【摘要】水土保持是防止水土流失的良方,是保護(hù)水資源和合理利用水資源的必由之路,做好水土保持工作可以在提高土壤的生產(chǎn)力上具有明顯的效益,這必然也會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,可以建立一種較為科學(xué)的水土保持體系。
【關(guān)鍵詞】水土流失水土保持工程措施
中圖分類(lèi)號(hào):S157文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
水土流失導(dǎo)致的危害已經(jīng)成為目前中國(guó)生態(tài)環(huán)境危害主要因素之一,因?yàn)樗亮魇?yán)重的影響了水資源的循環(huán)和利用。在一定程度上。我們甚至可以把水土流失看成是中國(guó)的頭號(hào)環(huán)境問(wèn)題。如何更好的遏制水土流失,進(jìn)行最大限度的水土保持應(yīng)該是目前我們需要及時(shí)解決的問(wèn)題,也是我們改善水土流失的現(xiàn)狀,提高生態(tài)環(huán)境保護(hù)質(zhì)量的正確選擇。我國(guó)西南地區(qū)的土石山區(qū)的地理特征決定著其水土流失的必然性,針對(duì)這一水土流失較為嚴(yán)重的地區(qū),水土保持所發(fā)揮的作用將會(huì)是極其明顯的。
一、水土流失的危害
1、枯水季節(jié)水量減少,容易發(fā)生澇災(zāi)
水土流失的首要后果是使枯水季節(jié)水量減少,嚴(yán)重的是水源枯竭,河道斷流,具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面:第一,使土壤蓄水量減少,土壤顆粒間的空隙占土壤總體積的30%-50%,空隙是水份存在的空間,是涵養(yǎng)水源的關(guān)鍵,由于土壤隨水而去,貯水空間就隨之喪失,土壤的蓄水量也因此減少,從水文角度講,是增強(qiáng)了徑流的年內(nèi)變化,使洪水季節(jié)水更多,枯水季節(jié)水更少;第二,水土流失使得梯田、水塘、水庫(kù)、湖泊、河道等發(fā)生淤積,蓄水容積減小,蓄水量也相應(yīng)減少,也同樣使汛期水更多,枯季水更少。水土流失容易造成澇災(zāi)。
2、增加地表徑流,加劇洪水泛濫
水土流失使枯水季節(jié)水量減少,但在洪水季節(jié)恰恰相反。水土流失嚴(yán)重的地區(qū),植被大部分遭到了破壞,同時(shí),山區(qū)更容易發(fā)生水土流失。當(dāng)暴雨發(fā)生時(shí),由于地面坡度大,植被不夠,坡面截流能力較差,土壤表層涵水能力低,使得降雨強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于土壤入滲速度,雨水來(lái)不及入滲,迅速大量產(chǎn)流,瞬時(shí)形成山洪,洪水過(guò)程與暴雨過(guò)程相似,陡漲陡落,歷時(shí)短暫,兇猛的洪水夾雜泥沙傾瀉而下,使下游人民的生命財(cái)產(chǎn)遭受?chē)?yán)重?fù)p失.
3、造成河庫(kù)淤塞,降低水利工程的效益
由于表層土壤裸露,在水力的侵蝕下,大量泥沙隨地表徑流流向水庫(kù)、江河,一方面淤積的泥沙減少了庫(kù)容,削弱了水庫(kù)的防洪能力,減少水庫(kù)的使用壽命,嚴(yán)重時(shí)易造成漫壩、垮壩等災(zāi)害,另一方面造成溝渠江河河床抬高,嚴(yán)重影響行洪能力,致使洪水宣泄不暢,水位上漲。
4、容易引發(fā)山體滑坡、泥石流等災(zāi)害
由于植被破壞、徑流改變,土壤乃至地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到影響,一遇暴雨,極易形成山體滑坡和泥石流,造成山洪災(zāi)害;、泥石流等災(zāi)害除了沖毀房屋、道路、電力通訊等設(shè)施外,也將破壞農(nóng)田、水庫(kù)等水利設(shè)施.
