西部山區(qū)嚴(yán)重缺水地區(qū)水土保持對(duì)水量及水質(zhì)的影響

□ 曹志成

（甘肅隴南市成縣鐔河鄉(xiāng)政府，甘肅 成縣 742500）

通常而言，對(duì)于“水土保持”，我們可以將其初步理解為預(yù)防水土流失、做好水土資源保護(hù)工作，旨在增加土地生產(chǎn)水平，維護(hù)生態(tài)環(huán)境于平衡，最終達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。要想做好保持水土的工作，一方面要預(yù)防，另一方面要治理。預(yù)防是為了規(guī)范人們對(duì)水土資源的開(kāi)發(fā)行為，防止過(guò)度開(kāi)發(fā)水土資源［1］。治理，則是在水土流失問(wèn)題已經(jīng)發(fā)生后，采取一些補(bǔ)救措施，如植物措施、工程措施等。我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，已經(jīng)由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展過(guò)渡。國(guó)家明確指出，現(xiàn)代化建設(shè)是涵蓋實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好發(fā)展的現(xiàn)代化。但是，破壞環(huán)境的不和諧發(fā)展現(xiàn)象難以完全消除，例如對(duì)水資源造成高污染的產(chǎn)業(yè)，在有些地區(qū)仍然存在。這些現(xiàn)象對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展以及水土保持工作造成較大的負(fù)向影響。環(huán)境友好型的發(fā)展，是人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的必然選擇。環(huán)境友好型的發(fā)展包括做好水土保持工作。在水土保持工作領(lǐng)域，建設(shè)水利工程是水資源維護(hù)中綜合效益較好的措施。就區(qū)域水資源而言，實(shí)踐證明，通過(guò)對(duì)水土保持對(duì)水質(zhì)與水資源的影響的科學(xué)研究，可以對(duì)水資源的管理提供科學(xué)合理的指導(dǎo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水土流失的有效控制，有效降低了由于降雨而造成的表層植被受到破壞和水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的退化速度。

一、西部山區(qū)嚴(yán)重缺水地區(qū)水土保持的重要性

（一）水土保持有利于增強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)

眾所周知，在全球范圍內(nèi)，我國(guó)水土流失位列最嚴(yán)重國(guó)家行列，特別是西部地區(qū)尤為嚴(yán)重。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在我國(guó)，水土流失總面積達(dá)360余萬(wàn)平方公里，這之中西部地區(qū)占了較大比例，可達(dá)80%。在我國(guó)，目前荒漠化問(wèn)題也非常嚴(yán)重，其面積已經(jīng)有262萬(wàn)平方公里，這是一個(gè)非常高的水平，并且，荒漠化的面積依然以每年2400余平方公里的增速遞增，絕大部分都集中于西部地域。事實(shí)上，水土流失危害非常大，對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)發(fā)展都產(chǎn)生了較大威脅，嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展，也影響了整個(gè)西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)步。生態(tài)文明隸屬于人類社會(huì)文明相對(duì)重要的范疇，社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的重要標(biāo)志也是以此為準(zhǔn)的。生態(tài)文明務(wù)必以尊重和維護(hù)生態(tài)環(huán)境為前提，同樣也是可持續(xù)的生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)有序發(fā)展的重要根基。通過(guò)工程、林草、生物、管理等措施進(jìn)行的水土流失綜合治理，在保護(hù)國(guó)土、增加耕地?cái)?shù)量和山區(qū)脫貧致富、減少河流泥沙、減輕洪澇災(zāi)害等方面具有不可替代的作用。因此，依法搞好水土保持，是每個(gè)水保人刻不容緩的責(zé)任和義務(wù)。

