流域水土保持的雨水控制理念与措施

2011-08-15王彦龙王艳丽

黑龙江水利科技 2011年6期

关键词：坡面径流水土保持

王彦龙，王艳丽

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

流域水土保持的雨水控制理念与措施

王彦龙，王艳丽

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

流域的水流失造成流域水资源的损失和浪费。流域的水土流失综合治理措施有效地保护水土资源，同时暴露出对水流失控制还缺乏足够的认识和得当的方法。分析水流失的控制的方式，提出雨水收集是控制流域水流失最有效的措施，探讨雨水收集的有关方法与存在的问题。

流域;水流失;水土保持;雨水;控制;理念

水是极其宝贵的自然资源，世界上不少国家和地区饱受水资源短缺的困扰，即使在水资源相对丰富的地区，也要节约和保护水资源。目前，水资源的流失和浪费现象还比较严重，通过加强水资源的管理和综合利用，能够逐步改变水资源的浪费;水资源的流失除了水土保持综合治理外，雨水收集措施不但可以减少地表径流，减轻河道洪水的流量，还能控制流域的水流失，增加流域的水资源量。

1 水流失及其水资源的损失

权威出版丛书中将水土流失定义为：在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力遭受的破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失，又称水土损失。而在水土流失的词条下，进一步说明水的损失在有些国家的水土保持文献中是指植物截留损失、地面及水面蒸发损失、植物蒸腾损失、深层渗漏损失、坡地径流损失。在中国，水的损失主要是指坡地径流损失。而坡地径流损失是指大于土壤入渗强度的雨水或融雪水因重力作用沿坡地流失的现象。

水流失概念国内外还存在不同的理解和定义，但是水流失导致水资源的损失是一个不容忽视的现象，水土保持也是从水作为资源的角度，保护水土的流失，因此水流失就是水资源的流失和损失。

2 水流失控制分析与雨水存蓄工程

水流失主要是坡地径流损失，坡地径流损失量取决于土壤特征、降雨强度、地表形态及地表植被。其中降雨强度是人为控制不了的因素，其它因素均不同程度地通过人工控制，加以改变，已达到控制水土流失的目的。

2.1 地表径流损失的控制

我国农田的很大一部分是坡耕地，据统计坡耕地的面积约占土地面积的35%，因此在长期的生产实践中，总结研究了一套行之有效的坡地径流损失控制措施。即农业耕作措施，如等高耕作、深耕、密植、垄作区田等;林业措施，如营造水土保持林、封山育林等;水土保持工程措施，如水平梯田、拦水沟梗、坡面蓄水工程、山坡截流沟等。这些措施的综合利用，对流域的水流失控制作用明显，但就其单项措施的作用来讲，坡面蓄水工程在截流坡面径流、减少河道洪水量、降低土壤侵蚀的危害等方面有较大的作用，同时也是当地可用的水资源，值得重视和推广。

此外，由于我国人口众多，经济发展迅猛，在人口密集的城市和乡镇以及建设项目实施的地区，普及水流失控制的理念，提倡雨水收集的行为和做法，也是水土流失控制，保护和恢复流域水资源的重要举措之一。

2.2 雨水的存蓄工程

雨水存蓄工程在干旱、半干旱地区得到了比较广泛的应用，主要是缺水地区水源不足，以此储存雨水，解决用水问题。从控制水流失的角度出发，应在更大范围内推广使用，成为水流失控制的手段。雨水存蓄工程主要有5种：

