有关水土保持水环境效应的研究

有关水土保持水环境效应的研究摘要：当前，国同时遭受水资源匮乏、水环境污染及水土流失严重等多种水环境生态问题。

水土保持结合流域综合治理能明显地改善水土流失地区的生态环境，显著地促进这些地区经济社会的可持续发展。

水土保持措施不仅可以提高坡地的蓄水保土能力，改善土壤的理化性质，减少流域水土资源和可溶性盐的流失量，滤除径流中的泥沙和固体颗粒污染物，使水质得到净化。

由于水土流失治理的长期性、复杂性和艰巨性，水土保持科研工作也始终面临着挑战。

因此，进行水土保持措施对水资源与水环境的影响研究已经势在必行。

本文在把握当前我国水土流失与水土保持措施实施现状的基础上，探讨了水土保持措施对水环境的效应与影响机理。

关键词：水土流失；水土保持；水环境效应；研究
文章编号：1674-3954（2013）09-0288-02
引言
21世纪水的问题已成为世界各国关注的焦点。

水土流失不仅导致土地退化、耕地毁坏，制约山区经济社会发展，而且加剧江河湖库淤积和洪涝灾害，恶化生存环境，对我国的生态安全构成重大威胁。

水土流失是我国一项主要的环境问题。

水土流失破坏了大量的土地资源，淤塞江河湖库、加重洪涝灾害，影响水资源的开发和利用，严重影响了我国的生态安全与环境安全。

为此，建国以来我国
即进行了大规模的水土保持综合治理工作。

但是水土保持改变了流域的下垫面条件，影响流域水文过程，由于水土保持措施蓄水功能显著，干旱区河流径流往往显著减少。

特别是20世纪90年代以来，黄河年下游断流日益严重，水土保持与流域水资源安全关系的问题引起了人们广泛的关注。

1 水土保持与水资源安全
1.1水土保持减沙对水资源安全的影响
水土流失造成河流含沙量增加，以致淤塞下游河流、湖泊、水库、渠道，不利于水资源的充分利用。

（1）输沙用水量是流域生态用水量的一部分，为了防止泥沙淤积、维持正常的河道形态，多沙河流河道必须保持一定的流量，而且这部分流量一般是洪水流量对生态环境和社会生活的其他方面
是无益的甚至有害的；由于水土保持增加了河道内用水，水土流失会减少一个流域的可利用水资源量。

（2）由于泥沙与洪水高度相关，多沙河流上的水库，为了避免泥沙淤积，往往采取“蓄清排浑”的运行方式，用大量水资源排沙，不利于充分发挥水库的调节功能，缓解枯水期河流下游缺水的局面。

1.2水土保持减水对水资源安全的影响
水土保持具有显著的蓄水、保水作用，可能在一定程度上减少河流径流量，造成全流域水资源总量的减少。

观测资料显示：经过
大规模水土保持后，黄土高原地区河流径流下降。

但是水土保持减水量对全流域水资源总量影响是微弱的，而且水土保持还具有增水（河川基流）、节水（流域农业灌溉用水量）的作用。

（1）水土保持减水效益具有地域分异性和流域不整合性规律。

水土保持减水减沙效益的地域分异性既包括多沙河流“水沙异源”规律，又指不同气候类型区河流径流与水土保持关系不同。

因气候的地带分异规律，不同地区水分蒸发的限制因素不同，干旱半干旱地区，由于常年存在着水分亏缺，土壤供水能力小于水分气化和水汽扩散能力，水土保持可以增加入渗、减少地表径流，但是入渗的水分首先要补给土壤水，随着土壤供水条件的改善，流域蒸发量就会提高，相应的径流量会减小。

但是湿润地区就不同，湿润地区的地表水分蒸发量主要由水分气化和水汽扩散能力决定，与下垫面条件没有直接联系，水土保持因此也不会对河川径流量产生明显的影响。

（2）水土保持减水量相当大一部分是洪水量，基本是不可利用或难以利用的水量；水保措施拦蓄的洪水量相当一部分在非汛期释放，增加河川基流。

水土保持措施具有明显的涵养水源的作用，可以改善一个地区水资源的可利用性。

水土保持虽然不能增加区域水资源数量，但可以控制坡面土壤侵蚀，增加降水入渗，消减洪峰，调节和涵养水源，有效改善一个地区的水资源质量。

（3）水土保持增加的下垫面蒸散发量，并不是无效损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，不仅有助于植被恢复和生态改善，而且提高山区的土地生产力，增加了大量的农林牧产品产量。

