老灌河流域水資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)與水土保持調(diào)控

常全根

（南陽(yáng)市水利綜合行政執(zhí)法支隊(duì)，河南 南陽(yáng) 473000）

0 引言

丹江口水庫(kù)是南水北調(diào)中線工程渠首所在地，老灌河流域是其重要水源涵養(yǎng)區(qū)，其水資源可持續(xù)利用對(duì)南水北調(diào)工程穩(wěn)定運(yùn)行作用巨大。此研究利用生態(tài)足跡法對(duì)老灌河流域的水資源可持續(xù)利用狀況進(jìn)行定量評(píng)估，對(duì)具體影響因子進(jìn)行剖析，并有針對(duì)性地提出水土保持調(diào)控措施，以期為研究區(qū)未來(lái)的水資源保護(hù)工作提供技術(shù)支撐。

1 研究概況

1.1 研究區(qū)概況

老灌河發(fā)源于洛陽(yáng)市欒川縣，自西北向東南穿越西峽縣，至淅川縣金河鎮(zhèn)匯入丹江口水庫(kù)，全長(zhǎng)261 km，總流域面積4 357 km2。老灌河中游河段主要位于河南省西峽縣，該縣境內(nèi)老灌河長(zhǎng)約110.52 km，占老灌河總長(zhǎng)的42.34%，落差298.50 m，流域面積2 582 km2。老灌河是西峽縣境內(nèi)最大的河流，同時(shí)也是丹江口水庫(kù)及上游水土保持重點(diǎn)治理河流之一。老灌河流域范圍及地形（DEM）如圖1所示。

圖1 老灌河流域范圍及地形（DEM）圖

1.2 研究方法

1.2.1 水資源生態(tài)足跡法

水資源生態(tài)足跡模型包含三個(gè)指標(biāo)即水資源生態(tài)足跡、水資源生態(tài)承載力及水資源生態(tài)盈虧。

水資源生態(tài)足跡是將維持人類生存及生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定所需要的水資源量轉(zhuǎn)化為可在不同區(qū)域間進(jìn)行比較的生物生產(chǎn)性水資源用地面積。水資源生態(tài)承載力是區(qū)域所能提供的最大水資源生物生產(chǎn)性土地面積。水資源生態(tài)盈虧是水資源生態(tài)足跡和水資源生態(tài)承載力的差值，以此指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)某一地區(qū)水資源可持續(xù)利用狀況。該評(píng)價(jià)模型的具體計(jì)算方法可參照文獻(xiàn)。

1.2.2 皮爾遜相關(guān)系數(shù)法

關(guān)于兩個(gè)變量X和Y之間的相關(guān)性度量，可以估計(jì)出其值介于-1與1之間。兩個(gè)變量之間的協(xié)方差和標(biāo)準(zhǔn)差之商被定義為兩個(gè)變量（總體）之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，在此研究中主要應(yīng)用該方法進(jìn)行水資源可持續(xù)利用狀況的影響因子研究。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和水資源生態(tài)足跡計(jì)算辦法，計(jì)算了2006—2020 年老灌河中游水資源可持續(xù)利用相關(guān)指標(biāo)，繪制了表1和圖2。

表1 老灌河中游水資源可持續(xù)利用相關(guān)指標(biāo)（2006-2020）單位：hm2

圖2 老灌河中游水資源可持續(xù)利用相關(guān)指標(biāo)變化趨勢(shì)圖（2006—2020）

如表1 所示，人均水資源生態(tài)足跡在2018 年達(dá)到最高值0.637 2 hm2，最低值為2006年0.444 1 hm2；人均水資源生態(tài)承載能力2010 年最高，為4.106 6 hm2，2013 年最低，為0.531 6 hm2；人均水資源生態(tài)盈虧方面，在2010 年達(dá)到峰值3.579 3 hm2，2013 年低點(diǎn)僅為-0.098 4 hm2。2006—2020 年間，老灌河中游水資源呈現(xiàn)盈余狀態(tài)，占總年份的86.67%。運(yùn)用線性回歸分析在origin2019 中繪制老灌河中游2006—2020 年間相關(guān)指標(biāo)趨勢(shì)圖，如圖2所示。

