水土保持對水質與水資源量的影響分析

孫 洋，董仲源

(1.遼寧禹盛生態環境工程技術服務有限公司，遼寧 朝陽 122000；2.遼寧省鬧德海水庫管理局,遼寧 阜新 123000)

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水土保持對水質與水資源量的影響分析

孫 洋1，董仲源2

(1.遼寧禹盛生態環境工程技術服務有限公司，遼寧 朝陽 122000；2.遼寧省鬧德海水庫管理局,遼寧 阜新 123000)

水土保持不僅對區域生態系統循環交互運行及環境改善具有重要作用，而且對區域水質及地下水資源的實際儲藏量會產生影響。因此，就區域水土保持對水質與水資源量的影響進行研究，不僅能夠在一定程度上為區域水資源管理提供科學的管控思路，而且可以通過水土流失控制，減少降雨對地表植被及地下水環境生態系統的影響和破壞。

水土保持；水質；水資源量；影響

一般而言，水生態系統是一個復雜的整體。因此，在區域水土保持過程中,研究區水質及水資源總量一定會受到相關影響，而水土保持對區域水資源及水質的影響，分別稱為水土保持的水資源效應以及水土保持的水環境效應。國內學者在對水土保持中的水質效應研究時，重點針對地下水環境中的非點源污染進行研究，因此定量分析了水土保持措施在區域非點源控制中的重要作用。但是，缺少對非點源控制措施進行定量研究與分析。基于此，文章主要就水土保持對水質與水資源量兩方面的影響展開研究，從而為研究區科學布局水土保持生態環境建設工程以及合理利用水資源、有效控制非點源污染提供思路借鑒[1]。

1 水土保持對水資源量的影響分析

在現有相關研究理論中，諸多學者都將水土保持對水質的影響評價分為廣義的水資源效應評價與狹義的水資源效應評價和國民經濟可利用量評價3種形式。文章結合該研究區的實際情況，主要針對廣義以及狹義層面水土保持過程中的水資源量進行分析評價[2]。因此，廣義和狹義的水資源量計算，可通過如下公式進行分析：

WS=(R+D)+EP+ESS+Ees

(1)

式中：Ws為研究區水土保持對水資源的影響量，m3；R為研究區地表水資源量，m3；D為研究區地下水資源量，m3；Ep為研究區植被冠層截流蒸發量，m3；Ess為研究區地面截流有效蒸發量，m3。

結合上述水資源量實際計算方式，文章將研究劃分為兩大區域，區域一主要通過對水土保持過程進行分析，以此科學探討其對該研究區水質的影響。該研究區屬于該省兩大重要的水土流失治理區域，主要位于遼河上游及中游和下游3個不同的功能分區中。研究區內遼河干流長約100km，該研究區的實際面積為2.4萬km2，由于當地地質基礎差，降雨稀少。因此，地表植被覆蓋率較低，再加上暴雨強度大，較為集中，因此該研究區水土流失現象非常嚴重，導致生態系統尤為脆弱[3]。在2005年以來，當地采取積極的水土保持措施，針對21.5%的區域進行了水土保持改造，使林地以及梯田和草地及壩地等幾種不同類型的面積逐漸增加，研究區具體參數如表1數據所示：

表1 研究區不同類型的土地水土保持面積參數

文章在具體研究過程中，采用我國水利水電科學研究院水資源研究所于2004年研發的WEP-L模型，對上述資料數據進行處理，然后對該研究區在采取水土保持措施條件下的地下水循環過程進行模擬，以及對該研究區在未采取任何水土保持措施條件下的水循環過程進行模擬，通過對比得到如表2所示的不同類型的土地水土保持量參數：

表2 研究區不同類型的土地水土保持量參數 m3

2 水土保持對水質的影響分析

如前文所述，水土保持對地下水水質的影響，主要表現在對非點源污染源的控制方面。文章通過對上述兩種不同條件下的地下水循環過程進行模擬分析，最終發現地下水非點源污染源主要包括水土流失型以及農業型和農村生活型、城市徑流型、降水降塵型非點源污染。其中，水土流失導致的非點源污染，不僅會對地下水水資源總量產生影響，還會改變污染源進入地下水的通道以及方式。因此，其還會對地下水水質產生明顯的影響[4]。

這種非點源污染的形成，除了受研究區自然環境的影響之外，還會受到人為因素影響。比如，當地在生產實踐過程中，會施用化肥、噴灑農藥和采用污水進行灌溉，再加上生活污水的大量排放，導致生活固體物質進入土壤。在強降雨的影響下，使污染物質通過降解以及吸收和揮發等，吸附在土壤顆粒表面。而水土保持措施主要分為工程措施以及生物措施和農業措施等，通過對地表徑流進行攔截以及蓄水保土，可以防止水土流失，同時也可在本質上對水土流失發生的條件以及土壤的侵蝕和搬運過程進行控制[5]。

因此，水土保持措施最大的作用，就是截斷非點源污染源擴散的生態鏈，防止重金屬以及農藥和化肥等污染元素，隨降雨進入地下水生態系統，從而導致地下水環境污染及影響地下水水質。因此，從上述數據中可以看出，不同類型的土地，由于實際功能不同，因此人們生產實踐活動也不同[6]。同時，當生態環境受到污染時，人們采取的水土保持措施也不同，故導致不同類型的土地，水土保持對水資源量和水質的影響存在很大的差異。如表3數據所示為WEP-L模型水土保持對水資源質的影響參數：

