摘要:水土保持問(wèn)題一直是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中一個(gè)不可回避的問(wèn)題,也是關(guān)系到我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的長(zhǎng)期問(wèn)題。水土保持措施不僅可以提高坡地的蓄水保土能力,改善土壤的理化性質(zhì),減少流域水土資源和可溶性鹽的流失量,濾除徑流中的泥沙和固體顆粒污染物,使水質(zhì)得到凈化。由于水土流失治理的長(zhǎng)期性、復(fù)雜性和艱巨性,水土保持科研工作也始終面臨著挑戰(zhàn)。因此,進(jìn)行水土保持措施對(duì)水資源與水環(huán)境的影響研究已經(jīng)勢(shì)在必行。本文在把握當(dāng)前我國(guó)水土流失與水土保持措施實(shí)施現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,探討了水土保持措施對(duì)水環(huán)境的效應(yīng)與影響機(jī)理。
關(guān)鍵詞:水土保持 水環(huán)境 效應(yīng)
21世紀(jì)水的問(wèn)題已成為世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。水土流失不僅導(dǎo)致土地退化、耕地毀壞,制約山區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,而且加劇江河湖庫(kù)淤積和洪澇災(zāi)害,惡化生存環(huán)境,對(duì)我國(guó)的生態(tài)安全構(gòu)成重大威脅。水土流失是我國(guó)一項(xiàng)主要的環(huán)境問(wèn)題。水土流失破壞了大量的土地資源,淤塞江河湖庫(kù)、加重洪澇災(zāi)害,影響水資源的開(kāi)發(fā)和利用,嚴(yán)重影響了我國(guó)的生態(tài)安全與環(huán)境安全。為此,建國(guó)以來(lái)我國(guó)即進(jìn)行了大規(guī)模的水土保持綜合治理工作。但是水土保持改變了流域的下墊面條件,影響流域水文過(guò)程,由于水土保持措施蓄水功能顯著,干旱區(qū)河流徑流往往顯著減少。特別是 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái),黃河年下游斷流日益嚴(yán)重,水土保持與流域水資源安全關(guān)系的問(wèn)題引起了人們廣泛的關(guān)注。
1水土保持與水資源安全
1.1水土保持減沙對(duì)水資源安全的影響
水土流失造成河流含沙量增加,以致淤塞下游河流、湖泊、水庫(kù)、渠道,不利于水資源的充分利用。
。1)輸沙用水量是流域生態(tài)用水量的一部分,為了防止泥沙淤積、維持正常的河道形態(tài),多沙河流河道必須保持一定的流量,而且這部分流量一般是洪水流量對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)生活的其他方面是無(wú)益的甚至有害的;由于水土保持增加了河道內(nèi)用水,水土流失會(huì)減少一個(gè)流域的可利用水資源量。
(2)由于泥沙與洪水高度相關(guān),多沙河流上的水庫(kù),為了避免泥沙淤積,往往采取“蓄清排渾”的運(yùn)行方式,用大量水資源排沙,不利于充分發(fā)揮水庫(kù)的調(diào)節(jié)功能,緩解枯水期河流下游缺水的局面。
1.2水土保持減水對(duì)水資源安全的影響
水土保持具有顯著的蓄水、保水作用,可能在一定程度上減少河流徑流量,造成全流域水資源總量的減少。觀測(cè)資料顯示:經(jīng)過(guò)大規(guī)模水土保持后,黃土高原地區(qū)河流徑流下降。但是水土保持減水量對(duì)全流域水資源總量影響是微弱的,而且水土保持還具有增水(河川基流)、節(jié)水(流域農(nóng)業(yè)灌溉用水量)的作用。
(1)水土保持減水效益具有地域分異性和流域不整合性規(guī)律。水土保持減水減沙效益的地域分異性既包括多沙河流“水沙異源”規(guī)律,又指不同氣候類(lèi)型區(qū)河流徑流與水土保持關(guān)系不同。因氣候的地帶分異規(guī)律,不同地區(qū)水分蒸發(fā)的限制因素不同,干旱半干旱地區(qū),由于常年存在著水分虧缺,土壤供水能力小于水分氣化和水汽擴(kuò)散能力,水土保持可以增加入滲、減少地表徑流,但是入滲的水分首先要補(bǔ)給土壤水,隨著土壤供水條件的改善,流域蒸發(fā)量就會(huì)提高,相應(yīng)的徑流量會(huì)減小。但是濕潤(rùn)地區(qū)就不同,濕潤(rùn)地區(qū)的地表水分蒸發(fā)量主要由水分氣化和水汽擴(kuò)散能力決定,與下墊面條件沒(méi)有直接聯(lián)系,水土保持因此也不會(huì)對(duì)河川徑流量產(chǎn)生明顯的影響。
