□ 曹志成
(甘肅隴南市成縣鐔河鄉(xiāng)政府,甘肅 成縣 742500)
通常而言,對于“水土保持”,我們可以將其初步理解為預防水土流失、做好水土資源保護工作,旨在增加土地生產水平,維護生態(tài)環(huán)境于平衡,最終達到可持續(xù)發(fā)展的目的。要想做好保持水土的工作,一方面要預防,另一方面要治理。預防是為了規(guī)范人們對水土資源的開發(fā)行為,防止過度開發(fā)水土資源[1]。治理,則是在水土流失問題已經發(fā)生后,采取一些補救措施,如植物措施、工程措施等。我國經濟飛速發(fā)展,已經由高速發(fā)展向高質量發(fā)展過渡。國家明確指出,現代化建設是涵蓋實現環(huán)境友好發(fā)展的現代化。但是,破壞環(huán)境的不和諧發(fā)展現象難以完全消除,例如對水資源造成高污染的產業(yè),在有些地區(qū)仍然存在。這些現象對我國社會經濟的可持續(xù)發(fā)展以及水土保持工作造成較大的負向影響。環(huán)境友好型的發(fā)展,是人類社會發(fā)展進步的必然選擇。環(huán)境友好型的發(fā)展包括做好水土保持工作。在水土保持工作領域,建設水利工程是水資源維護中綜合效益較好的措施。就區(qū)域水資源而言,實踐證明,通過對水土保持對水質與水資源的影響的科學研究,可以對水資源的管理提供科學合理的指導,進而實現對水土流失的有效控制,有效降低了由于降雨而造成的表層植被受到破壞和水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的退化速度。
眾所周知,在全球范圍內,我國水土流失位列最嚴重國家行列,特別是西部地區(qū)尤為嚴重。數據統(tǒng)計結果表明,在我國,水土流失總面積達360余萬平方公里,這之中西部地區(qū)占了較大比例,可達80%。在我國,目前荒漠化問題也非常嚴重,其面積已經有262萬平方公里,這是一個非常高的水平,并且,荒漠化的面積依然以每年2400余平方公里的增速遞增,絕大部分都集中于西部地域。事實上,水土流失危害非常大,對整個國民經濟以及社會發(fā)展都產生了較大威脅,嚴重制約著經濟的進步與發(fā)展,也影響了整個西部地區(qū)的經濟進步。生態(tài)文明隸屬于人類社會文明相對重要的范疇,社會進步和發(fā)展的重要標志也是以此為準的。生態(tài)文明務必以尊重和維護生態(tài)環(huán)境為前提,同樣也是可持續(xù)的生產方式和消費方式,是經濟社會有序發(fā)展的重要根基。通過工程、林草、生物、管理等措施進行的水土流失綜合治理,在保護國土、增加耕地數量和山區(qū)脫貧致富、減少河流泥沙、減輕洪澇災害等方面具有不可替代的作用。因此,依法搞好水土保持,是每個水保人刻不容緩的責任和義務。
在我國的西部地區(qū),由于生態(tài)環(huán)境較差,進一步加劇了荒漠化程度。引發(fā)的沙塵暴對經濟發(fā)展和人民生產、生活產生巨大的影響,危及著國土生態(tài)安全,并且危害的程度越來越大,波及的范圍越來越廣。自20世紀50年代以來,全國土地沙漠化呈現加速擴大的趨勢,50年代每年的增長速度大約為1500平方公里,到了20世紀70年代,這個數據增長到了2100平方公里,到了20世紀90年代,則進一步增長到了2460平方公里,換句話說,相當于每年都在沙化掉一個中等縣,數據觸目驚心。
事實上,我國的西部地區(qū),在全世界范圍內也是一個沙塵暴較為高發(fā)的地區(qū)。相關數據顯示,從16世紀開始,增長速度迅速增加,到了20世紀,已經形成了一個高峰,近幾年呈逐年上升的趨勢。尤其是1993年5月5日,強沙塵暴席卷了新疆、甘肅、內蒙古、寧夏平原以及華北地區(qū),涉及70多萬平方公里,4個省、自治區(qū),18個市地,72個縣(旗),百余個綠洲以及超過千萬人口,這就給社會大眾帶來了巨大的損失,包括生命與財產損失,其中,產生直接經濟損失達到5.6億元,還使地表風蝕10~30厘米,沙漠沙丘前移1~8米,每平方公里降塵261~256噸。2000年春季3-4月份,西北、華北連續(xù)發(fā)生了12次大規(guī)模的風沙天氣。其中3月27-28日,甘肅中部等地陸續(xù)出現沙塵暴,沙塵暴天氣到達南京、上海,浮塵遇雨形成“泥漿雨”。4月24-26日,西北、華北出現了大范圍大風、揚沙、塵暴天氣,卷入高空的浮塵波及蘇、皖、浙等地,進而影響到全國的生態(tài)安全。