（二）水土保持可減少西部沙塵暴威脅，改善生態(tài)環(huán)境安全

在我國(guó)的西部地區(qū)，由于生態(tài)環(huán)境較差，進(jìn)一步加劇了荒漠化程度。引發(fā)的沙塵暴對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生產(chǎn)、生活產(chǎn)生巨大的影響，危及著國(guó)土生態(tài)安全，并且危害的程度越來(lái)越大，波及的范圍越來(lái)越廣。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，全國(guó)土地沙漠化呈現(xiàn)加速擴(kuò)大的趨勢(shì)，50年代每年的增長(zhǎng)速度大約為1500平方公里，到了20世紀(jì)70年代，這個(gè)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)到了2100平方公里，到了20世紀(jì)90年代，則進(jìn)一步增長(zhǎng)到了2460平方公里，換句話說(shuō)，相當(dāng)于每年都在沙化掉一個(gè)中等縣，數(shù)據(jù)觸目驚心。

事實(shí)上，我國(guó)的西部地區(qū)，在全世界范圍內(nèi)也是一個(gè)沙塵暴較為高發(fā)的地區(qū)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，從16世紀(jì)開(kāi)始，增長(zhǎng)速度迅速增加，到了20世紀(jì)，已經(jīng)形成了一個(gè)高峰，近幾年呈逐年上升的趨勢(shì)。尤其是1993年5月5日，強(qiáng)沙塵暴席卷了新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏平原以及華北地區(qū)，涉及70多萬(wàn)平方公里，4個(gè)省、自治區(qū)，18個(gè)市地，72個(gè)縣（旗），百余個(gè)綠洲以及超過(guò)千萬(wàn)人口，這就給社會(huì)大眾帶來(lái)了巨大的損失，包括生命與財(cái)產(chǎn)損失，其中，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到5.6億元，還使地表風(fēng)蝕10～30厘米，沙漠沙丘前移1～8米，每平方公里降塵261～256噸。2000年春季3-4月份，西北、華北連續(xù)發(fā)生了12次大規(guī)模的風(fēng)沙天氣。其中3月27-28日，甘肅中部等地陸續(xù)出現(xiàn)沙塵暴，沙塵暴天氣到達(dá)南京、上海，浮塵遇雨形成“泥漿雨”。4月24-26日，西北、華北出現(xiàn)了大范圍大風(fēng)、揚(yáng)沙、塵暴天氣，卷入高空的浮塵波及蘇、皖、浙等地，進(jìn)而影響到全國(guó)的生態(tài)安全。

二、水土保持落后帶來(lái)的危害

（一）水土流失與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件關(guān)系密切

在全國(guó)范圍內(nèi)，沙化面積逐年增加，最近幾年，由于水土流失，每年增加2460平方公里。水土流失，顧名思義，雨水與徑流沖刷地面，造成土質(zhì)變差，養(yǎng)分流失，進(jìn)而降低耕地養(yǎng)分，甚至造成喪失耕地能力，最終造成農(nóng)作物產(chǎn)量的下降。相關(guān)測(cè)算表明，在坡度為10～30度的坡耕地中，假設(shè)年降水量達(dá)到450毫米，季降雨六成的地域，會(huì)造成6.5噸地表土的流失。在我國(guó)西南地區(qū)，降雨量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這個(gè)數(shù)值，因此存在更為突出的水土流失問(wèn)題，易于造成自然災(zāi)害，耕地條件進(jìn)一步變差。