(2)水土保持減水量相當(dāng)大一部分是洪水量,基本是不可利用或難以利用的水量;水保措施攔蓄的洪水量相當(dāng)一部分在非汛期釋放,增加河川基流。水土保持措施具有明顯的涵養(yǎng)水源的作用,可以改善一個(gè)地區(qū)水資源的可利用性。水土保持雖然不能增加區(qū)域水資源數(shù)量,但可以控制坡面土壤侵蝕,增加降水入滲,消減洪峰,調(diào)節(jié)和涵養(yǎng)水源,有效改善一個(gè)地區(qū)的水資源質(zhì)量。
。3)水土保持增加的下墊面蒸散發(fā)量,并不是無(wú)效損失而是具有巨大的生效益。
水土保持的蓄水保土作用,改善了土壤肥力,不僅有助于植被恢復(fù)和生態(tài)改善,而且提高山區(qū)的土地生產(chǎn)力,增加了大量的農(nóng)林牧產(chǎn)品產(chǎn)量。如果不進(jìn)行水土保持綜合治理,生產(chǎn)相同數(shù)量農(nóng)產(chǎn)品就要消耗下游灌區(qū)大量水資源,所以水土保持在流域范圍內(nèi)起到了節(jié)水作用。
2水土保持與水環(huán)境安全
2.1水土流失與非點(diǎn)源污染
非點(diǎn)源污染是指大氣、地面或土壤中的污染物質(zhì)在降雨淋溶和沖刷下隨徑流進(jìn)入含水層、湖泊、河流、濱岸生態(tài)系統(tǒng)等引起的污染。非點(diǎn)源污染與水土流失有著密切的關(guān)系。與點(diǎn)源污染相比,非點(diǎn)源污染由于其分布廣泛,污水處理廠等傳統(tǒng)的工程措施難以有效控制。除加強(qiáng)管理,減少非點(diǎn)源污染的來(lái)源外,非點(diǎn)源污染防治一般均與水土保持結(jié)合起來(lái),主要有水土保持耕作措施、水土保持工程措施、植被緩沖帶、緩沖濕地等。水土保持耕作和工作措施一方面可以改良土壤,改善土壤的孔隙結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤的離子交換吸附能力,從而提高土壤的蓄水保肥性能,減少降雨、灌溉產(chǎn)生的地表徑流和深層滲漏以及因淋溶而流失的營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)和其他可溶性物質(zhì);另一方面可以改變產(chǎn)流產(chǎn)沙條件,減少土壤流失量和顆粒態(tài)的污染物的流失,從而達(dá)到控制非點(diǎn)源污染的目的。植被緩沖帶和緩沖濕地可以濾除徑流中的土壤和污染物顆粒,從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。植被緩沖帶包括緩沖林帶和緩沖草帶,植被緩沖帶增加了地表粗糙度,從而降低了坡面流速,增加了坡面徑流的入滲量,使徑流中的泥沙與固體顆粒發(fā)生沉淀,削減了污染物,達(dá)到控制非點(diǎn)源污染的效果。緩沖濕地作為農(nóng)田與水體的過(guò)渡帶,通過(guò)土壤吸附、植物吸收、生物降解等一系列作用,減少進(jìn)入水體的污染物的數(shù)量。緩沖植被帶或緩沖濕地所固定的污染物一部分為植物吸收、固定,另一部分在土壤孔隙界面上發(fā)生一系列生物化學(xué)反應(yīng)。土壤特別是周期性干濕交替的土壤中,氧化作用、礦化作用、腐殖化作用、硝化作用、反硝化作用等都很活躍,對(duì)有機(jī)物、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮等污染物的去除能力都很強(qiáng)。
2.2城市水土流失對(duì)水環(huán)境的影響
城市化和工礦業(yè)發(fā)展對(duì)水土流失與非點(diǎn)源污染有著明顯的影響。城市化和工業(yè)化中的水土流失問(wèn)題是水土保持科學(xué)關(guān)注的新的熱點(diǎn)問(wèn)題。在城市、工礦企業(yè)、道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和發(fā)展的過(guò)程中,一方面使地表形態(tài)發(fā)生變化,大量的深挖坡、高填坡工程產(chǎn)生了大量的高邊坡,提供了水土流失發(fā)生、發(fā)展的環(huán)境條件,另一方面在城市化、工業(yè)化的進(jìn)程中出現(xiàn)了大量的固體廢棄物,這些固體廢物如果不能妥善的處置,將是水土流失新的物質(zhì)來(lái)源。城市化伴隨著土地利用(覆蓋)變化,大量的天然植被為屋頂、路面和其他不透水地面代替,這割斷了大氣降水、地表水、土壤水、地下水的天然聯(lián)系,破壞了正常的水文循環(huán)與水文平衡。不透水地面的徑流系數(shù)很高,降水很快轉(zhuǎn)化為地表徑流,造成城市水資源的大量流失,加重了城市汛期排澇的負(fù)擔(dān),增加了城市排水管網(wǎng)的規(guī)模與建設(shè)成本。
參考文獻(xiàn):
[1]廖云飛.水土保持措施對(duì)水資源與水環(huán)境的影響研究[J].價(jià)值工程.2010(30):12~34.