5、水環(huán)境質(zhì)量下降
由于洪水增大,發(fā)生次數(shù)增加,表層土壤以泥沙形式進(jìn)入水體,水體中含沙量增加,增加了水的濁度。同時(shí),流失的土壤中含有大量的有機(jī)質(zhì)及殘存的農(nóng)藥、肥料等物質(zhì),這些物質(zhì)隨土壤一起進(jìn)入水體,使水體的面源污染加大.水土流失越嚴(yán)重,進(jìn)入水體的污染物就越多,水污染越嚴(yán)重。如前所述,水土流失使水庫(kù)、湖泊、河道等發(fā)生淤積,同時(shí),枯水季節(jié)水量減少,因此,造成水體的稀釋自?xún)裟芰ο陆,水環(huán)境容量減少,水污染速度加快。
二、治理水土流失的水土保持工程措施
1、坡面治理工程
坡面在山區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位,斜坡又是和徑流的策源地,水土保持要坡溝兼治,而坡面治理是基礎(chǔ)。坡面治理工程包括斜坡固定工程、山坡截流溝和溝頭防護(hù)工程等。
2、斜坡固定工程
斜坡固定工程是指為防止斜坡巖土體的運(yùn)動(dòng),保證斜坡穩(wěn)定而布設(shè)的工程措施,包括攔墻、搞滑樁、削坡、反壓填土、排水工程、護(hù)坡工程、滑動(dòng)帶加固工程和植物固坡措施等。
3、山坡截流溝
山坡截流溝是在斜坡上每隔一定距離坡修筑的具有一定坡度的溝道。
。1)截流溝的作用
山坡截流溝能截短坡長(zhǎng),阻截徑流,減免徑流沖刷,將分散的坡面徑流集中起來(lái),輸送到蓄水工程里或直接輸送到農(nóng)田、草地或林地。山坡截流溝等高耕作、梯田、澇池,溝頭防護(hù)以及引洪溫地等措施相配合,對(duì)保護(hù)其下部的農(nóng)田,防止溝頭前進(jìn),防治滑坡,維護(hù)村莊和公路、鐵路的安全有重要的作用。
。2)梯田的作用
梯田是基本的水土保持工程措施,對(duì)于改變地形,減沙、改良土壤,增加農(nóng)作物產(chǎn)量,改善生產(chǎn)條件和生態(tài)環(huán)境等都有很大作用。
4、床固定溝
為固定溝床,攔蓄泥沙,防止或減輕山洪及泥石流災(zāi)害而在山區(qū)溝道中修筑的各種工程措施,谷坊、攔沙壩、淤地壩、小型水庫(kù)、護(hù)岸工程等,稱(chēng)為溝道治理工程。溝床固定工程的主要售后服務(wù)則在于防止溝道底部下切,固定并抬高侵蝕基準(zhǔn)面,減緩溝道縱坡,減小山洪流速。溝床固定工程包括谷坊、防沖檻、溝床鋪砌、種草皮、溝底防沖林帶等措施。歐洲荒溪治理中的溝床固定工程稱(chēng)為固床壩、潛堰;日本防沙工程中的溝床固定工程有固底壩、防沖壩等。
谷坊是山區(qū)溝道,內(nèi)為防止溝床沖刷及泥沙災(zāi)害而修筑的橫向擋攔建筑物,又名沖壩、沙土壩、閘山溝等。谷坊高度一般小于3m,是水土流失地區(qū)溝道治理的一種主要工程措施。谷坊的作用:
。1)固定與抬高侵蝕基準(zhǔn)面,防止溝床下切;
。2)高溝床,穩(wěn)定山坡腳,防止溝岸擴(kuò)張及滑坡;
。3)緩溝道縱坡,減小山洪流速,減輕山洪或泥石流災(zāi)害;
。4)溝道逐漸淤平,形成鞏階地,為發(fā)展農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造條件。
谷坊的主要作用是防止溝床下切沖刷。因此,在考慮溝段是否應(yīng)該修建谷坊時(shí)首先應(yīng)當(dāng)研究該段溝道是否會(huì)發(fā)生下切沖刷作用。