（二）環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展互為依托

經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步事實(shí)上是與生態(tài)環(huán)境潛力息息相關(guān)的。在自然環(huán)境好、問(wèn)題不突出的地區(qū)，人口一般較多，那么經(jīng)濟(jì)條件也相應(yīng)較好。相反地，在生態(tài)環(huán)境惡劣的地區(qū)，就會(huì)暴露出很多環(huán)境問(wèn)題，人口水平低，經(jīng)濟(jì)落后，乃至貧困。在我國(guó)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在明顯的區(qū)域不均衡性，這也可以從另一個(gè)角度證明這個(gè)問(wèn)題。從東部地區(qū)來(lái)看，存在明顯的正面效應(yīng)，因此生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好，水土條件好，經(jīng)濟(jì)更發(fā)達(dá)。在西部地區(qū)，則存在較為明顯的缺水問(wèn)題，生態(tài)環(huán)境較差，進(jìn)而造成進(jìn)一步環(huán)境惡化，一方面，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題每年都會(huì)為其帶來(lái)嚴(yán)峻的問(wèn)題，造成直接的經(jīng)濟(jì)損失，舉例來(lái)說(shuō)，四川全省范圍糧食每年都會(huì)減產(chǎn)30億公斤；另一方面，由于水土流失，產(chǎn)生了干旱以及荒漠化的問(wèn)題，進(jìn)一步加劇了土壤的貧瘠程度，有機(jī)物大量流失，糧食的產(chǎn)量進(jìn)一步下降，為了緩解溫飽問(wèn)題，又會(huì)開(kāi)始新一輪的毀林開(kāi)荒，增加耕地面積，加之長(zhǎng)久以來(lái)，始終存在地下水過(guò)度使用問(wèn)題，又無(wú)形中加重了西部地區(qū)的干旱，非但無(wú)法從本質(zhì)上解決糧食產(chǎn)量問(wèn)題，而且還會(huì)產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終越來(lái)越貧窮。

（三）水資源管理無(wú)序會(huì)帶來(lái)不良后果

管理水資源是一項(xiàng)非常重要的工作，通過(guò)優(yōu)化水資源構(gòu)成等方式保證水資源高效、持續(xù)利用。在水資源管理方面，應(yīng)該盡快立法，通過(guò)法律的方式實(shí)現(xiàn)水資源的應(yīng)用、保護(hù)。水資源的法律管理與相關(guān)行為的管理是保證水資源高效應(yīng)用的重要舉措。

三、水土保持對(duì)水資源量及水質(zhì)的影響

（一）對(duì)水資源量的影響

通常來(lái)說(shuō)，有效展開(kāi)水土保持工作，能夠降低產(chǎn)沙模數(shù)、地表徑流量；能夠使洪峰流量在一定范圍內(nèi)減少，降低水流的含沙量；延遲洪水高峰的形成時(shí)間；改變洪水的持續(xù)時(shí)間；改變產(chǎn)沙量與產(chǎn)流關(guān)系；對(duì)區(qū)域水循環(huán)等造成影響，土壤遭受侵蝕造成的非點(diǎn)源污染不僅影響到地下水資源總量，還改變了污染源滲透到地下水的途徑和方式。此外，水土保持的好壞，還在很大程度上決定著地下水的質(zhì)量。通過(guò)一系列的水土養(yǎng)護(hù)舉措，一方面能夠有效控制水資源量，另一方面還能夠合理地控制其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改善地域水資源污染情況，最終優(yōu)化總體區(qū)域水資源水平。

（二）對(duì)水質(zhì)的影響

水質(zhì)就是水的品質(zhì)，它包含了水的物理特征，如顏色、氣味等，以及化學(xué)特征包括（有機(jī)物、無(wú)機(jī)物以及生物特征，細(xì)菌等及其組成表象）。水質(zhì)和土壤的保持對(duì)水質(zhì)的影響主要是通過(guò)某些科學(xué)措施吸收、過(guò)濾、移除水中的污染物和有害物質(zhì)，從而改善地表水和地下水的質(zhì)量。

非點(diǎn)源污染可以根據(jù)污染的實(shí)際來(lái)源和產(chǎn)量分類，按照這種分類方法分為五種：（1）農(nóng)業(yè)活動(dòng)以及生產(chǎn)中形成的非點(diǎn)源污染；（2）土壤受到侵蝕造成的非點(diǎn)源污染；（3）農(nóng)民在日常生活中產(chǎn)生的非點(diǎn)源污染；（4）地表徑流產(chǎn)生在城市集水形成的非點(diǎn)源污染；（5）空氣之中的懸浮與漂浮顆粒條件下的污染物質(zhì)在降水過(guò)程中產(chǎn)生的降塵非點(diǎn)源污染。非點(diǎn)源污染具有潛在且隱形的表征特征較強(qiáng)、污染源散布區(qū)域較廣、隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn)。機(jī)理成因的模糊性以及在分析與控制上具有較大的難度等，都屬于非點(diǎn)源污染的主要特征。在實(shí)際工作中，我們通過(guò)一系列舉措，包括水土保持、生物和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域等的措施，對(duì)水質(zhì)的影響主要在非點(diǎn)源污染的控制方面顯著地體現(xiàn)出來(lái)。

