淺析水土流失對水庫綜合效益發(fā)揮的影響

崇陽縣青山水庫管理局

摘要：青山庫區(qū)共有土地面積44100hm2，其中草地5629 hm2，占土地總面積的12.76%，坡耕地11538hm2，占土地總面積的26.17%，難利用地12688hm2，土地總面積的28.77%，農(nóng)村居民生活用地14245hm2，土地總面積的32.3%，平均土壤侵蝕模數(shù)1698.45T/KM2.a，年平均水土流失總量749015T。水土流失不僅破壞了自然生態(tài)平衡，而且對庫區(qū)社會經(jīng)濟各方面造成了不利影響。

一、 水庫工程綜合概況

[流域概況] 青山水庫位于鄂南幕阜山北麓，東經(jīng)114°02'，北緯29°16'的崇陽縣青山鎮(zhèn)青山河。該河為長江右岸二級支流，河道全流域面積556 km2，水庫控制流域面積441 km2，占流域面積的79.3%，上游河道彎曲，兩岸山坡陡峭，河段平均比降0.53%。

[工程概況] 工程于1968年11月16日破土動工，1971年4月6日水庫開始蓄水，設計洪水標準為二百年一遇，校核標準為二千年一遇，總庫容4.30億立方米，其中：調(diào)洪庫容8260萬立方米，興利庫容20840萬立方米，死庫容13900萬立方米。是一座以防洪、灌溉為主，兼顧城鎮(zhèn)供水、發(fā)電、航運和養(yǎng)殖等綜合利用的大（Ⅱ）型水利工程。

[水文概況] 流域多年平均降雨量1552mm，多年平均徑流深850mm，雨量多集中在5-9 月，一般80%的水土流失在暴雨期間發(fā)生，對水庫集雨區(qū)造成隱患。

[行政區(qū)劃] 庫區(qū)涉及到崇陽縣的青山、銅鐘、港口、金塘和高枧五個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的四個行政村和通城縣的二個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的四個行政村，共有1820戶，總人口13111人，耕地面積19667畝，種植種類主要有：林、茶、果、玉米、紅苕等。

二、庫區(qū)水土流失狀況

[水土流失過程]水土流失是當今頭等環(huán)境問題，它破壞了土壤和土地資源，造成生態(tài)失調(diào)和限制社會經(jīng)濟發(fā)展，使目前已十分緊張的人多地少矛盾更加激化，為此，本人通過查閱大量的相關書籍以及多年的運用管理和觀測，初步了解庫區(qū)水土流失的基本特征和基本現(xiàn)狀，分析水土侵蝕經(jīng)歷了分離、搬運和沉積三個階段。

1、分離。土壤遭到破壞 、分化并離開原土體，從而發(fā)生物理位移。雨水沖擊、流水、凍融和風的磨蝕作用都是分離的主要作用力；

2、搬運。當土壤顆粒從原來的位置分離出來后，往往以不同的方式發(fā)生搬運。在水蝕區(qū)，搬運由漂流、流動、拖曳、濺水等所引起；

3、沉積。在搬運過程中，當運移的土粒超過外力所能負擔的能量時，土粒就會沉積，其方式是多種多樣的。

[水土流失狀況]庫區(qū)地形呈扇形，山丘林立、溝槽發(fā)育、巖性松軟、易于風化、土壤抗蝕差、植被覆蓋率較低，加之亂開墾禁耕地等造成水土流失嚴重，大量泥沙淤積在庫內(nèi)，使水庫蓄水減少、滯洪能力減弱，直接影響水庫的安全運行、灌溉、供水及其發(fā)電效益。根據(jù)實地調(diào)查測算，共有土地面積44100hm2，其中草地5629 hm2，占土地總面積的12.76%，坡耕地11538hm2，占土地總面積的26.17%，難利用地12688hm2，占土地總面積的28.77%，農(nóng)村居民生活用地14245hm2，占 土地總面積的32.3%（見表一）。

土地利用狀況一覽表（表一）

類型區(qū)名稱庫區(qū)土地利用狀況（hm2）

小計草地坡耕地難利用地居民用地

農(nóng)村居民生活區(qū)90861258207928282921

公共場地道路區(qū)6232844214411692075

自然森林區(qū)287823527731586919249

合 計441005629115381268814245

通過對庫區(qū)水土流失現(xiàn)狀的詳細調(diào)查，土壤侵蝕主要以輕、中度侵蝕為主，平均土壤侵蝕模數(shù)1698.45T/KM2.a，平均水土流失總量749015T，其中：微度流失面積25783hm2，占土地總面積的58.47%，輕度流失面積5629 hm2，占土地總面積的12.76%，中度流失面積12688hm2，占土地總面積的28.77%。通過初步調(diào)查研究和咨詢有關技術人員意見，經(jīng)計算確定農(nóng)村居民生活區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)9086T/KM2.a；公共場地道路區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)6232T/KM2.a；自然森林區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)28782T/KM2.a。（見表二、表三）