表3 水土保持對水資源量的影響參數 m3

3 水土保持對水質與水資源量的影響結果述評

經過上述分析及從上述數據對比中可以發現，采取水土保持措施與不采用水土保持措施，對地下水資源總量及水質產生的影響存在很大差異[7]。文章通過分析發現，水土保持措施下，局部地區的水資源蒸發量增加，而且在此過程中，無效蒸發量大大減少，最終導致廣義上的地下水資源總量上升。同時，水土保持措施使該研究區局部地區的徑流產生明顯的變化。其中，地表水以及地下水徑流增加，尤其是地表水通過有效的攔截措施，使大氣降水可以滲入地下水生態循環系統中，從而使地下水環境中的水資源總量不斷增加[8]。在各種生物水土保持措施以及工程措施和人工技術措施的綜合作用下，地下水以及地表水水土保持的徑流總量都顯著增加。但是，狹義水資源量在逐漸下降，如表4數據所示，從中可以看出，梯田類型、林地類型、草地類型、壩地類型在遼河上游水土保持量分別為-30.2%、6.5%、-26.9%以及37.3%，而在遼河中游水土保持量分別為-6.7%、10.5%、-4.2%、11.3%，在遼河下游水土保持量分別為-17.9%、5.3%、35.9%和23.8%。因此，從中不難看出，梯田水土保持效益最差，實際保水量為-30.2%，而壩地類型的土地，人們通過采取截留措施，能夠使大量水資源攔截在一起，因此加大了地下水滲流的強度。

表4 水土保持對水資源質的影響參數

盡管非點源污染已經成為該研究區的重點污染源，但是在近年來的環境保護工作中，當地人民采取了積極的水土保持措施[9]，通過經濟林以及生態公益林進行自然植被修復，而且在農業生產實踐過程中，采用節水灌溉措施，不僅提高了水資源的綜合利用量，而且通過施用有機肥，使地下水水質的污染源不斷減少。文章通過對兩大徑流小區的相關數據進行監測分析發現，梯田類型、林地類型、草地類型和壩地類型的土地中，遼河上游水土保持量(無/有水土保持措施)的水資源量分別為12.5m3/17.9m3、13.5m3/16.4m3、13.6m3/18.9m3、138.3m3/97.2m3；而在遼河中游水土保持量(無/有水土保持措施)，分別為13.0m3/13.5m3、1.52m3/1.09m3、0.90m3/1.3m3、11.7m3/13.5m3；在遼河下游水土保持量(無/有水土保持措施)則分別為45.2m3/34.0m3、17.0m3/21.0m3、8.9m3/7.0m3和86.8m3/142.5m3。因此，從中可以看出，遼河下游水土保持量要明顯高于上游和中游地區。但是，從表4中的水質影響參數中可以看出，遼河上游以及下游水質與中游相比，污染程度較為嚴重。主要因為中游地區采用生物措施進行污染源處理，通過對水體中的污染物質遷移過程進行控制，有效避免了土壤中的化肥以及金屬元素進入地下水循環系統中，因此切斷了污染源傳播的通道[10]。

4 結 語

綜上所述，在以往研究過程中，水土保持研究主要采用的方法為水保法與水文法。不可否認，上述方法都對中國區域水土保持過程產生了重要影響。但是，由于其無法深刻揭示區域水土保持對水循環生態系統影響過程中的具體物理機制。因此，評價口徑相對單一，導致最終研究結果無法準確反映區域水土保持的水資源綜合效應。文章主要探討了水土保持對區域水質與水資源量的影響。

在研究過程中，首先通過對水土保持中的水資源與水環境效應等相關概念進行界定，在此理論基礎上，采用分布式水文分析模型，基于遼寧省某一特定的研究區域，對該地區水土流失現象進行分析，從而探討和評估水土保持對當地水質以及水資源量造成的具體影響，旨在為防治研究區非點源污染以及保護研究區水質水源，從而為人們提供安全的地下飲用水源奠定基礎。

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Analysis of Soil and Water Conservation Impact on Water Quality and Water Resources Quantity

SUN Yang1and DONG Zhong-yuan2

(1.Yusheng Ecological Environment Engineering Technology Service Limited Company Liaoning Province,Chaoyang 122000, China;2.Liaoning Provincial Naodehai Reservoir Management Bureau, Fuxin 123000, China)

Soil and water conservation takes important roles not only on regional ecosystem interaction and environmental improvement but also on regional water quality and actual storage quantities of groundwater resources quantity. Therefore, to study the impact of regional soil and water conservation on water quality and water resource quantity can provide scientific management thinking for regional water resource management in a certain degree, but also may reduce the impact and destroy of precipitation on surface vegetation and groundwater environment ecosystem by controlling the soil and water erosion.

soil and water conservation; water quality; water resources quantity; impact

1007-7596(2017)01-0016-03

2016-12-20

孫洋(1982-)，女，遼寧朝陽人，工程師，研究方向為水土保持規劃設計、監理等；董仲源(1988-)，男，遼寧彰武人，助理工程師。

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