四、西部山區(qū)嚴(yán)重缺水地區(qū)水土保護(hù)的具體措施

（一）水文分析

在水利工程當(dāng)中，運(yùn)用水文水資源管理可以起到非常好的效果，對(duì)水位水資源管理進(jìn)行全面的分析非常關(guān)鍵。在信息化的時(shí)代下，伴隨信息技術(shù)的普及到水文分析測(cè)工作中，水文分析工作的精準(zhǔn)度與整體效率大大地提高了。但是迄今為止，信息技術(shù)應(yīng)用到水文分析相關(guān)工作時(shí)還是存在著諸多問(wèn)題。水文分析具體指的是通過(guò)觀測(cè)相關(guān)沉積物對(duì)應(yīng)的水文條件，研究土壤與沙子具體的蓄水能力。就是研究降水形成沙子的一種規(guī)律，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的產(chǎn)沙模型，并通過(guò)水土治理調(diào)節(jié)以后形成的降水環(huán)境，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的模擬測(cè)算，將水土治理前后的計(jì)算情況進(jìn)行比對(duì)，由此科學(xué)測(cè)算出在水土保持治理中形成的實(shí)際水沙量。水文測(cè)量法的主要優(yōu)點(diǎn)是，如果實(shí)際水文測(cè)量信息準(zhǔn)確，該模型相對(duì)簡(jiǎn)單，容易計(jì)算；如果水文數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，則可以測(cè)算和推導(dǎo)出大面積水沙的變化規(guī)律。水文分析能夠有效計(jì)算土壤和水的治理措施中水沙的實(shí)際縮減數(shù)量，但是很難區(qū)分對(duì)單項(xiàng)具體的水土治理措施的控制程度。根據(jù)自然規(guī)律來(lái)看，能夠?qū)Ξa(chǎn)流形成影響的因素主要是在汛期的降雨、非汛期的降雨這兩個(gè)方面，這項(xiàng)措施均可以加以區(qū)分，基于此原因，水文分析方法的推廣使用簡(jiǎn)潔易行。

（二）成因分析

成因分析，是指基于開(kāi)展水土保持工作取得的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，輔之以能夠反映河道中的不同的產(chǎn)沙情況的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，以及由于人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)形成的水土流失量，從而測(cè)算出水土保持工作中取得的減沙減水成效的方法。這一方法的關(guān)鍵要素是確定蓄水保土工作措施的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)和水保護(hù)措施的定量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是：（1）可以較為直觀地掌握到有效緩解土壤侵蝕的信息資料；（2）能夠在一定的范圍內(nèi)核實(shí)驗(yàn)證水文計(jì)算法的合理性；（3）可以通過(guò)數(shù)量化的形態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄水?dāng)r沙工作量化分析，從而得到較為準(zhǔn)確的實(shí)際工作成效情況，并且還能夠?qū)φw的蓄水?dāng)r沙工作的實(shí)際效益進(jìn)行評(píng)估，以及規(guī)劃出下一步的治理措施。

