水土保持生態建設與山丘區水資源的關系

□李偉華 □程偉峰（河南省水土保持監督監測總站）

地處京廣鐵路與南陽盆地和黃河之間的豫西山區，總面積31391.9km2，涉及河南省南陽、平頂山、鄭州、洛陽和三門峽5個省轄市。該區處于我國地理上第二階梯和南北氣候過渡地帶，是白河、沙河、汝河、伊河等多條河流的發源地。區內水系發育，水能資源豐富，礦產資源富集，旅游資源開發潛力巨大。然而區內山高谷深，地形地貌復雜，差異性大，降雨量時空分布不均衡，耕地少、質量差且分散，客觀上加大了水利基礎設施建設和水資源開發利用的難度，是河南省水土流失嚴重、生態環境惡化、經濟社會發展相對緩慢的地區之一。

在水利部及有關流域機構的大力支持下，豫西山區的水土保持生態建設工作取得了很大成績，在恢復生態環境、改變山川面貌方面已經顯示出了巨大的作用。但是，在水資源開發利用方面，由于在治理時沒有充分考慮豫西水土流失區水資源的承載能力，人地與生態爭水的矛盾日益暴露，加上連續幾年的干旱,植被遭受嚴重破壞，生態環境遭受重創，多年苦心建設的成果面目全非。面對豫西山丘區水土流失面積7157.35km2和豫西地區嚴重干旱缺水的氣候特點，面對南水北調中線水源地保護、黃河泥沙治理等諸多情況，豫西山區的水土保持生態建設任務艱巨。因此，開展和加強水土保持健康發展與水資源可持續利用的關系研究，十分迫切，意義重大。

一、豫西山區雨水資源特點

豫西山區屬北亞熱帶向北溫帶過渡地區，受季風影響，區內冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨。多年平均降水量824～650mm，總的分布趨勢自南往北逐漸減小。降水量的特點：一是年內分布不均，主要集中于汛期6～9月，4個月的多年平均降水量占年均降水量的60%以上，且汛期的降水量又集中于幾場暴雨和連陰雨，易成洪災和旱災。12～2月降水量僅占年降水量的3%～6%。二是降水年際變化大，最大年降水量為最小年降水量的2～4倍。是河南省水土流失嚴重、水資源匱乏、干旱頻繁發生的地區之一。

二、水土保持生態建設是雨水資源最大限度利用的必由之路

河南省豫西山區面積占總土地面積的60.7%，水資源需求量按50%保證率推算大致缺口約37%～72%，水資源不足不僅是植物生長的最大限制因素，有限水資源的持續利用將長期制約著廣大缺水地區的水土保持生態建設工作。按照國際上對水資源貧富程度的劃分標準，豫西地區屬于水資源緊缺地區。需采取一定的人工降雨對資源進行有效的調控以滿足經濟、社會的持續發展及生態用水的需要。

自然降水是區內水量的主要來源，也是影響生態建設的主要因素，直接影響著水土保持植物的成活率、保存率及植被恢復程度。降水量主要受區域內地形、地貌、植被等因素影響，同時也受到氣候環境的制約。用人工增雨技術可實現區域上空云水資源的開發，增加降水量。對于保護水土保持工作成果、加快生態植被建設起到積極的推動作用。區內可供水量的計算，按照傳統的水資源方法，是將降落入小流域內的雨量所產生的地表徑流，以及滲入到地下潛水層形成的淺層地下水疊加后，再扣除兩者的重復計算量所得。一般地，入滲到地下潛水層中的土壤水，其大部分還會通過土壤中徑流而側向補給到溝河內，通常只有很少一部分才能夠真正入滲到深層而長期地貯存下來。

區內的蒸發包括水面蒸發、土壤蒸發和植被散發，其中土壤蒸發和植被散發是主要的水分流失形式。減少表層土壤的無效蒸發，降低高耗水植物的種植面積，是解決區內水量相對不足的有效途徑。

區內蓄水變化量是衡量水資源可持續利用的重要指標。水資源循環是無限的，但在一定時間、空間范圍內大氣降水對水資源的補給量是有限的。地下水資源只有在一定限度內才是取之不盡、用之不竭的。為了保護自然環境、維持生態平衡，在水資源不足的情況下，最大限度地開發利用所有降水資源時，不要輕易超采地表、地下水，流域蓄水量的利用必須堅持可持續的觀點，節約和保護并重，合理利用水資源。