在全國范圍內,沙化面積逐年增加,最近幾年,由于水土流失,每年增加2460平方公里。水土流失,顧名思義,雨水與徑流沖刷地面,造成土質變差,養(yǎng)分流失,進而降低耕地養(yǎng)分,甚至造成喪失耕地能力,最終造成農作物產量的下降。相關測算表明,在坡度為10~30度的坡耕地中,假設年降水量達到450毫米,季降雨六成的地域,會造成6.5噸地表土的流失。在我國西南地區(qū),降雨量遠遠超過這個數值,因此存在更為突出的水土流失問題,易于造成自然災害,耕地條件進一步變差。
經濟的進步事實上是與生態(tài)環(huán)境潛力息息相關的。在自然環(huán)境好、問題不突出的地區(qū),人口一般較多,那么經濟條件也相應較好。相反地,在生態(tài)環(huán)境惡劣的地區(qū),就會暴露出很多環(huán)境問題,人口水平低,經濟落后,乃至貧困。在我國,經濟發(fā)展存在明顯的區(qū)域不均衡性,這也可以從另一個角度證明這個問題。從東部地區(qū)來看,存在明顯的正面效應,因此生態(tài)環(huán)境質量較好,水土條件好,經濟更發(fā)達。在西部地區(qū),則存在較為明顯的缺水問題,生態(tài)環(huán)境較差,進而造成進一步環(huán)境惡化,一方面,生態(tài)環(huán)境問題每年都會為其帶來嚴峻的問題,造成直接的經濟損失,舉例來說,四川全省范圍糧食每年都會減產30億公斤;另一方面,由于水土流失,產生了干旱以及荒漠化的問題,進一步加劇了土壤的貧瘠程度,有機物大量流失,糧食的產量進一步下降,為了緩解溫飽問題,又會開始新一輪的毀林開荒,增加耕地面積,加之長久以來,始終存在地下水過度使用問題,又無形中加重了西部地區(qū)的干旱,非但無法從本質上解決糧食產量問題,而且還會產生惡性循環(huán),最終越來越貧窮。
管理水資源是一項非常重要的工作,通過優(yōu)化水資源構成等方式保證水資源高效、持續(xù)利用。在水資源管理方面,應該盡快立法,通過法律的方式實現水資源的應用、保護。水資源的法律管理與相關行為的管理是保證水資源高效應用的重要舉措。
通常來說,有效展開水土保持工作,能夠降低產沙模數、地表徑流量;能夠使洪峰流量在一定范圍內減少,降低水流的含沙量;延遲洪水高峰的形成時間;改變洪水的持續(xù)時間;改變產沙量與產流關系;對區(qū)域水循環(huán)等造成影響,土壤遭受侵蝕造成的非點源污染不僅影響到地下水資源總量,還改變了污染源滲透到地下水的途徑和方式。此外,水土保持的好壞,還在很大程度上決定著地下水的質量。通過一系列的水土養(yǎng)護舉措,一方面能夠有效控制水資源量,另一方面還能夠合理地控制其內部結構,進而改善地域水資源污染情況,最終優(yōu)化總體區(qū)域水資源水平。
水質就是水的品質,它包含了水的物理特征,如顏色、氣味等,以及化學特征包括(有機物、無機物以及生物特征,細菌等及其組成表象)。水質和土壤的保持對水質的影響主要是通過某些科學措施吸收、過濾、移除水中的污染物和有害物質,從而改善地表水和地下水的質量。
非點源污染可以根據污染的實際來源和產量分類,按照這種分類方法分為五種:(1)農業(yè)活動以及生產中形成的非點源污染;(2)土壤受到侵蝕造成的非點源污染;(3)農民在日常生活中產生的非點源污染;(4)地表徑流產生在城市集水形成的非點源污染;(5)空氣之中的懸浮與漂浮顆粒條件下的污染物質在降水過程中產生的降塵非點源污染。非點源污染具有潛在且隱形的表征特征較強、污染源散布區(qū)域較廣、隨機性強等特點。機理成因的模糊性以及在分析與控制上具有較大的難度等,都屬于非點源污染的主要特征。在實際工作中,我們通過一系列舉措,包括水土保持、生物和農業(yè)領域等的措施,對水質的影響主要在非點源污染的控制方面顯著地體現出來。
