水土保持措施及其减水减沙效益分析

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【摘要】：文章对水利可持续发展的必要性进行了分析，论述了中国水土流失现状和水土流失对水利的危害，对如何防治水土流失进行了探讨，并就减水减沙的效益以黄河中游河口至龙门区间以及泾河、北洛河、渭河流域为例进行了分析，以资参考。

【关键词】：水土保持；措施；减水减沙；效益

中图分类号：S157文献标识码： A 文章编号：

一、水土流失的危害性

1、枯水季节水量减少，容易发生涝灾

水土流失的首要后果是使枯水季节水量减少，严重的水源枯竭，河道断流，具体表现在2个方面：（1）使土壤蓄水量减少。土壤颗粒间的空隙占土壤总体积的30%~50%，空隙是水分存在的空间，是:涵养水源的关键，由于土壤随水而去，贮水空间就随之丧失，土壤的蓄水量也因此减少，从水文角度而言，增强了径流的年内变化，使洪水季节水更多，枯水季节水更少。（2）水土流失使梯田、水塘、水库、湖泊、河道等发生淤积，蓄水容积减小，蓄水量也相应减少，也同样使汛期水更多，枯季水更少。因此，水土流失容易造成涝灾。

2、增加地表径流，加剧洪水泛滥

水土流失使枯水季节水量减少，但在洪水季节恰恰相反。水土流失严重的地区，特别是山区，植被大部分遭到了破坏，当暴雨发生时，由于地面坡度大，植被覆盖率低，坡面截流能力较差，土壤表层涵水能力低，使降雨强度远远大于土壤入渗速度，雨水来不及入渗，迅速形成产流，形成山洪，洪水过程陡涨陡落，历时短暂，凶猛的洪水夹杂泥沙倾泻而下，使下游人民的生命财产遭受严重损失。

3、造成河库淤塞，降低水利工程的效益

由于表层土壤，在水力的侵蚀下，大量泥沙随地表径流流向塘库、江河，一方面淤积的泥沙使库容减少，削弱了水库的防洪能力，严重时易造成漫坝、垮坝等灾害；另一方面造成沟渠江河河床抬高，严重影响行洪能力，致使洪水宣泄不畅，水位上涨，因此，经常出现10年一遇的流量20年一遇的水位现象。

4、容易引发山体滑坡、泥石流等灾害

由于植被破坏、径流改变，土壤乃至地质结构受到影响，一遇暴雨，极易形成山体滑坡和泥石流，造成山洪灾害。滑坡、泥石流等灾害除冲毁房屋、道路、电力通讯等设施外，也将破坏农田、水塘、水库等水利设施。

5、水环境质量下降

由于洪水增大，发生次数增加，表层土壤以泥沙形式进入水体，水体中含沙量增加，增加了水的浊度。同时，流失的土壤中含有大量的有机质及残存的农药、肥料等物质，这些物质随土壤一起进入水体，使水体的面源污染加大。水土流失越严重，进入水体的污染物就越多，水污染越严重，水污染速度加快。

二、水土保持基本措施及减水减沙效益分析

包括工程措施、林草措施和农业技术措施。这三个措施可以有效地减少地表径流，减少入黄泥沙，拦截降水，增强土壤肥力。其中水土保持工程措施与水土保持生物措施及其他措施同等重要，是水土保持措施体系的主要组成部分，它通过改变一定范围内小地形增加土壤降雨入渗，建立良性生态环境，减少或防止土壤侵蚀；生物林草措施主要是通过林冠截流、林下草灌和枯枝落叶层的拦蓄。指在水土流失区植树造林种草，保护地表土壤免遭雨滴直接打击，增加土壤抵抗水流冲刷的能力，改善生态环境。农业技术措施是以保水保土保肥为主要目的，提高水分入渗时间，达到涵养水源、减少水土流失的作用。

水土保持措施可以有效地降低洪峰流量、减少径流泥沙量，具有较好的拦蓄径流、泥沙的作用，从而对流域水资源产生重要的影响。不同类型措施拦减水沙的机理不同，根据水土保持措施的特征可以包括滞蓄型即造林、种草和作物轮种等措施，对土壤有良好的改造作用，增大了流域的滞蓄量和径流调节能力，直接影响径流量和径流含沙量。另外还有拦蓄型，它包括淤地坝和水库等工程措施，通过修建水利工程，形成一定的容量空间，可以削减洪峰，减少下游冲刷，是解决水土流失的有效措施。