[2]鄭寬新.水土保持流失危害分析及糾正措施[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月).2010(02):34~76
關(guān)鍵詞:水土保持 水環(huán)境 效應(yīng)
21世紀(jì)水的問(wèn)題已成為世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。水土流失不僅導(dǎo)致土地退化、耕地毀壞,制約山區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,而且加劇江河湖庫(kù)淤積和洪澇災(zāi)害,惡化生存環(huán)境,對(duì)我國(guó)的生態(tài)安全構(gòu)成重大威脅。水土流失是我國(guó)一項(xiàng)主要的環(huán)境問(wèn)題。水土流失破壞了大量的土地資源,淤塞江河湖庫(kù)、加重洪澇災(zāi)害,影響水資源的開(kāi)發(fā)和利用,嚴(yán)重影響了我國(guó)的生態(tài)安全與環(huán)境安全。為此,建國(guó)以來(lái)我國(guó)即進(jìn)行了大規(guī)模的水土保持綜合治理工作。但是水土保持改變了流域的下墊面條件,影響流域水文過(guò)程,由于水土保持措施蓄水功能顯著,干旱區(qū)河流徑流往往顯著減少。特別是 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái),黃河年下游斷流日益嚴(yán)重,水土保持與流域水資源安全關(guān)系的問(wèn)題引起了人們廣泛的關(guān)注。
1水土保持與水資源安全
1.1水土保持減沙對(duì)水資源安全的影響
水土流失造成河流含沙量增加,以致淤塞下游河流、湖泊、水庫(kù)、渠道,不利于水資源的充分利用。
。1)輸沙用水量是流域生態(tài)用水量的一部分,為了防止泥沙淤積、維持正常的河道形態(tài),多沙河流河道必須保持一定的流量,而且這部分流量一般是洪水流量對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)生活的其他方面是無(wú)益的甚至有害的;由于水土保持增加了河道內(nèi)用水,水土流失會(huì)減少一個(gè)流域的可利用水資源量。
(2)由于泥沙與洪水高度相關(guān),多沙河流上的水庫(kù),為了避免泥沙淤積,往往采取“蓄清排渾”的運(yùn)行方式,用大量水資源排沙,不利于充分發(fā)揮水庫(kù)的調(diào)節(jié)功能,緩解枯水期河流下游缺水的局面。
1.2水土保持減水對(duì)水資源安全的影響
水土保持具有顯著的蓄水、保水作用,可能在一定程度上減少河流徑流量,造成全流域水資源總量的減少。觀測(cè)資料顯示:經(jīng)過(guò)大規(guī)模水土保持后,黃土高原地區(qū)河流徑流下降。但是水土保持減水量對(duì)全流域水資源總量影響是微弱的,而且水土保持還具有增水(河川基流)、節(jié)水(流域農(nóng)業(yè)灌溉用水量)的作用。
(1)水土保持減水效益具有地域分異性和流域不整合性規(guī)律。水土保持減水減沙效益的地域分異性既包括多沙河流“水沙異源”規(guī)律,又指不同氣候類(lèi)型區(qū)河流徑流與水土保持關(guān)系不同。因氣候的地帶分異規(guī)律,不同地區(qū)水分蒸發(fā)的限制因素不同,干旱半干旱地區(qū),由于常年存在著水分虧缺,土壤供水能力小于水分氣化和水汽擴(kuò)散能力,水土保持可以增加入滲、減少地表徑流,但是入滲的水分首先要補(bǔ)給土壤水,隨著土壤供水條件的改善,流域蒸發(fā)量就會(huì)提高,相應(yīng)的徑流量會(huì)減小。但是濕潤(rùn)地區(qū)就不同,濕潤(rùn)地區(qū)的地表水分蒸發(fā)量主要由水分氣化和水汽擴(kuò)散能力決定,與下墊面條件沒(méi)有直接聯(lián)系,水土保持因此也不會(huì)對(duì)河川徑流量產(chǎn)生明顯的影響。
(2)水土保持減水量相當(dāng)大一部分是洪水量,基本是不可利用或難以利用的水量;水保措施攔蓄的洪水量相當(dāng)一部分在非汛期釋放,增加河川基流。水土保持措施具有明顯的涵養(yǎng)水源的作用,可以改善一個(gè)地區(qū)水資源的可利用性。水土保持雖然不能增加區(qū)域水資源數(shù)量,但可以控制坡面土壤侵蝕,增加降水入滲,消減洪峰,調(diào)節(jié)和涵養(yǎng)水源,有效改善一個(gè)地區(qū)的水資源質(zhì)量。
。3)水土保持增加的下墊面蒸散發(fā)量,并不是無(wú)效損失而是具有巨大的生效益。