（三）非點(diǎn)源污染物計(jì)算

非點(diǎn)源污染物包括溶解態(tài)和吸附態(tài)物質(zhì)兩個(gè)組成部分。溶解態(tài)物質(zhì)是指污染物與雨水夾雜以地表徑流的方式融入水體；吸附態(tài)物質(zhì)是指固態(tài)污染物伴隨著被污染的土壤在地表徑流中被搬運(yùn)到水體中。非點(diǎn)源污染的重要特征表現(xiàn)是土壤的遷移和被搬運(yùn)形成的，在這個(gè)過(guò)程中，侵蝕是形成非點(diǎn)源污染的主要方式。水環(huán)境的下游污染的成因是由于在降水過(guò)程中產(chǎn)生的沙礫伴隨所夾雜的污染物形成的。我們可以通過(guò)分析地表水的徑流、地下水的徑流的有關(guān)表現(xiàn)特征，有的放矢地開(kāi)展水土保持工作。值得注意的是，由于非點(diǎn)源污染自身固有的不確定性特征，加之對(duì)其具有影響力的因素呈現(xiàn)出錯(cuò)綜復(fù)雜的分布狀態(tài)，再就是監(jiān)測(cè)方法存在的局限性，因此，就對(duì)在開(kāi)展非點(diǎn)源污染的監(jiān)控工作和模擬建立數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生了難度；此外，分布式水文模型需要精確的數(shù)據(jù)資料，業(yè)界普遍認(rèn)為，只要數(shù)據(jù)存在偏差，就會(huì)對(duì)模擬測(cè)算的結(jié)果形成很高的偏離度，所以在學(xué)術(shù)界，大部分通過(guò)成因分析法展開(kāi)研究，構(gòu)建非點(diǎn)源負(fù)荷模型進(jìn)行監(jiān)控與對(duì)應(yīng)的測(cè)算工作。使用這個(gè)模型，算出實(shí)際泥沙的流失相關(guān)數(shù)據(jù)，研究該數(shù)據(jù)對(duì)于氮磷以及有機(jī)物等造成的影響。經(jīng)過(guò)多年的研究和探討發(fā)現(xiàn)，通過(guò)成因分析法，能夠運(yùn)算得到水土保持工作形成的效應(yīng)數(shù)值，且該值處于較高水平，從相對(duì)意義上講，水土保持措施產(chǎn)生的成果較多，但是對(duì)氮磷和有機(jī)物等攔截?cái)?shù)值較小，也就是效果較小。當(dāng)前業(yè)界普遍認(rèn)為，計(jì)算水土保持的水質(zhì)影響數(shù)值工作中，最大和最迫切需要解決的問(wèn)題是目前的觀測(cè)資料較少，需要進(jìn)一步地積累觀測(cè)資料。

（四）加強(qiáng)西部山區(qū)嚴(yán)重缺水地區(qū)找水研究

在資源型缺水地區(qū)，地下水資源貧乏，但在部分水文地質(zhì)條件較好的地區(qū)，是確實(shí)存在富水塊段的。西北等基巖山區(qū)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)風(fēng)化殼厚度大、裂隙發(fā)育的低洼地帶，厚度大、延伸遠(yuǎn)的大理巖層，張性斷裂破碎帶，壓性斷裂旁側(cè)，巖漿巖脈與圍巖接觸帶等富水地段的找水研究。在工程型缺水的巖溶石山地區(qū)，巖溶地下水大多數(shù)存在于巖溶管道內(nèi)，通常以地下河以及大泉的方式排出。所以，我們應(yīng)該充分考慮具體情況，以圍泉筑壩等措施蓄水，如存在較理想的蓄水構(gòu)造時(shí)，應(yīng)在充分論證基礎(chǔ)上合理布置井位，鑿井取水［6］，同時(shí)加強(qiáng)表層巖溶帶地下水的研究。

五、結(jié)語(yǔ)

人與資源和諧相處，堅(jiān)持環(huán)境友好型的發(fā)展，是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)的國(guó)策。水利作為我國(guó)實(shí)現(xiàn)綜合性全面發(fā)展的命脈和基礎(chǔ)性行業(yè)，在我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中突顯得非常重要。因此，我們應(yīng)當(dāng)下大力氣持續(xù)做好水土保持及其對(duì)水資源量和水質(zhì)的影響等研究工作，并借鑒世界上先進(jìn)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，建立效應(yīng)評(píng)估評(píng)價(jià)體系，從而為區(qū)域資源的綜合管理做好技術(shù)等軟環(huán)境支撐，以期將我國(guó)水土保持工作推向更高層次。