如果不进行水土保持综合治理，生产相同数量农产品就要消耗下游灌区大量水资源，所以水土保持在流域范围内起到了节水作用。

2 水土保持与水环境安全
2.1水土流失与非点源污染
非点源污染是指大气、地面或土壤中的污染物质在降雨淋溶和冲刷下随径流进入含水层、湖泊、河流、滨岸生态系统等引起的污染。

非点源污染与水土流失有着密切的关系。

与点源污染相比，非点源污染由于其分布广泛，污水处理厂等传统的工程措施难以有效控制。

除加强管理，减少非点源污染的来源外，非点源污染防治一般均与水土保持结合起来，主要有水土保持耕作措施、水土保持工程措施、植被缓冲带、缓冲湿地等。

水土保持耕作和工作措施一方面可以改良土壤，改善土壤的孔隙结构，增强土壤的离子交换吸附能力，从而提高土壤的蓄水保肥性能，减少降雨、灌溉产生的地表径流和深层渗漏以及因淋溶而流失的营养盐类和其他可溶性物质；另一方面可以改变产流产沙条件，减少土壤流失量和颗粒态的污染物的流失，从而达到控制非点
源污染的目的。

植被缓冲带和缓冲湿地可以滤除径流中的土壤和污染物颗粒，从而达到净化水质的目的。

植被缓冲带包括缓冲林带和缓冲草带，植被缓冲带增加了地表粗糙度，从而降低了坡面流速，增加了坡面径流的入渗量，使径流中的泥沙与固体颗粒发生沉淀，削减了污染物，达到控制非点源污染的效果。

缓冲湿地作为农田与水体的过渡带，通过土壤吸附、植物吸收、生物降解等一系列作用，减少进入水体的污染物的数量。

缓冲植被带或缓冲湿地所固定的污染物一部分为植物吸收、固定，另一部分在土壤孔隙界面上发生一系列生物化学反应。

土壤特别是周期性干湿交替的土壤中，氧化作用、矿化作用、腐殖化作用、硝化作用、反硝化作用等都很活跃，对有机物、硝态氮、铵态氮等污染物的去除能力都很强。

2.2城市水土流失对水环境的影响
城市化和工矿业发展对水土流失与非点源污染有着明显的影响。

城市化和工业化中的水土流失问题是水土保持科学关注的新的热点问题。

在城市、工矿企业、道路等基础设施建设和发展的过程中，一方面使地表形态发生变化，大量的深挖坡、高填坡工程产生了大量的高边坡，提供了水土流失发生、发展的环境条件，另一方面在城市化、工业化的进程中出现了大量的固体废弃物，这些固体废物如果不能妥善的处置，将是水土流失新的物质来源。

城市化伴随着土地利用（覆盖）变化，大量的天然植被为屋顶、路面和其他不透水地面代替，这割断了大气降水、地表水、土壤水、地下水的天然联系，破坏了正常的水文循环与水文平衡。

不透水地面的径流系数很高，降水很快转化为地表径流，造成城市水资源的大量流失，加重了城市汛期排涝的负担，增加了城市排水管网的规模与建设成本。

如果城市的排水规模超出了下游排水河道与容泄区的排水能力，又会造成城市和下游地区的暴雨、洪水灾害。

因地表水资源大量流失，城市地下水补给量减少，从而更易发生地下水超采，产生地下水位下降、地面沉降裂缝等一系列地质灾害。

城市水土流失与非点源污染必须综合治理。

首先城市化、工业化过程中必须坚持经济社会发展与生态环境保护保护，贯彻“3r”原则，即reduce（减量化）、reuse（再利用）、recycle（循环利用），减少水土流失与非点源污染的物质来源。

其次要针对城市水土流失的特点与规律，采取适当的水土保持措施。

另外在城市里建设各种透水性地面（包括绿地）也可以使水资源就地入渗利用，也可以将小规模集水面上产生的径流引到渗井中，回灌地下水，而不使水资源流失。

3 结语
我国是水土流失较为严重的国家，根据2002年公布的第二次土壤侵蚀遥感普查结果，全国现有水土流失面积356万km2，占国土
总面积的37%，其中西北黄土高原地区是我国乃至世界上水土流失最严重的地区之一。

水土保持具有涵养水源、净化水质、减少河流冲沙用水和灌溉用水的效益，从而有助于流域的水资源与水环境安全。

综合各方面的因素考虑，水土保持可能在一定程度上减少干旱区河流的径流量，但是由于其具有减少侵蚀、增加产量、控制污染的作用，可以显著提高一个地区的水资源和水环境安全程度。