攔沙壩(sediment storage dam)是以攔山洪及泥石流(荒溪)中固體物質(zhì)為主要目的,防治泥沙災(zāi)害的擋攔建筑物。它是荒溪治理主要的溝道工程措施,壩高一般為3~15m,在黃土區(qū)亦稱(chēng)泥壩。
在水土流失地區(qū)溝道內(nèi)修筑攔沙壩,具有以下幾個(gè)方面的功能:
。1)攔蓄(包括塊石)經(jīng)免除泥沙對(duì)下游的危害,便于下游對(duì)河道的整治。
(2)提高壩址處的侵蝕基準(zhǔn),減緩了壩上游淤積段河床比降,加寬了河床,并使流速和徑流深減小,從而大大減小了水流的侵蝕能力。
。3)淤積物淤埋上游兩岸坡腳,由于坡面比高降低,坡長(zhǎng)減小,使坡面沖刷作用和岸坡崩塌減弱,最終趨于穩(wěn)定,因溝道流水侵蝕作用而引起的溝岸滑坡,其剪出口往往位于坡腳附近,攔沙壩的淤積物掩埋了滑坡體剪出口,對(duì)滑坡運(yùn)動(dòng)主生阻力,促使滑坡穩(wěn)定。
(4)沙壩在減少泥沙來(lái)源和攔蓄泥沙方面起重大作用。攔沙壩將泥石流中的固體物質(zhì)堆積庫(kù)內(nèi),可以使下游免遭泥石流危害。如前蘇聯(lián)阿拉木圖麥杰奧地區(qū)彩定向大爆破修建了一座高達(dá)115m 的攔壩,1973 年7月15日在小阿拉木圖河發(fā)生了一場(chǎng)特大泥石流,該壩攔蓄了400 萬(wàn)立方米的固體物質(zhì),使阿拉木圖市避免了一場(chǎng)泥石流災(zāi)害。
5、淤地壩工程
淤地壩系指在水土流失地區(qū)的溝道中興建的滯洪、攔泥、淤地的壩工建筑物。其作用是調(diào)節(jié)徑流泥沙,控制溝床下切,溝岸擴(kuò)張,減少溝谷重力侵蝕,防止溝道水土流失,減輕下游河道及水庫(kù)泥沙淤積,變荒溝為良田,改善生態(tài)環(huán)境。淤地壩一般不長(zhǎng)期蓄水,對(duì)下游也無(wú)灌溉要求,隨著壩內(nèi)淤積面積的逐年提高,壩體與壩地能較快地連成一個(gè)整體,實(shí)際上可看作是一個(gè)重力式擋泥(土)墻。一般淤地壩由壩體、溢洪道、放水建筑物三個(gè)部分組成,溢洪道是排泄洪水建筑物,當(dāng)淤地壩洪水位超過(guò)設(shè)計(jì)高度時(shí),就由溢洪道排出,以保證壩體的安全和壩地的正常生產(chǎn)。放水建筑物多采用豎井式和臥管式,溝道常流水,庫(kù)內(nèi)清水等通過(guò)設(shè)備排泄到下游。反濾排水設(shè)備是為排入壩內(nèi)地下水,防止壩地鹽堿化,增加壩坡穩(wěn)定性而設(shè)置的。淤地壩設(shè)計(jì)、施工、管理技術(shù)與水庫(kù)有相同的方面,也有不同的方面。淤地壩在構(gòu)成上也要求大壩、溢洪道和放水涵管“三大件”齊全,但由于它主要用于攔泥而非長(zhǎng)期蓄水,因此,淤地壩比水庫(kù)大壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)低,壩坡比較陡,對(duì)地質(zhì)條件要求低,壩基、岸坡處理和背水坡腳排水設(shè)施篇章。淤地壩在設(shè)計(jì)和運(yùn)用上一般可不考慮壩基滲漏和放水驟降等問(wèn)題。
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