1、流域水沙治理方法

以黄河流域治理为例，黄土高原地区近几十年开展的大规模水土保持治理工程，显著地改变了流域的下垫面条件，也改变了流域系统的水沙过程。水利水保措施具有明显的减沙作用。通过采取淤地坝拦沙、滩地拦沙、梯田与果园减沙、水保林及封山育林减沙、种植草地减沙等有效途径，减少了泥沙淤积、引洪淤滩是处理黄河泥沙的有效途径。

2、河口泥沙治理技术

每年世界范围内由河流带入海洋的泥沙约200亿t。充分认识河口泥沙扩散自然过程的必要手段是定量研究，地貌学、沉积学等是其重要研究内容。定量研究方法包括2类：一是间接得到泥沙扩散的方向和数量，可通过测量研究区沉积物的沉积速率获得，通过这类方法可以得到长时间尺度泥沙扩散的定量估计。二是结合水力条件，直接测量水体中与泥沙密切相关的物质或泥沙含量，计算水体中泥沙的搬运数量。但该方法只能给出短期泥沙扩散的定量估计或泥沙扩散的距离、方向等属于定性的估计。

3、水库防淤减淤技术措施

一是加强流域的综合治理。由于人类农业活动和风化作用的加剧，降雨的冲刷作用较强烈，西北地区土壤的表层颗粒十分松散，抗冲刷能力弱，细、中颗粒土强度低，降雨可形成较大的高含沙水流运动。防治水土流失可以与绿色产业相结合，做好流域的植树造林、生态养护工程十分必要，即可以加强上游拦沙阻沙效果，或通过修建淤地坝等小型拦水建筑物。二是枢纽底洞排沙。水库必须具有配套的排沙底洞，以便为保持水库留有一定的永久使用库容，利用坝前底洞将入库泥沙全部或部分排出。一般可以一洞多用，灌溉放水洞兼顾排沙洞。例如延安王瑶水库增建排沙洞运行后13年来累计排沙5570万t，而无排沙洞时运行5年后的淤积损失率达31.2%。设置灌溉兼排沙的底洞，可使淤满的死库重新启用。三是充分利用异重流排沙。异重流排比较高，也属于壅水排沙的一种类型。多次异重流平均排也可以达到60%以上，一次洪水异重流排可高达90%以上。

4、以黄河中游河口至龙门区间以及泾河、北洛河、渭河流域为例浅要说明减水减沙效益

1970年～1996年，河龙区间坡面措施年均减水减沙量分别占水土保持措施年均减水减沙总量的4017%和3513%；泾河、北洛河、渭河流域坡面措施年均减水量分别占水土保持措施年均减水总量的6614%、5611%和9416%，坡面措施年均减沙量分别占水土保持措施年均减沙总量的8218%、7011%和7214%。

5、以淤地坝分布最为集中的河龙区间作为重点进行分析。

1970年～1996年，河龙区间淤地坝年均减水减沙量分别占水土保持措施年均减水减沙总量的5913%和6417%。因此，作为多沙粗沙区核心地区的河龙区间，淤地坝的减水减沙作用占主导地位。从河龙区间淤地坝较多的四大重点支流皇甫川、窟野河、无定河、三川河流域计算结果看，1970年～1996年淤地坝年均减水量分别占水土保持措施年均减水总量的5616%、4018%、6213%和7112%；淤地坝年均减沙量分别占水土保持措施年均减沙总量的5718%、3712%、6211%和7212%。除窟野河外，其余三大支流淤地坝的减水减沙作用均占主导地位，三川河流域最高。最低的窟野河流域淤地坝减水减沙量占比也在40%左右。

结束语

人与自然和谐相处，坚持可持续发展是当今世界的必由之路，水利作为国民经济和社会发展的基础性行业，其可持续发展尤为重要。水土流失对水利的危害十分严重，水土保持是水利可持续发展的重要组成部分，水土保持在水利可持续发展中作用巨大。记录和计算减水减沙的效益，对以后工作有重要参考意义。

参考文献

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【3】蒋东，曹文杰，卜祥旭.黄河泥沙利用与防洪河道整治结合研究[J].大科技：科技天地，2011