水土流失一覽表（表二）

類型區(qū)名稱庫區(qū)土地流失現(xiàn)狀（hm2）小計（hm2）

微度流失輕度流失中度流失

農(nóng)村居民生活區(qū)5000125828289086

公共場地道路區(qū)421984411696232

自然森林區(qū)165643527869128782

合 計2578356291268844100

水土流失量一覽表（表三）

項目

名稱合計微度流失輕度流失中度流失平均侵蝕

模數(shù)（T/KM2.a）

平均侵蝕模數(shù)（T/KM2.a）侵蝕

量（T）平均侵蝕模數(shù)（T/KM2.a）侵蝕

量（T）平均侵蝕

模數(shù)（T/KM2.a）侵蝕量（T）

農(nóng) 村 居

民生活區(qū)1632805002500020002516040001131201796.95

公 共 場

地道路區(qū)84735500210952000168804000467601359.70

自 然 森

林 區(qū)5010005008282020007054040003476401740.75

合 計749015500128915200011258040005075201698.446

三、水土流失成因

水土流失有多種成因：除受地形、地貌及地質(zhì)條件的制約外，特別是受區(qū)域水文氣象條件的影響。南方地處季風區(qū)，降水多為暴雨，沖刷嚴重.同時地形復雜，易產(chǎn)生水土流失.其次是人為原因.由于人多地少. 過度砍伐森林，陡坡開荒，地表植被減少，水土流失加劇泥沙淤積，導致庫容萎縮，洪峰調(diào)節(jié)功能削弱，水庫壽命縮短。

[地形、地貌及地質(zhì)影響] 庫區(qū)中低山為構造剝蝕堆積的主要地形，山頂高程100～300m，相對高差60～200m，山坡陡峭，地形地貌地質(zhì)多樣。主要由大源港、高枧港匯集到雙港注入水庫，沿途地形起伏不平，較陡的地勢和坡耕地向庫面傾斜，土質(zhì)疏松，主要由卵石、礫、砂、粘土、淤泥等組成，分布于河床、河漫灘、一級階地以及山腳、山坡上，一遇雨天泥沙順其雨水流入水體造成淤積。

[水文、氣象條件影響] 流域?qū)賮啛釒Ъ撅L氣候，夏季主要受太平洋季風影響，溫濕多雨，最高氣溫在8月中旬左右達40.7℃，冬季主要受西伯利亞高壓所控制，嚴寒、晴朗而又干燥，最低氣溫出現(xiàn)在1月份達-14℃，多年平均氣溫達16.6℃；多年平均蒸發(fā)量656mm；多年平均最大風速18.3 m/s；多年平均徑流量37210萬m3，降水量年內(nèi)分配不均，年際變化較大，根據(jù)1961-1998年資料統(tǒng)計，年降水量最大為2264.8 mm（1967年），年最大一日、三日降水量分別為244.5MM和383.1MM（1967年6月）。暴雨主要出現(xiàn)在5—9月份，其中以6-7月份暴雨發(fā)生最為頻繁，一般80%的水土流失在暴雨期間發(fā)生。

[人為因素影響] 一是由于人們對水土流失的觀念淡薄，加之地方治理資金短缺，毀林開荒、開山采石、公路改造與延伸、新建和復建住宅等使天然植被和穩(wěn)定的地形遭到破壞，淤積灘頭、原溪流低洼底質(zhì)（泥）等植被差的區(qū)域造成大量的水土流失；二是生態(tài)調(diào)節(jié)能力下降，耕地減少，地力下降，生態(tài)失衡，加劇了水土流失。

四、分析結論

工程已運行四十三年，庫區(qū)嚴重的水土流失，勢必造成水利工程運行管理的惡性循環(huán)，同時給當?shù)厣鐣?、?jīng)濟及人民的生命財產(chǎn)帶來了極大的負面影響，其損失不可低估。因此按照借鑒長江水利委員會江漢水文水資源局《泥沙觀測重法與體積換算方法研究》（王榮新、林云發(fā)、楊波、馬繼建、胡家慶所著）一書，關于滯洪期沙量垂直平均換算公式的平均容重V濕為1.15T/M3，按年水土流失量74.90萬噸計算，水庫43年來的累計總泥沙淤積量為：總泥沙淤積量=74.90萬T/年*43年=3220.7萬噸；

