张亚玲 薛绥娥
摘要 随着可持续发展战略的实施,水资源可持续利用成为水土保持生态建设的重要研究内容之一。本文引进多目标分析数学模型,对韭园沟流域水资源持续利用进行了初步分析,并对韭园沟水土保持生态建设效果进行了评价,开辟了韭园沟流域五十多年来治理实践中水资源评价的新角度。
关键词 淤地坝 水资源韭园沟流域王茂庄小流域
中图分类号: X171.4 文献标识码:A
水是一种不可再生的自然资源,它不仅是社会经济发展的物质基础,更是生命要素,也是生态环境的基本要素。如果不能可持续利用,人类将无法生存。然而水资源短缺与污染问题正制约着全球经济和社会发展的人类生存环境。因此水资源持续利用问题已成为当今水资源研究的重要课题。
韭园沟是陕西绥德县一条典型的小流域,自1954的政府流域机构就将其列为环境治理与建设的典型试点流域,进行综合环境治理示范和研究。2000年又被列为黄河流域水土保持生态建设示范区。旨在恢复环境容量,建立良好的生态环境示范典型,谋得资源与社会的全面进步和持续发展。其中水资源的可持续利用是水资源保护、利用的主要研究方向之一。本文旨在原型观测(原型监测)的基础上对韭园沟流域和王茂沟小流域淤地坝建设对水资源的影响进行分析研究,实现对沟道耗水量的定量分析和评价。
河流生命的核心是水,命脉是流动,关键是不断流,河流生命的形成、发展与演变是一个自然过程,有其自身的发展规律,并对外界行为有着巨大的反作用力和规范性。
水源是有限的可再生资源。在确认水源的可再生性的同时,必须强调它的有限性。随着产生和保持水源的边界条件的变化,水源的再生性、持续性也发生相应变化。
1、淤地坝的拦蓄效益
1.1蓄水效益
王茂庄淤地坝拦蓄效益,流域水系和支流的萎缩直接导致干流水量减少,据观测,该流域治理初期的5年间,汛期年平均降水总量为343.38mm,其中产流降水195.67mm,占降水总量的57%,拦蓄面积7324亩,年平均1464.8亩,占总面积的16.4%,年平均清水径流总量86129.4m3,治理后期的7年间,汛期年平均降水总量313.36mm,其产流降水208.03mm,占降水总量的66.4%,较治理初期多12.36mm,见表1。总拦蓄面积38733亩,年平均为5533.3亩,占总面积的61.8%,年平均清水径流总量为14076.8m3,较治理初期蓄水效益增长83.7%。
1.2拦泥效益
从表l看出;治理前年平均输沙量为107460t;治理初期年平均输沙量21485.82t较治理前减少80.0%;治理后期年平均输沙量2745.67t,较治理前减少97.4%,与治理初期相比,治理度提高45.4%,拦泥效益提高17.4%。
该流域从1953~1986年总拦泥沙(或减少冲刷)195.4万m3(合263.8万t),年平均5.9万m3,拦泥模数为1.0万m3/km2。其中淤地坝拦泥量为123.3万m3,占63.1%;梯田减少冲刷为22.8万m3,占l1.7%;造林减少冲刷44.9万m3,占22.9%,种草减少冲刷4.4万m3,占2.3%。
从表1还可以看出,到1986年,全流域总输沙量为19.56t;输沙模数为3.28t/km2,泥效益已达99.98%,基本上达到了泥不出沟。
表l 王茂庄流域治理前后淤地坝来水量
项目 年份 累计治理面积(亩) 汛期降雨量(mm) 产流降雨量(mm) 清水径流量(m3) 年输沙量(t) 输沙模数(t/km2)
治
理
初
期 1960 1014 266.1 77.9 3631.2 222.99 37.35
1961 1135 415.1 289.6 263672.8 20752.75 3476.17
1962 1621 266.2 61.4 7569.1 3879.31 649.8
1963 1708 310.0 258.1 59243.8 24741.19 4144.25
1964 1846 459.5 291.07 96530 57832.84 9687.24
∑ 7324 1716.9 978.37 430646.9 107429.08 17994.81
平均 1464.8 343.38 195.67 86129.4 21485.82 3598.96
治
理
后
期 1980 5094 279.8 210.3 23480 7231.03 1211.23
1981 5143 399.4 310.1 25820 6089.19 1019.96
1982 5171 306.9 203.6 6449 293.09 49.09
1983 5616 283.5 152.0 12060 1410.66 236.29
1984 5807 268.5 154.2 4084 13.27 2.22
1985 5873 433.5 310.2 24339.8 1462.87 697.8
1986 6029 221.9 115.8 2263 19.53 3.28
∑ 38733 2193.5 1456.2 98495.8 19219.67 3219.37
平均 5533.3 313.36 208.03 14070.8 2745.67 459.91
表2韭园沟流域淤地坝各时段来水量
年份 年均降雨量(mm) 产洪降雨量(mm) 年均产流(万m3) 年均径流量(万m3) 清水径流量(m3) 年均产沙量(万t ) 年均输沙量(万t )
1954~1963 528.5 211.9 339.0 286.6 78.41 51.91
1964~1977 406.2 215.4 462.0 360.5 155.1 116.2
1978~1983 465.1 118.1 371.0 244.7 69.62 6.32
1984~1994 448.2 156.4 290.6 201.6 59.49 0.39
1995~1997 449.1 158.3 329.5 264.9 67.4 14.44
年均降雨量与年均产流(万m3)年均径流量(万m3 年均产沙量不是正成相关。年均产洪降雨量与年均产流(万m3)年均径流量(万m3 年均产沙量(万t `年均输沙量(万t )成正相关。
表3 韭园沟流域几次大暴雨沟道来水量
暴雨日期年.月.日 流域平均降雨量(mm) 历时
(h) 径流总量(万m3) 清水径流量(m3) 年均产沙量(万t ) 年均输沙量(万t )
1956.08.08 45.1 2.4 119.8
1964.07.05 129.1 18. 81 87.8
1977.07.05 88.1 7.25 54.0
1994.08.04 86.0 4.7 799.8
在产流产沙方面,各次暴雨的产流产沙不同。最大的达 2.53 亿 m3("77.7" 暴雨) ,小的有0.82 亿 m3("69.8" 暴雨) ,但 "84.7" 暴雨仅 0.19 亿 m3 ,为其它暴雨的 1/4 ~ 1/13 ,上述暴雨的洪水径流系数从 0.19 ~ 0.28 ,与该区域平均洪水径流系数 0.2 相接近,但 "84.7" 暴雨的洪水径流系数远远小于其它暴雨的径流系数,仅 0.025,