水土保持措施及效益分析

2022-07-04杨虎

中国资源综合利用 2022年6期

杨虎

（海南水文地质工程地质勘察院，海口 571100）

水土流失是指水力、重力和风力的作用下水土资源的损失。水土流失的直观原因是水资源无法被就地吸收或者留滞，在土体表面形成汇流，在重力影响下不断冲刷土体，造成土地资源损失。严重水土流失会造成土体滑坡、迁移，形成沟壑、塌方和泥石流。我国水土流失面积较大，水土保持任务艰巨。大量学者对水土流失成因和防治措施进行了研究。高海东等结合土壤侵蚀控制度，研究黄土高原水土流失的治理潜力。王娇等结合土壤流失方程（USLE）和地理信息系统（GIS），对河北太行山区的水土流失现象进行敏感性分析。张灿等以福建省长汀县为例，评估南方红壤水土流失区植被覆盖度变化的生态影响。李宗善等结合黄土高原水土流失现状，分析问题并提出治理对策。姚雄等综合分析水土流失严重区的生态脆弱性，明确其时空演变规律。戴全厚等研究了西南地区水土流失机理，提出要重视地下水对水土流失的影响。

水土流失严重危害我国土地资源，并影响区域生态效益和经济效益。水土流失会冲刷和带走地表肥沃土体，造成土地贫瘠化，农作物产量下降；流失的土体会积累在河流内部，造成泥沙淤积，河床抬高，河道宽度变窄；水土流失造成地表植被不断减少而形成沙化，导致生态环境恶化。因此，必须明确水土流失原因和类型，采取水土保持措施，做好水土保持工作，提升水土保持效益，防止水土流失。

1 水土流失原因和类型

1.1 水土流失原因

综合来说，水土流失的原因可以分为两类，即自然因素和人为因素。自然因素主要有地形、降雨、土体成分和植被。地面坡度越大，水流速度越快，土体冲刷越严重；降雨量超过土壤下渗能力时，便会形成地表径流；沙质土颗粒较多，土体黏聚力不强，容易被冲刷，而黏性土壤存在较强的黏聚力，可以抵抗水流冲刷，不容易流失；植被可以含蓄水源，根系可以凝聚土壤，增强土体抗冲刷能力。人为因素主要表现为对土地的不合理利用和破坏植被。对土地的不合理利用包括随意开垦荒地、非法开矿等。破坏植被包括砍伐树木、乱挖植被等。人为因素会减小地表植被面积，造成植被含蓄水源的能力下降，引发水土流失。

1.2 水土流失类型

根据动力因素，水土流失分为三类，即水力侵蚀、重力侵蚀和风力侵蚀。水力侵蚀的主导因素是水流，其需要积蓄一定能量才能冲刷土体，因此水力侵蚀区坡度较大。我国水力侵蚀的典型地区是黄土高原。相比水力侵蚀区，重力侵蚀区坡度更陡，下部被水流掏空，无法负载上部土体，在重力作用下，上部土体成片坍塌和滑落。风力侵蚀主要发生在我国西北沙漠地区，在风力作用下，沙质土颗粒被带起，飘落到其他位置，土体一层层被剥离，最后造成大规模水土流失。

2 水土保持措施

2.1 植被措施

植被包括高大植被（林木）和低矮植被（草类），其水土保持作用明显。首先，低矮植被作为阻碍物，可以含蓄水源，防止降雨形成径流。其次，不同植被的根系疏通了土壤内部孔隙，增加了土体渗流能力，减小了地表雨水汇集能力，同时植被通过根系将土壤凝聚起来，其不容易被水流冲刷。植被措施主要分为两个方面。一是增加植被覆盖率，如造林种草。二是防止人为破坏植被，如禁止在森林开垦荒地，禁止随意砍伐树木，禁止非法开采，禁止在植被保护区建房。丘陵地区种植茶树，不仅可以防止水土流失，也能带来经济效益，如图1所示。

图1 丘陵地区种植茶树

2.2 工程措施

工程措施主要通过人工干预对水土流失易发区进行治理，包括山坡防护工程、山沟治理工程、山洪排导工程和小型蓄水用水工程。工程措施可以分为环保型和强制型两种。环保型工程措施通过人工种植植物含蓄降雨，如育林育草。强制型工程措施采用人工设施干预，防止水土流失。一是排水设施，可以防止降雨形成汇流，二是加固设施，可以提升土体凝聚力。典型的排水设施有导排工程和蓄水工程，前者将降雨迅速排走来减少径流量，后者将降雨收集和储存来减少径流量。加固设施主要用于坡面，通过人工措施使土体形成一个整体，增加其抗冲刷能力。

3 水土保持效益分析

3.1 水土保持的不同效益

水土保持效益是指水土保持给人类和自然带来的有益结果，效益分析是评价水土保持工程的基础。从作用方式来看，水土保持效益可以分为直接效益、间接效益和附加效益，如表1 所示。从表现形态来看，水土保持效益可以分为生态效益、经济效益和社会效益。水土保持可以防止水土流失，避免滑坡、泥石流的发生，保护临近交通和人民财产安全。

表1 水土保持的不同效益

3.2 实例分析

南水北调中线工程一期总干渠湍河渡槽位于河南省邓州市湍河上。渡槽槽身为相互独立的3 槽预应力混凝土U 形结构，单跨为40 m，共计18 跨。本工程段的水土流失防治范围包括工程施工生产生活区、土料场、弃土场以及影响的陆域与水域。本项目既采取植被措施，也采取工程措施。水土保持的主要措施包括：道路两边设置排水沟，将雨水汇入排水设施；在裸露地表种植根系发达的花草和树木；临时堆土区用可降解的防尘网覆盖；临时堆土区坡脚处用土方编织袋围挡；做好边坡支护。采取水土保持措施后，该项目区域未发生水土流失现象，其取得很好的水土保持效益。