從圖2 可知，2006—2020 年，老灌河中游人均水資源生態(tài)足跡多年來(lái)變化不大，總體呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì);人均水資源生態(tài)承載能力年際間波動(dòng)較大，多年來(lái)整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì);人均水資源的生態(tài)盈虧每年都有較大的波動(dòng)，而且隨著時(shí)間的推移總體呈下降趨勢(shì)。

在表1和圖2中可見(jiàn)，老灌河中游人均水資源生態(tài)承載力和生態(tài)盈余在2010年波動(dòng)較大，對(duì)其合理性進(jìn)行分析：2010年老灌河中游降水異常充沛，尤其是2010年7月23日21時(shí)左右，該區(qū)域遭受特大暴雨襲擊，3 個(gè)小時(shí)內(nèi)降雨量達(dá)288 mm。在人均水資源生態(tài)足跡變化不大的情況下，人均水資源生態(tài)承載力的劇烈波動(dòng)又引起了水資源生態(tài)盈余的劇烈變化。經(jīng)綜合分析研判該異常波動(dòng)現(xiàn)象符合實(shí)際情況。

在SPSS 中，對(duì)老灌河中游水資源可持續(xù)利用指標(biāo)進(jìn)行Pearson 相關(guān)分析可知：人均水資源生態(tài)盈虧與人均水資源生態(tài)承載力密切相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.998。結(jié)合水資源生態(tài)足跡計(jì)算原理可知，老灌河中游人均水資源總量是水資源可持續(xù)利用的最主要影響因子。

3 討論與結(jié)論

3.1 研究區(qū)現(xiàn)狀分析

3.1.1 土地利用現(xiàn)狀分析

在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)老灌河流域區(qū)域存在土地利用結(jié)構(gòu)不合理，土地資源利用不充分，農(nóng)業(yè)用地比例偏大，廣種薄收等問(wèn)題，尤其是居民集中區(qū)林木砍伐比較嚴(yán)重，部分原有林地已退變?yōu)槭枇帧⒒纳?。部分居民為了增加收入進(jìn)行陡坡開(kāi)荒，導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境不斷惡化。

3.1.2 水土流失現(xiàn)狀分析

研究區(qū)內(nèi)水土流失主要是水力侵蝕，其表現(xiàn)形式為面蝕和溝蝕。面蝕分布較廣，荒山荒坡及坡耕地侵蝕尤為嚴(yán)重，使土層變薄，肥力下降。溝蝕主要分布在山腳及丘陵地帶，沖溝交錯(cuò)，溝頭前進(jìn)，溝底下切嚴(yán)重，溝岸擴(kuò)張，研究區(qū)的水土流失是由自然因素與人為因素共同造成的。

針對(duì)老灌河流域水資源可持續(xù)利用主要影響因子，結(jié)合其實(shí)際情況，擬采取水土保持調(diào)控措施，提高植被涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)徑流和控制泥沙能力，進(jìn)而帶動(dòng)大范圍的生態(tài)修復(fù)，攔蓄水資源，保證水質(zhì)安全。

3.2 山地調(diào)控措施研究

在老灌河兩岸及匯水支流，重點(diǎn)開(kāi)展山地調(diào)控措施，具體措施如下。

3.2.1 坡面工程防護(hù)措施

①按照因地制宜的治理方針，在不同坡度、不同土壤類型以及不同土層厚度的坡地，建設(shè)不同規(guī)格的梯田；②重點(diǎn)對(duì)水土流失嚴(yán)重的荒山荒坡進(jìn)行整治，栽植火炬松，對(duì)疏林、幼林進(jìn)行封育管護(hù)；③修建截（排）水溝、蓄水池、沉沙池等梯田配套工程。通過(guò)層層攔蓄，使坡面徑流逐層下滲，有序排泄，減少坡面土壤沖刷，攔蓄水土資源。