在水利工程當中,運用水文水資源管理可以起到非常好的效果,對水位水資源管理進行全面的分析非常關鍵。在信息化的時代下,伴隨信息技術的普及到水文分析測工作中,水文分析工作的精準度與整體效率大大地提高了。但是迄今為止,信息技術應用到水文分析相關工作時還是存在著諸多問題。水文分析具體指的是通過觀測相關沉積物對應的水文條件,研究土壤與沙子具體的蓄水能力。就是研究降水形成沙子的一種規(guī)律,構建對應的產沙模型,并通過水土治理調節(jié)以后形成的降水環(huán)境,經過相應的模擬測算,將水土治理前后的計算情況進行比對,由此科學測算出在水土保持治理中形成的實際水沙量。水文測量法的主要優(yōu)點是,如果實際水文測量信息準確,該模型相對簡單,容易計算;如果水文數據精準,則可以測算和推導出大面積水沙的變化規(guī)律。水文分析能夠有效計算土壤和水的治理措施中水沙的實際縮減數量,但是很難區(qū)分對單項具體的水土治理措施的控制程度。根據自然規(guī)律來看,能夠對產流形成影響的因素主要是在汛期的降雨、非汛期的降雨這兩個方面,這項措施均可以加以區(qū)分,基于此原因,水文分析方法的推廣使用簡潔易行。
成因分析,是指基于開展水土保持工作取得的實際測量數據,輔之以能夠反映河道中的不同的產沙情況的實際測量數據,以及由于人類的生產和生活活動形成的水土流失量,從而測算出水土保持工作中取得的減沙減水成效的方法。這一方法的關鍵要素是確定蓄水保土工作措施的數量標準和水保護措施的定量統(tǒng)計數據。
該方法的優(yōu)點是:(1)可以較為直觀地掌握到有效緩解土壤侵蝕的信息資料;(2)能夠在一定的范圍內核實驗證水文計算法的合理性;(3)可以通過數量化的形態(tài),實現對蓄水攔沙工作量化分析,從而得到較為準確的實際工作成效情況,并且還能夠對整體的蓄水攔沙工作的實際效益進行評估,以及規(guī)劃出下一步的治理措施。
非點源污染物包括溶解態(tài)和吸附態(tài)物質兩個組成部分。溶解態(tài)物質是指污染物與雨水夾雜以地表徑流的方式融入水體;吸附態(tài)物質是指固態(tài)污染物伴隨著被污染的土壤在地表徑流中被搬運到水體中。非點源污染的重要特征表現是土壤的遷移和被搬運形成的,在這個過程中,侵蝕是形成非點源污染的主要方式。水環(huán)境的下游污染的成因是由于在降水過程中產生的沙礫伴隨所夾雜的污染物形成的。我們可以通過分析地表水的徑流、地下水的徑流的有關表現特征,有的放矢地開展水土保持工作。值得注意的是,由于非點源污染自身固有的不確定性特征,加之對其具有影響力的因素呈現出錯綜復雜的分布狀態(tài),再就是監(jiān)測方法存在的局限性,因此,就對在開展非點源污染的監(jiān)控工作和模擬建立數學模型產生了難度;此外,分布式水文模型需要精確的數據資料,業(yè)界普遍認為,只要數據存在偏差,就會對模擬測算的結果形成很高的偏離度,所以在學術界,大部分通過成因分析法展開研究,構建非點源負荷模型進行監(jiān)控與對應的測算工作。使用這個模型,算出實際泥沙的流失相關數據,研究該數據對于氮磷以及有機物等造成的影響。經過多年的研究和探討發(fā)現,通過成因分析法,能夠運算得到水土保持工作形成的效應數值,且該值處于較高水平,從相對意義上講,水土保持措施產生的成果較多,但是對氮磷和有機物等攔截數值較小,也就是效果較小。當前業(yè)界普遍認為,計算水土保持的水質影響數值工作中,最大和最迫切需要解決的問題是目前的觀測資料較少,需要進一步地積累觀測資料。
在資源型缺水地區(qū),地下水資源貧乏,但在部分水文地質條件較好的地區(qū),是確實存在富水塊段的。西北等基巖山區(qū)應加強對風化殼厚度大、裂隙發(fā)育的低洼地帶,厚度大、延伸遠的大理巖層,張性斷裂破碎帶,壓性斷裂旁側,巖漿巖脈與圍巖接觸帶等富水地段的找水研究。在工程型缺水的巖溶石山地區(qū),巖溶地下水大多數存在于巖溶管道內,通常以地下河以及大泉的方式排出。所以,我們應該充分考慮具體情況,以圍泉筑壩等措施蓄水,如存在較理想的蓄水構造時,應在充分論證基礎上合理布置井位,鑿井取水[6],同時加強表層巖溶帶地下水的研究。
人與資源和諧相處,堅持環(huán)境友好型的發(fā)展,是我國社會經濟發(fā)展建設的國策。水利作為我國實現綜合性全面發(fā)展的命脈和基礎性行業(yè),在我國的社會經濟建設中突顯得非常重要。因此,我們應當下大力氣持續(xù)做好水土保持及其對水資源量和水質的影響等研究工作,并借鑒世界上先進國家的經驗,建立效應評估評價體系,從而為區(qū)域資源的綜合管理做好技術等軟環(huán)境支撐,以期將我國水土保持工作推向更高層次。