郭曉乾
(鄉(xiāng)寧縣水利局,山西 鄉(xiāng)寧 042100)
我國在土地資源方面存在著人多地少這種基本的國情,農(nóng)作、工業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)建設(shè)等諸多方面無不需要土地資源作為其主要支撐,但與此同時悄然發(fā)生的土地侵蝕卻在制約著其當(dāng)下以及日后的發(fā)展,由于土壤侵蝕作用而慘遭破壞的土地資源,勢必會降低相應(yīng)的生產(chǎn)力,長此以往對廣大國民的發(fā)展乃至生存都是極具威脅的。因此,為了我們的可持續(xù)發(fā)展,必須要做好水土保持監(jiān)測工作以及相應(yīng)的水利工程建設(shè)。
水土保持監(jiān)測,顧名思義就是長期調(diào)查和觀測水土流失如何發(fā)生以及未來的發(fā)展走向,進(jìn)而分析其可能引發(fā)的危害以及進(jìn)行水土保持的效益。借助水土保持監(jiān)測,不僅可以水土流失的分布特點(diǎn)、對應(yīng)類型以及相應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行很好的了解,而且也可以對其如何發(fā)生、向何發(fā)展等趨勢變化進(jìn)行摸清,這對于綜合治理好水土流失、建設(shè)好生態(tài)環(huán)境無疑是極具意義的,無論是在決策,還是在措施布設(shè)上,都是較為合理科學(xué)的。
水土保持監(jiān)測在分類上大多為以下四類,第一類是水土流失的影響因子監(jiān)測,主要包括人為的一些擾動活動、植被覆蓋程度以及類型、組成地面的一些物質(zhì)、風(fēng)、雨量以及地貌等;第二類是水土流失的狀況監(jiān)測,涵蓋的主要是水土流失的量、強(qiáng)度、主要類型以及流失面積等;第三類是水土流失的危害監(jiān)測,主要包括洪澇災(zāi)害、生態(tài)環(huán)境發(fā)生的變化、淤積的河道泥沙、在地面覆蓋的植物、所在區(qū)域及其附近區(qū)域的綜合影響;第四類是水土保持的措施及其效益的監(jiān)測,主要包括水土保持相應(yīng)的質(zhì)量、設(shè)施、工程效果以及對生態(tài)環(huán)境切實(shí)發(fā)揮的改善作用等。
首先,水土保持監(jiān)測在水利工程開展時所應(yīng)用的監(jiān)測方法過于單調(diào)。調(diào)查、巡查以及地面定點(diǎn)等監(jiān)測方法是其主要使用,還有巡視、卡口、測仟以及樣區(qū)等監(jiān)測方法也是較為經(jīng)??匆姷?,但總的來說這些監(jiān)測方法還是相對單一的,無論是在實(shí)際應(yīng)用上,還是在針對性上都是較差的。
其次,水土保持監(jiān)測相應(yīng)的預(yù)報(bào)體系亟待完善。水土保持監(jiān)測借助預(yù)報(bào)體系,無論是對水土流失的動態(tài)、治理效果,還是對自然環(huán)境相應(yīng)的變化走向,都可以進(jìn)行了解,并針對于此對防治對策擇優(yōu)尋找。該預(yù)報(bào)體系對于水土保持以及生態(tài)建設(shè)等工作的切實(shí)開展意義重大,但放眼全球其所建立的體系還是相對滯后的,而這勢必會制約到相關(guān)工作的有效開展以及未來發(fā)展。
最后,水土保持監(jiān)測的機(jī)構(gòu)管理機(jī)制以及從業(yè)人員個人素養(yǎng)有待完善與提升。我國在水土保持監(jiān)測機(jī)構(gòu)方面起步相對較晚,并且成立的機(jī)構(gòu)有些無論是在管理機(jī)制,還是在人員配置方面都是不太健全的,與此同時相關(guān)從業(yè)人員自身的專業(yè)素養(yǎng)并沒有預(yù)期的那么高,專業(yè)過硬的人才少之又少,以上這些對于相關(guān)工作的質(zhì)量以及成果無疑有著不良的影響。
1.自然潛在因素
