水土保持对水质与水资源量的影响分析

孙 洋，董仲源

(1.辽宁禹盛生态环境工程技术服务有限公司，辽宁 朝阳 122000；2.辽宁省闹德海水库管理局,辽宁 阜新 123000)



水土保持对水质与水资源量的影响分析

孙 洋1，董仲源2

(1.辽宁禹盛生态环境工程技术服务有限公司，辽宁 朝阳 122000；2.辽宁省闹德海水库管理局,辽宁 阜新 123000)

水土保持不仅对区域生态系统循环交互运行及环境改善具有重要作用，而且对区域水质及地下水资源的实际储藏量会产生影响。因此，就区域水土保持对水质与水资源量的影响进行研究，不仅能够在一定程度上为区域水资源管理提供科学的管控思路，而且可以通过水土流失控制，减少降雨对地表植被及地下水环境生态系统的影响和破坏。

水土保持；水质；水资源量；影响

一般而言，水生态系统是一个复杂的整体。因此，在区域水土保持过程中,研究区水质及水资源总量一定会受到相关影响，而水土保持对区域水资源及水质的影响，分别称为水土保持的水资源效应以及水土保持的水环境效应。国内学者在对水土保持中的水质效应研究时，重点针对地下水环境中的非点源污染进行研究，因此定量分析了水土保持措施在区域非点源控制中的重要作用。但是，缺少对非点源控制措施进行定量研究与分析。基于此，文章主要就水土保持对水质与水资源量两方面的影响展开研究，从而为研究区科学布局水土保持生态环境建设工程以及合理利用水资源、有效控制非点源污染提供思路借鉴[1]。

1 水土保持对水资源量的影响分析

在现有相关研究理论中，诸多学者都将水土保持对水质的影响评价分为广义的水资源效应评价与狭义的水资源效应评价和国民经济可利用量评价3种形式。文章结合该研究区的实际情况，主要针对广义以及狭义层面水土保持过程中的水资源量进行分析评价[2]。因此，广义和狭义的水资源量计算，可通过如下公式进行分析：

WS=(R+D)+EP+ESS+Ees

(1)

式中：Ws为研究区水土保持对水资源的影响量，m3；R为研究区地表水资源量，m3；D为研究区地下水资源量，m3；Ep为研究区植被冠层截流蒸发量，m3；Ess为研究区地面截流有效蒸发量，m3。

结合上述水资源量实际计算方式，文章将研究划分为两大区域，区域一主要通过对水土保持过程进行分析，以此科学探讨其对该研究区水质的影响。该研究区属于该省两大重要的水土流失治理区域，主要位于辽河上游及中游和下游3个不同的功能分区中。研究区内辽河干流长约100km，该研究区的实际面积为2.4万km2，由于当地地质基础差，降雨稀少。因此，地表植被覆盖率较低，再加上暴雨强度大，较为集中，因此该研究区水土流失现象非常严重，导致生态系统尤为脆弱[3]。在2005年以来，当地采取积极的水土保持措施，针对21.5%的区域进行了水土保持改造，使林地以及梯田和草地及坝地等几种不同类型的面积逐渐增加，研究区具体参数如表1数据所示：

表1 研究区不同类型的土地水土保持面积参数

文章在具体研究过程中，采用我国水利水电科学研究院水资源研究所于2004年研发的WEP-L模型，对上述资料数据进行处理，然后对该研究区在采取水土保持措施条件下的地下水循环过程进行模拟，以及对该研究区在未采取任何水土保持措施条件下的水循环过程进行模拟，通过对比得到如表2所示的不同类型的土地水土保持量参数：

表2 研究区不同类型的土地水土保持量参数 m3

2 水土保持对水质的影响分析

如前文所述，水土保持对地下水水质的影响，主要表现在对非点源污染源的控制方面。文章通过对上述两种不同条件下的地下水循环过程进行模拟分析，最终发现地下水非点源污染源主要包括水土流失型以及农业型和农村生活型、城市径流型、降水降尘型非点源污染。其中，水土流失导致的非点源污染，不仅会对地下水水资源总量产生影响，还会改变污染源进入地下水的通道以及方式。因此，其还会对地下水水质产生明显的影响[4]。

这种非点源污染的形成，除了受研究区自然环境的影响之外，还会受到人为因素影响。比如，当地在生产实践过程中，会施用化肥、喷洒农药和采用污水进行灌溉，再加上生活污水的大量排放，导致生活固体物质进入土壤。在强降雨的影响下，使污染物质通过降解以及吸收和挥发等，吸附在土壤颗粒表面。而水土保持措施主要分为工程措施以及生物措施和农业措施等，通过对地表径流进行拦截以及蓄水保土，可以防止水土流失，同时也可在本质上对水土流失发生的条件以及土壤的侵蚀和搬运过程进行控制[5]。

因此，水土保持措施最大的作用，就是截断非点源污染源扩散的生态链，防止重金属以及农药和化肥等污染元素，随降雨进入地下水生态系统，从而导致地下水环境污染及影响地下水水质。因此，从上述数据中可以看出，不同类型的土地，由于实际功能不同，因此人们生产实践活动也不同[6]。同时，当生态环境受到污染时，人们采取的水土保持措施也不同，故导致不同类型的土地，水土保持对水资源量和水质的影响存在很大的差异。如表3数据所示为WEP-L模型水土保持对水资源质的影响参数：