水土保持的蓄水保土作用,改善了土壤肥力,不僅有助于植被恢復(fù)和生態(tài)改善,而且提高山區(qū)的土地生產(chǎn)力,增加了大量的農(nóng)林牧產(chǎn)品產(chǎn)量。如果不進(jìn)行水土保持綜合治理,生產(chǎn)相同數(shù)量農(nóng)產(chǎn)品就要消耗下游灌區(qū)大量水資源,所以水土保持在流域范圍內(nèi)起到了節(jié)水作用。
2水土保持與水環(huán)境安全
2.1水土流失與非點(diǎn)源污染
非點(diǎn)源污染是指大氣、地面或土壤中的污染物質(zhì)在降雨淋溶和沖刷下隨徑流進(jìn)入含水層、湖泊、河流、濱岸生態(tài)系統(tǒng)等引起的污染。非點(diǎn)源污染與水土流失有著密切的關(guān)系。與點(diǎn)源污染相比,非點(diǎn)源污染由于其分布廣泛,污水處理廠等傳統(tǒng)的工程措施難以有效控制。除加強(qiáng)管理,減少非點(diǎn)源污染的來(lái)源外,非點(diǎn)源污染防治一般均與水土保持結(jié)合起來(lái),主要有水土保持耕作措施、水土保持工程措施、植被緩沖帶、緩沖濕地等。水土保持耕作和工作措施一方面可以改良土壤,改善土壤的孔隙結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤的離子交換吸附能力,從而提高土壤的蓄水保肥性能,減少降雨、灌溉產(chǎn)生的地表徑流和深層滲漏以及因淋溶而流失的營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)和其他可溶性物質(zhì);另一方面可以改變產(chǎn)流產(chǎn)沙條件,減少土壤流失量和顆粒態(tài)的污染物的流失,從而達(dá)到控制非點(diǎn)源污染的目的。植被緩沖帶和緩沖濕地可以濾除徑流中的土壤和污染物顆粒,從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。植被緩沖帶包括緩沖林帶和緩沖草帶,植被緩沖帶增加了地表粗糙度,從而降低了坡面流速,增加了坡面徑流的入滲量,使徑流中的泥沙與固體顆粒發(fā)生沉淀,削減了污染物,達(dá)到控制非點(diǎn)源污染的效果。緩沖濕地作為農(nóng)田與水體的過(guò)渡帶,通過(guò)土壤吸附、植物吸收、生物降解等一系列作用,減少進(jìn)入水體的污染物的數(shù)量。緩沖植被帶或緩沖濕地所固定的污染物一部分為植物吸收、固定,另一部分在土壤孔隙界面上發(fā)生一系列生物化學(xué)反應(yīng)。土壤特別是周期性干濕交替的土壤中,氧化作用、礦化作用、腐殖化作用、硝化作用、反硝化作用等都很活躍,對(duì)有機(jī)物、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮等污染物的去除能力都很強(qiáng)。
2.2城市水土流失對(duì)水環(huán)境的影響
城市化和工礦業(yè)發(fā)展對(duì)水土流失與非點(diǎn)源污染有著明顯的影響。城市化和工業(yè)化中的水土流失問(wèn)題是水土保持科學(xué)關(guān)注的新的熱點(diǎn)問(wèn)題。在城市、工礦企業(yè)、道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和發(fā)展的過(guò)程中,一方面使地表形態(tài)發(fā)生變化,大量的深挖坡、高填坡工程產(chǎn)生了大量的高邊坡,提供了水土流失發(fā)生、發(fā)展的環(huán)境條件,另一方面在城市化、工業(yè)化的進(jìn)程中出現(xiàn)了大量的固體廢棄物,這些固體廢物如果不能妥善的處置,將是水土流失新的物質(zhì)來(lái)源。城市化伴隨著土地利用(覆蓋)變化,大量的天然植被為屋頂、路面和其他不透水地面代替,這割斷了大氣降水、地表水、土壤水、地下水的天然聯(lián)系,破壞了正常的水文循環(huán)與水文平衡。不透水地面的徑流系數(shù)很高,降水很快轉(zhuǎn)化為地表徑流,造成城市水資源的大量流失,加重了城市汛期排澇的負(fù)擔(dān),增加了城市排水管網(wǎng)的規(guī)模與建設(shè)成本。
參考文獻(xiàn):
[1]廖云飛.水土保持措施對(duì)水資源與水環(huán)境的影響研究[J].價(jià)值工程.2010(30):12~34.
[2]鄭寬新.水土保持流失危害分析及糾正措施[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月).2010(02):34~76