從氣候來看,一方面自然氣候會借助融雪或者是降水的方式形成一定程度的地表徑流,進(jìn)而直接誘發(fā)水土流失,尤其是像暴雨這樣的強(qiáng)降水,會使得土壤侵蝕以及水土流失更為嚴(yán)重;另一方面自然氣候會在日照、溫濕度等方面的變化下,影響土壤性質(zhì)以及巖石風(fēng)化,由此對水土流失由產(chǎn)生到發(fā)展都會有一定的間接影響。
從地形來看,我們賴以生存的地球表面有著多種多樣的地貌,一般而言像坡地這種地貌最易發(fā)生水土流失,換言之地形對其的影響是較大的,像地面高度、坡度、坡形以及坡長等多個方面的差異性,都可能會誘發(fā)不同程度的水土流失。
從土壤以及地質(zhì)來看,地質(zhì)條件在很大程度上影響著水土流失發(fā)不發(fā)生以及發(fā)生到何種程度,土壤性質(zhì)以及巖石硬度不同,使得其在侵蝕方面的對抗能力也有著很大差異,尤其是土壤對水的滲透性,直接左右著水土流失的程度大小。一般來說,砂性土壤對水的滲透性相對較高,進(jìn)而不太容易形成徑流,但由于雨水太容易將其帶走,因此降雨后也會誘發(fā)一定的水土流失;黏性土壤對水的滲透性相對較低,進(jìn)而在降雨之后是很容易形成徑流而誘發(fā)水土流失的。
從植被來看,對地表加以覆蓋的植物或者是植物群落,在很大程度上對其所在區(qū)域的土壤起到了很好的防侵蝕作用,這些植被可以對雨水進(jìn)行有效截持雨水、對雨滴出濺進(jìn)行有效減少,進(jìn)而不僅對地表徑流有了很大的緩解,而且也能夠?qū)ν寥肋M(jìn)行很好的改良以及加固,可以說植被條件是好是壞直接影響著所在區(qū)域的水土流失程度。
2.人為主導(dǎo)因素
從森林破壞來看,火災(zāi)、開墾、砍伐等對森林的人為破壞,都使得原本對土地極具保護(hù)作用的樹木大幅減少,進(jìn)而促使其逐漸喪失了蓄水保土這項(xiàng)基本能力,在無形之間使水土流失更加快速;從陡坡開荒來看,一方面陡坡開荒對地表原本的植被進(jìn)行了大幅破壞,另一方面開荒對土壤不可避免地翻松,在無形中為侵蝕的發(fā)生提供了條件,尤其是像暴雨這種的強(qiáng)降水天氣,更加劇了其沖刷以及危害;從耕作方式來看,像順坡打壟這種耕作方式上的不合理,會使得其在融雪或者是降水發(fā)生后,水流沿著人為挖出的小溝一直向下,進(jìn)而誘發(fā)水土流失;從放牧過度來看,牲畜會對植被反復(fù)踩踏和啃食,這種強(qiáng)烈的破壞要像恢復(fù)起來是較難的,尤其是受風(fēng)雨的影響,不僅會有風(fēng)沙危害,而且也極易誘發(fā)并加速其水土流失;從基礎(chǔ)建設(shè)來看,無論是建廠開礦等工業(yè)建設(shè),還是建筑道路和停車場等交通建設(shè),都需要借助大量的泥沙等建設(shè)材料,這些建材也會或多或少地被沖入到河道中,進(jìn)而誘發(fā)水土流失。
1.坡面治理工程
借助人力對局部的一些小地形進(jìn)行改變,把融雪或者是降雨產(chǎn)生的水進(jìn)行攔蓄入滲,以此減少或者是規(guī)避地面徑流的形成,進(jìn)而對坡地極易發(fā)生的水土流失加以控制。像山坡截留溝、蓄水池、魚鱗坑、水平溝、梯田等都是山坡防護(hù)工程當(dāng)中行之有效的措施,山坡截留溝就是將坡面徑流向山坡之下或者是相應(yīng)蓄水工程中引,進(jìn)而排入溝谷之中,保持水土;魚鱗坑下面為橢圓或者是半月的形狀的水土土埂,上面則為直線形,總體上以“品”字形于坡面之上進(jìn)行布置,并且還能和水平溝進(jìn)行結(jié)合布置,不僅可以造林整地,而且也可以保持水土;梯田無論在斷面形式上是坡式、隔坡,還是水平的,都是為了對徑流的速度以及流線進(jìn)行減少和切斷,以此盡可能地對水土流失進(jìn)行防止。
2.溝道治理工程
該治理工程主要是對溝岸的擴(kuò)張、溝床的下切以及溝頭的前進(jìn)等進(jìn)行防止,對溝床縱坡進(jìn)行減緩,對洪峰流量加以調(diào)節(jié),進(jìn)而對泥石流或者是山洪這種自然災(zāi)害發(fā)生時所含有的固體物質(zhì)盡可能進(jìn)行減少,讓其排泄時可以更加安全,造成的災(zāi)害更小,像谷坊、溝頭防護(hù)、攔沙壩、淤地壩、溝道護(hù)岸等都是山溝治理工程當(dāng)中行之有效的措施。
3.小型水利工程