換算水庫43年來的累計總蓄水庫容減少量為：總蓄水庫容減少量=3220.7/1.15=2800.61萬立方米（相當于損失了一座中型水庫的水量），并且呈逐年遞增之勢。

根據(jù)2007-2013年供水統(tǒng)計：灌溉用水12576.06萬m3，平均年供水量1796.58萬m3，發(fā)電及結合灌溉供水193019.26萬m3，平均年供水量27574.18萬m3，；城鎮(zhèn)供水15506.82萬m3，平均年供水量2215.16萬m3，（見表四）。

參照上述資料，結合2007-2013年水資源分配比率，分析相應的累計衰減量，最后計算出相應的社會經(jīng)濟損益總量（見表五）：

水庫蓄水效益衰減情況統(tǒng)計表（五）

單位：萬M3

名稱/項目灌溉供水發(fā)電供水城鎮(zhèn)供水蒸發(fā)損失滲漏

損失合 計

年度衰減量4.097162.81865.04832.90610.029974.90

累計衰減量176.17232701.2011217.0751124.96321.28833220.70

占總水資源量（%）5.4783.876.743.880.04100

[工程防洪損失] 水庫防洪庫容占總庫容的19%，水土流失的淤積使防洪庫容相應減少，抵御洪水標準降低，抗洪風險增大，給水庫下游人民生命財產(chǎn)造成不可估量的安全隱患和經(jīng)濟損失（根據(jù)我縣水庫每立方米水量投資測算，中型水庫為1963元/m3*2800.61萬立方米，間接損益549.76萬元），既不利于人水和諧，也不利于社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

[民生供水損失] 供水累計損益為131.2934萬元。其中：灌溉水量176.1723萬立方米，減少灌溉面積5872.41畝，減少收入79277.54元；發(fā)電水量2701.2011萬立方米，減少發(fā)電2904517.32KW/H，減少收入1016581.06元；城鎮(zhèn)供水水量217.0751萬噸，減少收入217075.10元。在不考慮水保等方面損失的情況下，僅防洪和供水兩項減少直接和間接經(jīng)濟損失達681.05萬元。

五、綜合治理建議

庫區(qū)的水土流失，致使庫水位抬高，庫容縮小，導致興利減災能力降低，嚴重威脅水利工程安全、供水安全和生態(tài)安全。

鑒于上述原因，宜多途徑、全方位的采取綜合治理措施：

[加大庫區(qū)移民力度] 以深化實施移民政策為主線，以改善民生和促進穩(wěn)定和諧為重點，以增加農(nóng)民收入為目標，推進移民安置工作有序開展；

[引進項目、調(diào)整結構] 抓住政策機遇，積極爭取上級水保資金。以項目為依托，按照防治并重、治管結合、因地制宜、除害興利的綜合治理原則，采用工程措施和農(nóng)耕措施相結合，科學地劃分生態(tài)功能區(qū)域，分類開發(fā)、分類管理、分類保護。引導庫民從傳統(tǒng)的經(jīng)濟農(nóng)作物為收入來源向養(yǎng)魚、捕魚、種植經(jīng)濟林、果林等為收入來源的轉移；

[合理治理“四荒”工程] 針對荒山、荒溝、荒丘、荒灘，一是實施水保、治山、治荒工程，理順坡面水系，在V、U 形槽地形建砼攔沙壩，在坡面開挖排洪溝、沿山溝、沉沙凼、蓄水池、坡改梯等工程措施，攔截部分地表徑流，減緩洪水沖刷，涵養(yǎng)土壤水分，實施間作套種、免耕少耕，實現(xiàn)保水保土保肥，促進生態(tài)自然修復，恢復植被覆蓋；

[加大退耕還林力度] 一是根據(jù)地理條件和林木群落情況，建設三大防護林工程。即：灘地易澇楊柳防護林帶、坡地水保林木帶和多冠層養(yǎng)護路林帶；二是推行農(nóng)田林網(wǎng)化，在農(nóng)田的溝、渠兩側營造防護林，實現(xiàn)溝渠林網(wǎng)化、網(wǎng)格化；三是加強村莊的綠化工作，鼓勵、動員庫民實施庭院綠化、見空插綠、封山育林，退耕還林還果、增加林木草地覆蓋率；

[注重信息，科學調(diào)度] 利用水雨情、洪水調(diào)度和大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，及時掌握水、雨、工情信息，研判決策，科學調(diào)度，最大限度地減少自然災害損失。