載能力2010 年最高，為4.106 6 hm2，2013 年最低，為0.531 6 hm2；人均水資源生態盈虧方面，在2010 年達到峰值3.579 3 hm2，2013 年低點僅為-0.098 4 hm2。2006—2020 年間，老灌河中游水資源呈現盈余狀態，占總年份的86.67%。運用線性回歸分析在origin2019 中繪制老灌河中游2006—2020 年間相關指標趨勢圖，如圖2所示。

從圖2 可知，2006—2020 年，老灌河中游人均水資源生態足跡多年來變化不大，總體呈逐年增長趨勢;人均水資源生態承載能力年際間波動較大，多年來整體呈現下降趨勢;人均水資源的生態盈虧每年都有較大的波動，而且隨著時間的推移總體呈下降趨勢。

在表1和圖2中可見，老灌河中游人均水資源生態承載力和生態盈余在2010年波動較大，對其合理性進行分析：2010年老灌河中游降水異常充沛，尤其是2010年7月23日21時左右，該區域遭受特大暴雨襲擊，3 個小時內降雨量達288 mm。在人均水資源生態足跡變化不大的情況下，人均水資源生態承載力的劇烈波動又引起了水資源生態盈余的劇烈變化。經綜合分析研判該異常波動現象符合實際情況。

在SPSS 中，對老灌河中游水資源可持續利用指標進行Pearson 相關分析可知：人均水資源生態盈虧與人均水資源生態承載力密切相關，相關系數為0.998。結合水資源生態足跡計算原理可知，老灌河中游人均水資源總量是水資源可持續利用的最主要影響因子。

3 討論與結論

3.1 研究區現狀分析

3.1.1 土地利用現狀分析

在調研中發現老灌河流域區域存在土地利用結構不合理，土地資源利用不充分，農業用地比例偏大，廣種薄收等問題，尤其是居民集中區林木砍伐比較嚴重，部分原有林地已退變為疏林、荒山。部分居民為了增加收入進行陡坡開荒，導致水土流失嚴重，生態環境不斷惡化。

3.1.2 水土流失現狀分析

研究區內水土流失主要是水力侵蝕，其表現形式為面蝕和溝蝕。面蝕分布較廣，荒山荒坡及坡耕地侵蝕尤為嚴重，使土層變薄，肥力下降。溝蝕主要分布在山腳及丘陵地帶，沖溝交錯，溝頭前進，溝底下切嚴重，溝岸擴張，研究區的水土流失是由自然因素與人為因素共同造成的。

針對老灌河流域水資源可持續利用主要影響因子，結合其實際情況，擬采取水土保持調控措施，提高植被涵養水源、調節徑流和控制泥沙能力，進而帶動大范圍的生態修復，攔蓄水資源，保證水質安全。

3.2 山地調控措施研究

在老灌河兩岸及匯水支流，重點開展山地調控措施，具體措施如下。

3.2.1 坡面工程防護措施

①按照因地制宜的治理方針，在不同坡度、不同土壤類型以及不同土層厚度的坡地，建設不同規格的梯田；②重點對水土流失嚴重的荒山荒坡進行整治，栽植火炬松，對疏林、幼林進行封育管護；③修建截（排）水溝、蓄水池、沉沙池等梯田配套工程。通過層層攔蓄，使坡面徑流逐層下滲，有序排泄，減少坡面土壤沖刷，攔蓄水土資源。

3.2.2 林草工程防護措施

①對荒山荒坡營造火炬松為主的水保林，恢復植被；②對道路兩側栽植塔柏、小葉女貞；③對現有的水土流失較嚴重的疏林、幼林等未成林地實行生態修復。

3.2.3 封禁治理

對現有的疏林地進行封山禁牧，通過自然修復，使其植被逐步得到恢復，達到林地標準。在通往封禁區域的入口處定點布設鐵絲網護攔，嚴禁不利封育的因素進入封禁區域，減少人為因素對封禁治理的干擾。

3.3 溝道調控措施研究

3.3.1 攔蓄工程整修

對項目區內淤積嚴重，堤壩單薄滲漏的塘壩進行清淤加固，并夯實防滲護坡，整修梯級放水、植物護坡等配套設施，充分發揮其輸（蓄）水、灌溉及養殖等作用，改善和擴大農田灌溉面積。

3.3.2 河道綜合治理

具體按照“水域岸線管護、水污染防治、水環境治理、水生態修復”等4個方面開展溝道治理工作。

①水域岸線管護。首先嚴格水域岸線等水生態空間管控，對河道進行確權劃界、岸線分區；其次根據確權劃界結果，通過禁止新設排污口、禁止侵占河道等措施，保障河道水域面積。②水污染防治。推進灌河流域內各村垃圾收集、污水處理等基礎設施建設，結合各鄉鎮具體情況，開展廁所革命，清理整治環境，因地制宜做好水沖廁所、下水道管網建設和農村污水處理相結合工作，加強水質保護。③水環境治理。一是在老灌河各支流沿河村鎮做好不隨意丟棄固體廢棄物、不隨意排放污水的宣傳教育；二是對各沿河村鎮固體廢棄物收集點的固廢進行及時清理；三是定期清理河道內水面垃圾和衰敗的水生植物。④水生態修復。老灌河及其支流現階段整體水生態良好，僅部分河段需進行河道清淤，提升河道連通性。同時，老灌河及其支流易受山洪、暴雨影響，水土保持工程易受損毀，洪水過后要及時對流域內水毀建筑物進行修復，保障灌河流域水生態健康持續發展。

4 結語

①2006—2020 年間，老灌河中游水資源可持續利用形勢較好，研究期內多數年份呈水資源盈余狀態，其中水資源盈余狀態年份，約占研究期內總年份的86.67%。②2006—2020年，老灌河中游人均水資源生態足跡總體呈逐年增長趨勢;人均水資源生態承載能力整體呈現下降趨勢;人均水資源的生態盈虧狀態隨著時間的推移整體呈盈余減少趨勢。③水資源總量是影響老灌河中游水資源可持續利用的最重要因素。通過山地調控措施和溝道調控措施相結合，加強老灌河流域水土流失治理，攔蓄水土資源是該地區水資源可持續發展的關鍵舉措。