摘要:本文通過對比分析的方法,從水資源利用條件入手,分析了淤地壩在在改善水環(huán)境與徑流資源化利用中的地位和作用,提出了本區(qū)水資源環(huán)境改善辦法。
關(guān)鍵詞:水土保持,改善水環(huán)境,徑流資源化
中圖分類號:TU74文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
1陜北水資源特征
陜北的水資源包括大氣降水、河川徑流與地下水三部分。河川徑流與地下水都是由于大氣降水進行補給的,因此可以說“降水是水資源之母”。所以本區(qū)水資源的特點與問題,都與降水特點直接相關(guān)。這一客觀存在,決定了陜北水土保持在改善水環(huán)境與水資源開發(fā)利用中的地位和作用。水資源現(xiàn)狀和特點主要表現(xiàn)在以下幾方面。
1.1水資源數(shù)量少
陜北地表水和地下水的資源總量42.1×108m3,人均不足800m3,為陜西省人均1400m3的57%,不足世界人均水資源的1/10,加拿大的1/136。陜北地表水極為貧缺,地形起伏多變,水低地高,發(fā)展大型水利工程的前景不大,加之降水量少,降水 季節(jié)和農(nóng)作物生長需水時間極為不一致,供需錯位,且多以暴雨形式出現(xiàn),雨水不能有效利用。據(jù)資料,黃土高原地區(qū)多年平均降水量443mm,全區(qū)折算總量為2757億m3,相當(dāng)于每年地表水和地下水總量的9.2倍,是分布面廣、數(shù)量最大的唯一可利用的潛在水源。因此雨水資源化是此區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實出路。
1.2水土資源的分布不平衡
該區(qū)地表水資源,由于地形破碎(溝壑密度高達5-7km/km2),溝壑多可利用地少,可發(fā)展水地的面積有限,山坡地多水少,發(fā)展灌溉即要抽又要引,難度大。地下水資源由于大部分河谷已切穿到基巖,大量的地下水以泉水的形式排泄入溝,使山原地下水的蓄水條件極差,而且水土流失嚴重,介于本區(qū)水資源現(xiàn)狀,必須大規(guī)模發(fā)展淤地壩攔蓄洪水;;以降水疊加利用和雨水聚集利用技術(shù)開發(fā)利用降水資源,已是陜北地區(qū)改善水環(huán)境與徑流資源化利用的唯一而有效的途徑。
2人類活動對水資源的影響
水資源環(huán)境是指水資源得以涵養(yǎng)、蓄集的空間,包括大氣水、地表水、土壤水及地下水的涵養(yǎng)、蓄集的空間。所以水資源環(huán)境的優(yōu)劣是地區(qū)發(fā)展對水資源持續(xù)利用的關(guān)鍵,面對水環(huán)境不斷惡化的現(xiàn)狀,必須加大開展蓄水保土工作。但建國以來,由于人口的迅速增加,造成水資源貯水空間不斷減少,水資源環(huán)境品質(zhì)不斷下降。
2.1人類不合理的活動使水資源貯水空間不斷減少
據(jù)史料記載,陜北原是一個林草豐茂的地區(qū),后來為了解決人口增加帶來的糧食壓力,不斷毀林開荒,增加播種面積;仡欉@一地區(qū)的土地利用方式,在“大躍進”時希望糧食“放衛(wèi)星”;文革時期“深挖洞,廣種糧”提倡“廣種薄收”、“以糧為綱”,要求糧食翻番,然而糧食沒有高產(chǎn),反而使本來就滿目瘡痍的植被破壞的更加嚴重。改革開放后,土地重新回到農(nóng)民手里,餓怕了的這一地區(qū)農(nóng)民更加“珍惜”每一寸土地,在任何一點可以耕種的溝溝岔岔的土地上都種上了糧食。確實這里農(nóng)民再不用為吃飽肚子犯愁了,可是這一地區(qū)的植被破壞也到了極限。如延川縣1949年森林殘存面積還占到整個農(nóng)林牧用地的31%,到2000年下降到0.8%,97%的森林被開墾種了糧食。使植被所具有巨大的涵養(yǎng)水源、攔蓄徑流、保持水土、調(diào)節(jié)氣候的功能大大降低了,從而使水資源賴以涵養(yǎng)、蓄種的空間不斷減少,特別是土壤環(huán)境越變越干。
2.2人類不合理的活動使水資源利用率不斷下降
根據(jù)以上降水特征的分析和黃委會綏德水土保持科學(xué)實驗站多年徑流觀測結(jié)果,降至下墊面的雨水分配比例大致是20-35%,用于第一性生產(chǎn),而且由于大量使用化肥使土壤板結(jié),用于第一生產(chǎn)的水分還在下降,10-20%形成徑流,沖刷土壤,禍害下游。形成徑流的雨水實際成為發(fā)展徑流農(nóng)業(yè)、集水農(nóng)業(yè)最主要的資源,我們將地表徑流有條件轉(zhuǎn)化為徑流資源的程式定義為徑流資源化。
3壩系建設(shè)是改善水資源環(huán)境的切入點
面對水資源嚴重不足,水土流失嚴重,水環(huán)境不斷惡化的現(xiàn)實,解決這一問題的關(guān)鍵是開展大規(guī)模的區(qū)域性水土保持植被建設(shè)、溝道壩系建設(shè)和集雨工程建設(shè)工作,使工程措施的直接攔蓄洪水泥沙功能和植被所具有的巨大涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)徑流、保持水土、調(diào)節(jié)氣候等功能得以充分發(fā)揮,使儲水狀態(tài)得以改善,儲水空間得以大大增加,降水就地就近被攔蓄,最終使水資源環(huán)境得以修復(fù)。