2.2.1 水窖

在土质或岩石地区地下挖成井形，用于贮存地表径流的坡面水土保持工程。在土质地区深度与最大直径之比一般为1.5～2，在岩石地区一般则为宽浅形。

2.2.2 涝池

在地面挖坑或洼地四周筑埂用以拦蓄地表径流等的小型坡面蓄水设施。

2.2.3 水窑

在崖面上水平开挖进去的蓄水工程。在土崖上开挖的形状为窑洞状，在岩石崖上开挖的形状为隧洞状。

2.2.4 蓄水池

用浆砌石或混凝土等材料修建的、容积较大的蓄水设施，分为开敞式与封闭式。

2.2.5 水平梯田

坡面蓄水的重要工程，一次能蓄水30～50 mm，与坡面耕地相比，较少土壤侵蚀量达90%以上。

根据当地的具体地形、地质条件，选用适当的雨水存蓄工程设计。

3 雨水控制理念的推广与应用

不少的水土流失治理措施兼具保土和保水的作用，但是水土保持研究中对水流失的研究还不够明晰，对水的控制也是从减少坡面径流，降低土壤侵蚀的目的出发，缺乏从水资源保护和恢复的目的出发，有意识地控制雨水、控制水流失的理念。从保护水资源的层面上，雨水控制的措施，应在更大的范围内推广和应用。

3.1 开发建设项目的雨水控制

我国每年在流域内新开工的项目非常多，有公路、铁路、桥梁、机场、城市住宅、工矿企业等等，各类建设项目增加了地表的硬化面积，雨水下渗减少，地表径流增加，河道行洪压力加大，降低了水资源的利用效率。所以要推广开发建设项目雨水控制的措施和手段。我国已经有这样的实例，例如，北京六环、榆林-靖边高速公路等项目，在建设工程的同时，建设集雨工程，利用公路作为集水面，收集汛期的雨水，既减少了地表径流，又缓解了公路沿线植物需水的矛盾。在工程设计中适当地设计雨水收集和储存设施，采用透水的硬化材料，可以减少工程造成的水流失。

3.2 城市和人口集中城镇的雨水控制

城市和人口集中地城镇的雨水控制也流域内雨水控制的方面。城市是硬化面积最大的区域，对降雨径流产生影响大，影响强烈。近年来我国部分城市暴雨产生的严重积水问题引发公众对城市排水问题的高度关注，也引发了城市雨水控制问题的思考。以北京市为例，相关专家估计如果能够全面建立起合理的雨水利用系统，那么北京市能收集1亿m3/a的雨水。这个数字非常大，北京市所有居民的生活用水也就20多亿m3/a。可见雨水控制对流域水资源保护和恢复的作用。

上述措施的综合实施，将极大地控制流域降雨径流，截留和储存大量的雨水资源，改善流域的水资源状况。

3.3 农田雨水控制

流域水土流失综合治措施可以起到控制雨水的作用，主要是从流域水资源保护的理念，适当地规划、设计雨水收集设施，减少地表和坡面的径流，控制水流失，并将蓄水与农田灌溉规划衔接。

4 存在的问题与解决对策

从保护和利用水资源的角度，实施雨水控制的水土保持措施，不仅是思路上的转变，也还存在一些问题，有待在实践中探讨和解决。

4.1 公众缺乏雨水控制的意识

对于大多数中国公众来讲，保护水资源的意识尽管还不够强，在一定程度上已经建立起来，但还缺乏雨水控制的意识，特别是从保护水资源的目的，实施雨水控制，即使对一些相关的工程技术人员和管理人员，认识上也有待提高。所以，要加强宣传教育和相关知识的普及，提高全社会雨水控制的意识。

4.2 缺少适当的、强制性的法律、法规的约束

目前，我国还缺乏雨水控制的相关法律、法规的约束，在市场经济的背景下，开发商最求的是经济利益最大化，雨水控制措施对于开发商来说可能是投资和费用的增加，如果没有法律、法规的约束，很难在实践中得到推广和应用。所以要借鉴国外先进经验，要将雨水收集纳入地方立法，通过法律约束，强制实施雨洪收集，把雨水作为一项重要的资源利用起来。努力建设节水型城市，不但可以减少路面排水压力，也可以节约水资源。

4.3 城市排水系统的限制

实施雨水控制需要对雨水进行收集，具有相应的城市排水系统是前提。我国大部分城镇的排水系统是合流制排水系统，即将生活污水、工业废水和雨水混合到一个沟道内的排水系统，因此，在城市实施雨水控制，排水系统无疑是一个限制性因素。对于新建的城区，应该建设分流制排水系统，为雨水控制创造条件，老城区的排水系统也可以逐步改善。