流域水土保持的雨水控制理念与措施实践探究

2020-03-08王凯伏文兵李尤孟

工程建设与设计 2020年13期

王凯，伏文兵，李尤孟

（1.贵州华保环境技术咨询有限公司，贵阳550000；2.贵州华力创通工程咨询有限公司，贵阳550000；3.广东弘途生态环境工程有限公司，广东惠州516000）

1 引言

水作为生命之源，气候变化、人类不合理利用导致全球面临着严峻的水资源短缺问题。雨水作为水资源的一种，在生产、生活、生态保护中发挥着重要的作用。近年来，由于人类对生态环境的破坏导致水土资源的流失，从而引发水资源短缺等问题。因此，开展水土保持，对水资源控制利用，具有紧迫性和现实性。

2 水土保持的起因

研究水土保持，要明确水土保持需解决的基本问题。水土保持的根本出发点是流域内水土资源的保护和利用问题。土地沙漠化、荒漠化造成土壤资源迁移，导致水资源短缺。干旱或水土流失带走了肥沃的土壤层，地表的植被资源枯竭，生态环境恶化，甚至大量的泥沙浸入河流，造成河道阻塞、河床抬升，降低了河道的行洪能力。干旱和地表水的缺失加剧了对地下水的开采，我国西北众多干旱地区，因地表水资源的短缺，加大了对地下水的开采面积，导致地下水位降低。地下水位下降导致地表植被衰亡、土壤的抓地力降低，土质疏松为水土流失创造了条件。

水土流失是自然因素和人为因素共同作用的结果。人为因素在其中发挥了极大的促进作用。受地形、地质、降水和植被因素的影响，水土流失的形成具有一定的必然性，但其属于自然流失行为，顺应了自然发展规律。大规模水土流失的形成还是人为导致的，因人类生产、生活的需要，在生产方式主导下，毁林毁草、开地种田、坡地耕作、开沟挖渠，造成植被覆盖率下降和破坏原有地形地貌，为水土流失的产生提供条件【1】。

降雨是水土流失的主要动力之一，暴雨对水土流失的驱动能力更强。某些地区夏秋季节，降雨量和降水强度都比较大，对地表的侵蚀加强，含泥沙的大量地表径流汇入河槽。

水土流失需解决的问题包括地表径流对土壤冲刷的土壤资源流失和地表径流的流失。水土保持最直接的办法就是采用科学技术对地表径流进行控制，实现雨水资源化，水土资源的高效、安全、可持续利用有利于促进生态环境的和谐发展。

3 雨水控制理念的推广和应用

水土保持的出发点在于保持水、土资源。目前，水土保持工作主要针对的是土壤的保护，而对水的控制涉及较少。只针对降水径流和土壤侵蚀2个方面展开对雨水的控制，研究还存在很大的不足，因此应增强树立雨水控制的理念，扩大雨水保护的维度，在生活、生产和建设中不断推广和应用。

3.1 道路工程的雨水控制

基于经济发展的交通需求，在流域内开展的道路工程类型和数量愈来愈多，为避免道路建设对流域水土环境的破坏，在环境保护的基础上，开展工程项目。因流域内自然环境和地形、地质、水文条件的优势，近年来在流域内兴起的项目愈来愈多，增加了流域地面的硬化面积，雨水的入渗能力下降，严重影响道路地表降水的疏通，增加了流域内排水系统的调节压力，降低了水资源的利用效率【2】。为此，应注重流域内地表降水的控制和处理。如高速公路建设项目中，在设计规划时应考虑地区降水量、地表径流和植被需水量，利用硬化的公路地面沿公路走势建设专门的集水设施，以确保在汛期来临时，有效地调节径流量，减少对地面的冲刷，在干旱时期，确保植被用水。

3.2 城市的雨水控制

近年来，在众多流域的平原地带都建立了大型的城市建筑和乡镇建筑，因地面硬化面积的扩大，排水、泄洪能力成为影响城市发展的重要问题。海绵城市理念就很好地解决了洪水期城市水量大增后有效排水的问题，其治理也是基于雨水控制理念。对于一些供水比较紧张的大型城市，雨水就是很好的城市水源补给，在城市建设中利用科学技术建造专业化的集水工程，待汛期来临时，截流地表径流，存储雨水作为城市用水。既可以减少供水需求，又可以避免因供水不足而破坏生态环境。

3.3 农田的雨水控制

基于流域气候和自然降水对农田建设的影响，在洪水期来临时，极易因过度灌溉造成农作物的死亡。但在干旱时期，农作物因供水不足，需水量无法满足而影响植物生长。水土流失综合治理措施在农田建设中的应用应基于雨水控制理念，规划设计储水工程，合理调节坡面径流和河槽流，在丰水期储水，在干旱期便于农田灌溉，使蓄水系统与农田灌溉系统有效衔接，促进农作物的生长。

4 雨水资源化

降雨径流的作用具有两重性，一是水土流失的重要源动力，二是解决干旱缺失的重要资源来源。如何解决好水土保持与雨水资源化的关系是一项重要的社会课题。雨水资源化的目的在于变侵蚀土壤的暴雨径流为能使水土得到保育的可用水资源，即雨水资源利用。雨水资源化的真实含义就是其开发和利用，把资源转化为能源，实现其价值的过程。雨水资源化的过程就是对降雨径流消蚀降能，强化入渗、聚集、存储、运输，用于生活或农业。水土保持指导思想是以土为重心进行研究，对土壤进行控制，实现土壤保护，降低土壤被动侵蚀和冲刷。水土保持的根本在于雨水，对降雨径流的控制，保护、改良，合理利用雨水资源，能够提升土地生产能力，充分发挥水土资源的社会效益、经济效益和生态效益。水土保持不仅是对水土的保护，更是运用科学技术合理开发、利用水土资源，充分发挥水土资源的综合作用。

5 雨水控制的拓展路径

5.1 提升公众的雨水控制意识

在城市、乡镇生活供水平稳的表面背后是水资源的日益短缺。水资源为不可再生资源，然则公众保护水资源的意识却比较薄弱。在水资源严重紧缺的国际背景下，大力宣传和开展教育，提升公众的水源保护意识和雨水控制意识十分重要。尤其是在水资源严重短缺的干旱、半干旱地区，要在生态保护的基础上积极鼓励公众开挖蓄水工程，以供生活和农业灌溉用水【3】。

5.2 发展雨水资源高效转化技术

雨水控制不能仅停留在简单的蓄水工程项目建设上，应发展科学技术，提升雨水的资源转化率。基于雨水资源化理论，调节降水径流技术，其包括降雨动力拦截技术、降雨就地入渗技术、降雨径流汇集技术、降雨径流存储技术、降雨径流利用技术等。降雨动力拦截技术从降雨势能的角度，通过一系列减缓势能的农业措施，确保水土流失量的减少，保护生态环境；降雨入渗技术是以提升自然降水转为土壤水的转化过程，通过工程增渗、化学增渗、耕作增渗和生物增渗等先进技术，提升土壤的有效库容，增强径流的入渗能力，促进地表水向地下水的转化；降雨径流汇集技术是以高效集水的绿色材料为基础，促进径流的聚集；降水径流储存技术以储水工程结构优化和水窖开发为基点，建造绿色环保、耗资较少、防渗力强的新型蓄水工程；降水径流利用技术以水质净化、节水取水和集雨灌溉为基础，增强对地表径流的有效利用率，实现水土保持和谐生态环境建设。