3.1建設(shè)以治溝骨干工程為主體的溝道壩系,為開發(fā)利用水資源創(chuàng)造了條件
黃土高原地區(qū)大部分為干旱、半干旱地區(qū),水資源短缺,已經(jīng)成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的一個主要因素。但該地區(qū)汛期降雨占全年降雨量的60-70%,多以暴雨形式出現(xiàn),坡溝徑流系數(shù)高大0.3-0.5,每年汛期有20-100億立方米,暴雨徑流由溝道匯集到黃河支流與干流,不但未得到有效利用,而且加劇了河道洪澇災(zāi)害。實踐證明治溝骨干工程建設(shè),做為攔蓄坡面徑流,防治洪澇災(zāi)害的一項重要措施,可將暴雨、洪水就地攔截,在淤滿前可長期保持部分蓄水庫容。
治溝骨干工程一般單壩庫容在50-100萬m3以上,控制面積3-5km2,能攔蓄200-300年一遇暴雨產(chǎn)生的洪水泥沙,如能配置一些淤地壩,形成壩系,不僅能蓄水?dāng)r泥,鞏固并抬高溝床,穩(wěn)定溝坡,減輕溝蝕,而且可以大大補充地下水,增加溝道常流水,使區(qū)內(nèi)有限的水資源得到合理開發(fā)利用。如綏德縣韭園溝,溝中已建各類壩庫234座,總庫容3200多萬m3,壩系通過有效的滯洪,將高含沙洪水一部分轉(zhuǎn)化為地下水,一部分轉(zhuǎn)化為清水,通過泄水建筑物排放到下游溝道,增加了溝道常流水,涵養(yǎng)了水源,同時,對汛期洪水起到了調(diào)節(jié)作用,使水資源得到了合理利用。據(jù)黃委會綏德水土保持科學(xué)試驗站多年觀察,綏德縣韭園溝小流域,按照“骨干控制,大中小工程結(jié)合,實現(xiàn)洪水泥沙沖淤平衡”的指導(dǎo)思想,科學(xué)布設(shè),連續(xù)治理,目前已建成治溝骨干工程11座,同時對7座治溝骨干工程進行配套,壩系形成后,人、蓄數(shù)量增加一倍多,發(fā)展水地2700多畝,溝道常流水不但沒有減少,反而增加兩倍多。同時為坡面林草措施提供水源200多萬m3,將水土保持生態(tài)建設(shè)與水資源 開發(fā)利用有機的統(tǒng)一起來。
3.2淤地壩建設(shè)保證了退跟還林還草的實施,使水資源環(huán)境得以修復(fù)
本地區(qū)水資源時空分布極不均勻,干旱時幾個月無雨,下雨時山洪爆發(fā)。因此,保持水土,修復(fù)水資源環(huán)境的根本出路在于加大植樹種草的力度,充分發(fā)揮林草涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)徑流、保持水土等綜合生態(tài)功能,修復(fù)水資源貯水空間,使水資源環(huán)境向高生態(tài)效益的方向發(fā)展。
淤地壩建設(shè),可將溝壑淤成平川,為山區(qū)農(nóng)民提供了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的耕地資源,從根本上鞏固和擴大黃土高原區(qū)退耕還林還草成果。調(diào)動了群眾植樹種草的積極性,使“封山綠化”、大面積實施封育保護,實現(xiàn)“糧油下川,林草上山”有了可靠保障,確保“退的下、穩(wěn)的住、不反彈,群眾能致富”。如米脂榆林溝流域從56年壩系初具規(guī)模到現(xiàn)在40多年洪水、泥沙沒有出溝,而且淤成壩地313.44hm2良田,累計利用面積47959 hm2,可產(chǎn)糧食2498.93萬kg,壩地的高產(chǎn)保證了少種,少種為坡耕地退耕還林還草、天然植被自然修復(fù)創(chuàng)造了條件,截止2001年底退耕下來的耕地造林1917.4 hm2,其中喬木林244.6hm2,灌木林816.3 hm2,栽植經(jīng)濟林果856.5hm2,種草797.5 hm2,治理程度達65.06%(3),有效的保持了水土,減少了入黃泥沙,同時壩庫攔截的洪水,大部分則通過滲透作用變?yōu)榈叵滤蛲ㄟ^泄水建筑物將澄清的水緩慢排向下游,變?yōu)槌A魉,改善了水資源環(huán)境,提高了地下水資源利用能力,從而有機地統(tǒng)一了治黃與脫貧致富、生態(tài)建設(shè)與經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的關(guān)系。
實踐證明,在陜北丘陵溝壑區(qū)致命的問題就是干旱、水資源不足。而且水資源具有時空分布間歇性,存在很大的波動性和水土流失的嚴重性。雨水利用的第一步首先是將時空不連續(xù)、不穩(wěn)定的雨水資源盡量轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谐掷m(xù)供水能力的穩(wěn)定系統(tǒng),治有開展以治溝骨干工程為主的溝道壩系建設(shè),蓄水淤地,才能騰出坡地開展植樹種草,水環(huán)境才能得以修復(fù)。
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