小型水利工程主要是攔蓄坡地徑流或者是地下潛流,以此滿足相應(yīng)的農(nóng)田灌溉需求,進(jìn)而確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)量穩(wěn)定并增產(chǎn),實(shí)現(xiàn)對水資源的高效利用,這對于水土保持效益是極具價值的,尤其是小流域中的上流以及下游,像引水上山、蓄水塘壩、引洪漫地、淤灘造田以及小水庫等等都是該工程所包含的內(nèi)容,該工程的重點(diǎn)就是進(jìn)行蓄水,但與此同時也衍生出了像灌溉養(yǎng)魚這樣的綜合性效益。
對小流域進(jìn)行規(guī)劃、布設(shè)等綜合治理,不僅要重視預(yù)防,也要重視治理,將治理與管理切實(shí)結(jié)合起來,因地制宜地進(jìn)行全面規(guī)劃以及系統(tǒng)的綜合治理,促使規(guī)劃與實(shí)際可以保持高度一致。實(shí)際治理時,要以治坡為主、兼治溝坡,對所在區(qū)域進(jìn)行連續(xù)且集中的治理。小流域綜合治理在實(shí)際踐行中所涵蓋的措施是很多的,其作為系統(tǒng)工程也會與時俱進(jìn)地進(jìn)行發(fā)展,其中的理論在規(guī)劃以及設(shè)計(jì)水土保持工程時,也會切實(shí)應(yīng)用。
水土保持工程中會有相應(yīng)的洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),依照該工程的防護(hù)對象是否重要以及具體種類來確定其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),一般來說按五到十年一遇對坡面工程二十四小時暴雨的最大標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),按照工程的規(guī)模以及種類對小型水利以及治溝的工程相應(yīng)的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定,按十到二十年一遇對小型水庫以及淤地壩進(jìn)行洪水設(shè)計(jì),按五到十年一遇對引洪漫地進(jìn)行洪水設(shè)計(jì)。
水利工程的堆積體對于土壤侵蝕有所影響的各種因素中,坡度是較為重要的,直接影響著徑流的切應(yīng)力、流速和深度,降雨的徑流量和入滲量,以及地表滯水能力等多種指標(biāo)的產(chǎn)生。借助放水沖刷地模擬試驗(yàn),可以很明顯地看到坡面徑流的流速會隨著其坡度的變化而變化,坡度對其的影響要比流量大得多。
水利工程的堆積體對應(yīng)的坡長,對于侵蝕形態(tài)相應(yīng)的動態(tài)變化、泥沙運(yùn)移以及坡面徑流都有著直接的影響,并且對徑流在挾沙能力以及能量變化也都有著間接影響,在室內(nèi)借助模擬人工降雨的這種方法,可以發(fā)現(xiàn)徑流率以及細(xì)溝數(shù)量會隨著坡長的變化而變化,但土壤剝蝕率則不會。
砂石本身有著缺乏有機(jī)質(zhì)、較大程度的離散以及不均勻的形狀等多種特征,一來其不好的透水性以及光滑的表面,使得坡面徑流得以快速匯聚,二來其分布上的不均勻或者是嵌入到坡面里面,都使得坡面的粗糙程度大大增加,進(jìn)而對坡面徑流提升了一定的流動阻力,由此砂石含量對其土壤侵蝕所造成的影響是相對復(fù)雜的。
綜上所述,我國而今在土地資源方面有著土壤侵蝕、水土流失等問題,這對于我國的長足發(fā)展無疑是極其不利的,進(jìn)而水土保持監(jiān)測工作的長期進(jìn)行以及水利工程的建設(shè)與完善就顯得尤為重要。氣候、地形、土壤、地質(zhì)、植被等自然因素都對土壤侵蝕有著潛在的影響,森林破壞、陡坡開荒、耕作方式、放牧過度以及基礎(chǔ)建設(shè)等人為因素對土壤侵蝕有著主導(dǎo)影響,進(jìn)而勢必要借助坡面治理、溝道治理以及小型蓄水用水等水利工程措施來對土壤侵蝕進(jìn)行防治,對土壤侵蝕的發(fā)生概率進(jìn)行降低、對區(qū)域水土流失情況加以改善,保護(hù)好我們當(dāng)下以及未來都賴以生存的生態(tài)環(huán)境。