表3 水土保持对水资源量的影响参数 m3

3 水土保持对水质与水资源量的影响结果述评

经过上述分析及从上述数据对比中可以发现，采取水土保持措施与不采用水土保持措施，对地下水资源总量及水质产生的影响存在很大差异[7]。文章通过分析发现，水土保持措施下，局部地区的水资源蒸发量增加，而且在此过程中，无效蒸发量大大减少，最终导致广义上的地下水资源总量上升。同时，水土保持措施使该研究区局部地区的径流产生明显的变化。其中，地表水以及地下水径流增加，尤其是地表水通过有效的拦截措施，使大气降水可以渗入地下水生态循环系统中，从而使地下水环境中的水资源总量不断增加[8]。在各种生物水土保持措施以及工程措施和人工技术措施的综合作用下，地下水以及地表水水土保持的径流总量都显著增加。但是，狭义水资源量在逐渐下降，如表4数据所示，从中可以看出，梯田类型、林地类型、草地类型、坝地类型在辽河上游水土保持量分别为-30.2%、6.5%、-26.9%以及37.3%，而在辽河中游水土保持量分别为-6.7%、10.5%、-4.2%、11.3%，在辽河下游水土保持量分别为-17.9%、5.3%、35.9%和23.8%。因此，从中不难看出，梯田水土保持效益最差，实际保水量为-30.2%，而坝地类型的土地，人们通过采取截留措施，能够使大量水资源拦截在一起，因此加大了地下水渗流的强度。

表4 水土保持对水资源质的影响参数

尽管非点源污染已经成为该研究区的重点污染源，但是在近年来的环境保护工作中，当地人民采取了积极的水土保持措施[9]，通过经济林以及生态公益林进行自然植被修复，而且在农业生产实践过程中，采用节水灌溉措施，不仅提高了水资源的综合利用量，而且通过施用有机肥，使地下水水质的污染源不断减少。文章通过对两大径流小区的相关数据进行监测分析发现，梯田类型、林地类型、草地类型和坝地类型的土地中，辽河上游水土保持量(无/有水土保持措施)的水资源量分别为12.5m3/17.9m3、13.5m3/16.4m3、13.6m3/18.9m3、138.3m3/97.2m3；而在辽河中游水土保持量(无/有水土保持措施)，分别为13.0m3/13.5m3、1.52m3/1.09m3、0.90m3/1.3m3、11.7m3/13.5m3；在辽河下游水土保持量(无/有水土保持措施)则分别为45.2m3/34.0m3、17.0m3/21.0m3、8.9m3/7.0m3和86.8m3/142.5m3。因此，从中可以看出，辽河下游水土保持量要明显高于上游和中游地区。但是，从表4中的水质影响参数中可以看出，辽河上游以及下游水质与中游相比，污染程度较为严重。主要因为中游地区采用生物措施进行污染源处理，通过对水体中的污染物质迁移过程进行控制，有效避免了土壤中的化肥以及金属元素进入地下水循环系统中，因此切断了污染源传播的通道[10]。

4 结 语

综上所述，在以往研究过程中，水土保持研究主要采用的方法为水保法与水文法。不可否认，上述方法都对中国区域水土保持过程产生了重要影响。但是，由于其无法深刻揭示区域水土保持对水循环生态系统影响过程中的具体物理机制。因此，评价口径相对单一，导致最终研究结果无法准确反映区域水土保持的水资源综合效应。文章主要探讨了水土保持对区域水质与水资源量的影响。

在研究过程中，首先通过对水土保持中的水资源与水环境效应等相关概念进行界定，在此理论基础上，采用分布式水文分析模型，基于辽宁省某一特定的研究区域，对该地区水土流失现象进行分析，从而探讨和评估水土保持对当地水质以及水资源量造成的具体影响，旨在为防治研究区非点源污染以及保护研究区水质水源，从而为人们提供安全的地下饮用水源奠定基础。

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Analysis of Soil and Water Conservation Impact on Water Quality and Water Resources Quantity

SUN Yang1and DONG Zhong-yuan2

(1.Yusheng Ecological Environment Engineering Technology Service Limited Company Liaoning Province,Chaoyang 122000, China;2.Liaoning Provincial Naodehai Reservoir Management Bureau, Fuxin 123000, China)

Soil and water conservation takes important roles not only on regional ecosystem interaction and environmental improvement but also on regional water quality and actual storage quantities of groundwater resources quantity. Therefore, to study the impact of regional soil and water conservation on water quality and water resource quantity can provide scientific management thinking for regional water resource management in a certain degree, but also may reduce the impact and destroy of precipitation on surface vegetation and groundwater environment ecosystem by controlling the soil and water erosion.

soil and water conservation; water quality; water resources quantity; impact

1007-7596(2017)01-0016-03

2016-12-20

孙洋(1982-)，女，辽宁朝阳人，工程师，研究方向为水土保持规划设计、监理等；董仲源(1988-)，男，辽宁彰武人，助理工程师。

S

B