水土保持生态建设与山丘区水资源的关系

2011-04-10李伟华程伟峰河南省水土保持监督监测总站

河南水利与南水北调 2011年10期

□李伟华 □程伟峰（河南省水土保持监督监测总站）

地处京广铁路与南阳盆地和黄河之间的豫西山区，总面积31391.9km2，涉及河南省南阳、平顶山、郑州、洛阳和三门峡5个省辖市。该区处于我国地理上第二阶梯和南北气候过渡地带，是白河、沙河、汝河、伊河等多条河流的发源地。区内水系发育，水能资源丰富，矿产资源富集，旅游资源开发潜力巨大。然而区内山高谷深，地形地貌复杂，差异性大，降雨量时空分布不均衡，耕地少、质量差且分散，客观上加大了水利基础设施建设和水资源开发利用的难度，是河南省水土流失严重、生态环境恶化、经济社会发展相对缓慢的地区之一。

在水利部及有关流域机构的大力支持下，豫西山区的水土保持生态建设工作取得了很大成绩，在恢复生态环境、改变山川面貌方面已经显示出了巨大的作用。但是，在水资源开发利用方面，由于在治理时没有充分考虑豫西水土流失区水资源的承载能力，人地与生态争水的矛盾日益暴露，加上连续几年的干旱,植被遭受严重破坏，生态环境遭受重创，多年苦心建设的成果面目全非。面对豫西山丘区水土流失面积7157.35km2和豫西地区严重干旱缺水的气候特点，面对南水北调中线水源地保护、黄河泥沙治理等诸多情况，豫西山区的水土保持生态建设任务艰巨。因此，开展和加强水土保持健康发展与水资源可持续利用的关系研究，十分迫切，意义重大。

一、豫西山区雨水资源特点

豫西山区属北亚热带向北温带过渡地区，受季风影响，区内冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。多年平均降水量824～650mm，总的分布趋势自南往北逐渐减小。降水量的特点：一是年内分布不均，主要集中于汛期6～9月，4个月的多年平均降水量占年均降水量的60%以上，且汛期的降水量又集中于几场暴雨和连阴雨，易成洪灾和旱灾。12～2月降水量仅占年降水量的3%～6%。二是降水年际变化大，最大年降水量为最小年降水量的2～4倍。是河南省水土流失严重、水资源匮乏、干旱频繁发生的地区之一。

二、水土保持生态建设是雨水资源最大限度利用的必由之路

河南省豫西山区面积占总土地面积的60.7%，水资源需求量按50%保证率推算大致缺口约37%～72%，水资源不足不仅是植物生长的最大限制因素，有限水资源的持续利用将长期制约着广大缺水地区的水土保持生态建设工作。按照国际上对水资源贫富程度的划分标准，豫西地区属于水资源紧缺地区。需采取一定的人工降雨对资源进行有效的调控以满足经济、社会的持续发展及生态用水的需要。

自然降水是区内水量的主要来源，也是影响生态建设的主要因素，直接影响着水土保持植物的成活率、保存率及植被恢复程度。降水量主要受区域内地形、地貌、植被等因素影响，同时也受到气候环境的制约。用人工增雨技术可实现区域上空云水资源的开发，增加降水量。对于保护水土保持工作成果、加快生态植被建设起到积极的推动作用。区内可供水量的计算，按照传统的水资源方法，是将降落入小流域内的雨量所产生的地表径流，以及渗入到地下潜水层形成的浅层地下水叠加后，再扣除两者的重复计算量所得。一般地，入渗到地下潜水层中的土壤水，其大部分还会通过土壤中径流而侧向补给到沟河内，通常只有很少一部分才能够真正入渗到深层而长期地贮存下来。

区内的蒸发包括水面蒸发、土壤蒸发和植被散发，其中土壤蒸发和植被散发是主要的水分流失形式。减少表层土壤的无效蒸发，降低高耗水植物的种植面积，是解决区内水量相对不足的有效途径。

区内蓄水变化量是衡量水资源可持续利用的重要指标。水资源循环是无限的，但在一定时间、空间范围内大气降水对水资源的补给量是有限的。地下水资源只有在一定限度内才是取之不尽、用之不竭的。为了保护自然环境、维持生态平衡，在水资源不足的情况下，最大限度地开发利用所有降水资源时，不要轻易超采地表、地下水，流域蓄水量的利用必须坚持可持续的观点，节约和保护并重，合理利用水资源。

径流量的大小及变化过程主要受两方面因素影响：一是气象因素，即降雨和蒸发；二是区内下垫面，即地形、地貌、土壤、植被等。地表径流是在暴雨时形成的超渗产流回流而成，在没有拦蓄工程时携带冲蚀土壤流入河道，不仅减小流域内可用水量、造成土壤流失，还导致下游河床抬高，加重防洪负担。修建拦蓄地表径流工程，可以减少水土流失，增高地下水位，增加流域蓄水总量。

通过以上对水资源状况的分析，可以得出以下两点结论：

一是豫西山丘区的大部分属于水资源紧缺地区，按传统办法开发水资源不能满足当地生态、生活及生产需求，寻求雨水资源的最大限度利用技术是当地水土保持生态环境建设的必由之路。

二是豫西山丘区降水特性、下垫面条件、经济状况等因素具有较大差异，在开发利用水资源过程中必须寻求适合当地条件的建设方案，建立合理优化的工程系统模式。

水土保持可以改善生态环境，促进水资源可持续发展，减少各种自然灾害。水土保持生态建设是雨水资源最大限度利用的必由之路。

三、高效利用水资源是豫西山区水土保持建设的必要措施

（一）雨水利用措施

区内降雨为大部分植物措施的主要水分来源，在水土保持生态环境改善方面起着决定作用。根据豫西山区地形条件，可从3个方面提高降水资源的利用率：一是坡面整治工程与植物配套结合。在保证标准、质量的前提下，有效拦蓄降水，增加表层土含水量，提高配套植物存活率。修筑梯田而改变山坡地为缓坡地，对于水资源的就地利用其效果是极为有益的。二是拦截地表径流。降水经坡面的地表径流及渗流而汇入沟道后，将形成洪水对沟床产生水力侵蚀。为防止和减轻这种侵蚀，同时最有效地开发利用洪水资源，使其变害为利，以蓄水为主，兼具削峰、拦沙功效的小型集流坝（包括谷坊、塘坝,支沟骨干工程、小水库等沟道蓄水工程），可减少泥沙下泄，保护降水资源，补充地下水，为植物种植提供水源。三是以水窖、蓄水池等为主的蓄存降雨法。运用方式有：一是坝—坝连环形，即建设集流坝系工程。从沟道上游至下游、从支沟至毛沟一次布设谷坊和集流坝。二是坝—窖组合型，即先由集流坝将上游坡面来水蓄积起来，然后通过渠道输送给水窖，再由水窖转送至用水地点。三是坝—池组合型，工作原理同坝—窖组合型。四是坝—池—窖组合型，即先由集流坝将水送至蓄水池，然后再送至水窖供用户使用。

根据蓄水量大小及当地径流、入渗特征，综合确定利用形式，并通过合理排蓄运用方式，实现高储高用的目的。