徑流量的大小及變化過程主要受兩方面因素影響：一是氣象因素，即降雨和蒸發；二是區內下墊面，即地形、地貌、土壤、植被等。地表徑流是在暴雨時形成的超滲產流回流而成，在沒有攔蓄工程時攜帶沖蝕土壤流入河道，不僅減小流域內可用水量、造成土壤流失，還導致下游河床抬高，加重防洪負擔。修建攔蓄地表徑流工程，可以減少水土流失，增高地下水位，增加流域蓄水總量。

通過以上對水資源狀況的分析，可以得出以下兩點結論：

一是豫西山丘區的大部分屬于水資源緊缺地區，按傳統辦法開發水資源不能滿足當地生態、生活及生產需求，尋求雨水資源的最大限度利用技術是當地水土保持生態環境建設的必由之路。

二是豫西山丘區降水特性、下墊面條件、經濟狀況等因素具有較大差異，在開發利用水資源過程中必須尋求適合當地條件的建設方案，建立合理優化的工程系統模式。

水土保持可以改善生態環境，促進水資源可持續發展，減少各種自然災害。水土保持生態建設是雨水資源最大限度利用的必由之路。

三、高效利用水資源是豫西山區水土保持建設的必要措施

（一）雨水利用措施

區內降雨為大部分植物措施的主要水分來源，在水土保持生態環境改善方面起著決定作用。根據豫西山區地形條件，可從3個方面提高降水資源的利用率：一是坡面整治工程與植物配套結合。在保證標準、質量的前提下，有效攔蓄降水，增加表層土含水量，提高配套植物存活率。修筑梯田而改變山坡地為緩坡地，對于水資源的就地利用其效果是極為有益的。二是攔截地表徑流。降水經坡面的地表徑流及滲流而匯入溝道后，將形成洪水對溝床產生水力侵蝕。為防止和減輕這種侵蝕，同時最有效地開發利用洪水資源，使其變害為利，以蓄水為主，兼具削峰、攔沙功效的小型集流壩（包括谷坊、塘壩,支溝骨干工程、小水庫等溝道蓄水工程），可減少泥沙下泄，保護降水資源，補充地下水，為植物種植提供水源。三是以水窖、蓄水池等為主的蓄存降雨法。運用方式有：一是壩—壩連環形，即建設集流壩系工程。從溝道上游至下游、從支溝至毛溝一次布設谷坊和集流壩。二是壩—窖組合型，即先由集流壩將上游坡面來水蓄積起來，然后通過渠道輸送給水窖，再由水窖轉送至用水地點。三是壩—池組合型，工作原理同壩—窖組合型。四是壩—池—窖組合型，即先由集流壩將水送至蓄水池，然后再送至水窖供用戶使用。

根據蓄水量大小及當地徑流、入滲特征，綜合確定利用形式，并通過合理排蓄運用方式，實現高儲高用的目的。

（二）減少蒸發措施

蒸發也是區內水量損失的主要途徑。減少蒸發，可增加區內的可利用水量。減少蒸發量有以下2種方法：一是采取植物殘茬覆蓋措施截斷土壤蒸發途徑；二是減少植物的有效蒸發，在區內調整種植業區域布局、作物品種時，要充分考慮水資源問題，以種植低耗水量植物的方式來實現。

（三）地下水開采措施

地下水資源包括潛水和承壓水資源。承壓水資源的補給較復雜，難以恢復，一般不宜動用。潛水的開采比較容易，在保證補給水量的情況下以多年平均利用量不能超過多年平均補給量為標準，確定本區地下水允許開采量，并以此為依據布設井群，合理抽取地下水用于該流域。

（四）小型節水措施

由于區內可用水量是有限的，只有輔以高效的節水措施才能充分發揮水資源的最大潛能。對有條件的地區可以配備價格較高的噴灌、滴灌、滲灌等先進的節水設備，經濟欠發達地區也可通過一些投入相對較低的方法實現節水。

總之，高效利用水資源是豫西山區水土保持建設的必要措施。水土保持工作在旱地區開展，必須堅持水資源可持續利用的發展觀。把水資源開發與生態建設聯系起來，在水土保持工作中要從開源節流的原則出發利用和保護水資源。