3.2.2 林草工程防護(hù)措施

①對(duì)荒山荒坡?tīng)I(yíng)造火炬松為主的水保林，恢復(fù)植被；②對(duì)道路兩側(cè)栽植塔柏、小葉女貞；③對(duì)現(xiàn)有的水土流失較嚴(yán)重的疏林、幼林等未成林地實(shí)行生態(tài)修復(fù)。

3.2.3 封禁治理

對(duì)現(xiàn)有的疏林地進(jìn)行封山禁牧，通過(guò)自然修復(fù)，使其植被逐步得到恢復(fù)，達(dá)到林地標(biāo)準(zhǔn)。在通往封禁區(qū)域的入口處定點(diǎn)布設(shè)鐵絲網(wǎng)護(hù)攔，嚴(yán)禁不利封育的因素進(jìn)入封禁區(qū)域，減少人為因素對(duì)封禁治理的干擾。

3.3 溝道調(diào)控措施研究

3.3.1 攔蓄工程整修

對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)淤積嚴(yán)重，堤壩單薄滲漏的塘壩進(jìn)行清淤加固，并夯實(shí)防滲護(hù)坡，整修梯級(jí)放水、植物護(hù)坡等配套設(shè)施，充分發(fā)揮其輸（蓄）水、灌溉及養(yǎng)殖等作用，改善和擴(kuò)大農(nóng)田灌溉面積。

3.3.2 河道綜合治理

具體按照“水域岸線管護(hù)、水污染防治、水環(huán)境治理、水生態(tài)修復(fù)”等4個(gè)方面開(kāi)展溝道治理工作。

①水域岸線管護(hù)。首先嚴(yán)格水域岸線等水生態(tài)空間管控，對(duì)河道進(jìn)行確權(quán)劃界、岸線分區(qū)；其次根據(jù)確權(quán)劃界結(jié)果，通過(guò)禁止新設(shè)排污口、禁止侵占河道等措施，保障河道水域面積。②水污染防治。推進(jìn)灌河流域內(nèi)各村垃圾收集、污水處理等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，結(jié)合各鄉(xiāng)鎮(zhèn)具體情況，開(kāi)展廁所革命，清理整治環(huán)境，因地制宜做好水沖廁所、下水道管網(wǎng)建設(shè)和農(nóng)村污水處理相結(jié)合工作，加強(qiáng)水質(zhì)保護(hù)。③水環(huán)境治理。一是在老灌河各支流沿河村鎮(zhèn)做好不隨意丟棄固體廢棄物、不隨意排放污水的宣傳教育；二是對(duì)各沿河村鎮(zhèn)固體廢棄物收集點(diǎn)的固廢進(jìn)行及時(shí)清理；三是定期清理河道內(nèi)水面垃圾和衰敗的水生植物。④水生態(tài)修復(fù)。老灌河及其支流現(xiàn)階段整體水生態(tài)良好，僅部分河段需進(jìn)行河道清淤，提升河道連通性。同時(shí)，老灌河及其支流易受山洪、暴雨影響，水土保持工程易受損毀，洪水過(guò)后要及時(shí)對(duì)流域內(nèi)水毀建筑物進(jìn)行修復(fù)，保障灌河流域水生態(tài)健康持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

①2006—2020 年間，老灌河中游水資源可持續(xù)利用形勢(shì)較好，研究期內(nèi)多數(shù)年份呈水資源盈余狀態(tài)，其中水資源盈余狀態(tài)年份，約占研究期內(nèi)總年份的86.67%。②2006—2020年，老灌河中游人均水資源生態(tài)足跡總體呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì);人均水資源生態(tài)承載能力整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì);人均水資源的生態(tài)盈虧狀態(tài)隨著時(shí)間的推移整體呈盈余減少趨勢(shì)。③水資源總量是影響老灌河中游水資源可持續(xù)利用的最重要因素。通過(guò)山地調(diào)控措施和溝道調(diào)控措施相結(jié)合，加強(qiáng)老灌河流域水土流失治理，攔蓄水土資源是該地區(qū)水資源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。