老灌河流域水资源可持续利用评价与水土保持调控

常全根

（南阳市水利综合行政执法支队，河南 南阳 473000）

0 引言

丹江口水库是南水北调中线工程渠首所在地，老灌河流域是其重要水源涵养区，其水资源可持续利用对南水北调工程稳定运行作用巨大。此研究利用生态足迹法对老灌河流域的水资源可持续利用状况进行定量评估，对具体影响因子进行剖析，并有针对性地提出水土保持调控措施，以期为研究区未来的水资源保护工作提供技术支撑。

1 研究概况

1.1 研究区概况

老灌河发源于洛阳市栾川县，自西北向东南穿越西峡县，至淅川县金河镇汇入丹江口水库，全长261 km，总流域面积4 357 km2。老灌河中游河段主要位于河南省西峡县，该县境内老灌河长约110.52 km，占老灌河总长的42.34%，落差298.50 m，流域面积2 582 km2。老灌河是西峡县境内最大的河流，同时也是丹江口水库及上游水土保持重点治理河流之一。老灌河流域范围及地形（DEM）如图1所示。

图1 老灌河流域范围及地形（DEM）图

1.2 研究方法

1.2.1 水资源生态足迹法

水资源生态足迹模型包含三个指标即水资源生态足迹、水资源生态承载力及水资源生态盈亏。

水资源生态足迹是将维持人类生存及生态环境稳定所需要的水资源量转化为可在不同区域间进行比较的生物生产性水资源用地面积。水资源生态承载力是区域所能提供的最大水资源生物生产性土地面积。水资源生态盈亏是水资源生态足迹和水资源生态承载力的差值，以此指标来评价某一地区水资源可持续利用状况。该评价模型的具体计算方法可参照文献。

1.2.2 皮尔逊相关系数法

关于两个变量X和Y之间的相关性度量，可以估计出其值介于-1与1之间。两个变量之间的协方差和标准差之商被定义为两个变量（总体）之间的皮尔逊相关系数，在此研究中主要应用该方法进行水资源可持续利用状况的影响因子研究。

2 结果与分析

根据统计数据和水资源生态足迹计算办法，计算了2006—2020 年老灌河中游水资源可持续利用相关指标，绘制了表1和图2。

表1 老灌河中游水资源可持续利用相关指标（2006-2020）单位：hm2

图2 老灌河中游水资源可持续利用相关指标变化趋势图（2006—2020）

如表1 所示，人均水资源生态足迹在2018 年达到最高值0.637 2 hm2，最低值为2006年0.444 1 hm2；人均水资源生态承载能力2010 年最高，为4.106 6 hm2，2013 年最低，为0.531 6 hm2；人均水资源生态盈亏方面，在2010 年达到峰值3.579 3 hm2，2013 年低点仅为-0.098 4 hm2。2006—2020 年间，老灌河中游水资源呈现盈余状态，占总年份的86.67%。运用线性回归分析在origin2019 中绘制老灌河中游2006—2020 年间相关指标趋势图，如图2所示。

从图2 可知，2006—2020 年，老灌河中游人均水资源生态足迹多年来变化不大，总体呈逐年增长趋势;人均水资源生态承载能力年际间波动较大，多年来整体呈现下降趋势;人均水资源的生态盈亏每年都有较大的波动，而且随着时间的推移总体呈下降趋势。

在表1和图2中可见，老灌河中游人均水资源生态承载力和生态盈余在2010年波动较大，对其合理性进行分析：2010年老灌河中游降水异常充沛，尤其是2010年7月23日21时左右，该区域遭受特大暴雨袭击，3 个小时内降雨量达288 mm。在人均水资源生态足迹变化不大的情况下，人均水资源生态承载力的剧烈波动又引起了水资源生态盈余的剧烈变化。经综合分析研判该异常波动现象符合实际情况。

在SPSS 中，对老灌河中游水资源可持续利用指标进行Pearson 相关分析可知：人均水资源生态盈亏与人均水资源生态承载力密切相关，相关系数为0.998。结合水资源生态足迹计算原理可知，老灌河中游人均水资源总量是水资源可持续利用的最主要影响因子。

3 讨论与结论

3.1 研究区现状分析

3.1.1 土地利用现状分析

在调研中发现老灌河流域区域存在土地利用结构不合理，土地资源利用不充分，农业用地比例偏大，广种薄收等问题，尤其是居民集中区林木砍伐比较严重，部分原有林地已退变为疏林、荒山。部分居民为了增加收入进行陡坡开荒，导致水土流失严重，生态环境不断恶化。

3.1.2 水土流失现状分析

研究区内水土流失主要是水力侵蚀，其表现形式为面蚀和沟蚀。面蚀分布较广，荒山荒坡及坡耕地侵蚀尤为严重，使土层变薄，肥力下降。沟蚀主要分布在山脚及丘陵地带，冲沟交错，沟头前进，沟底下切严重，沟岸扩张，研究区的水土流失是由自然因素与人为因素共同造成的。

针对老灌河流域水资源可持续利用主要影响因子，结合其实际情况，拟采取水土保持调控措施，提高植被涵养水源、调节径流和控制泥沙能力，进而带动大范围的生态修复，拦蓄水资源，保证水质安全。

3.2 山地调控措施研究

在老灌河两岸及汇水支流，重点开展山地调控措施，具体措施如下。

3.2.1 坡面工程防护措施

①按照因地制宜的治理方针，在不同坡度、不同土壤类型以及不同土层厚度的坡地，建设不同规格的梯田；②重点对水土流失严重的荒山荒坡进行整治，栽植火炬松，对疏林、幼林进行封育管护；③修建截（排）水沟、蓄水池、沉沙池等梯田配套工程。通过层层拦蓄，使坡面径流逐层下渗，有序排泄，减少坡面土壤冲刷，拦蓄水土资源。

3.2.2 林草工程防护措施

①对荒山荒坡营造火炬松为主的水保林，恢复植被；②对道路两侧栽植塔柏、小叶女贞；③对现有的水土流失较严重的疏林、幼林等未成林地实行生态修复。

3.2.3 封禁治理

对现有的疏林地进行封山禁牧，通过自然修复，使其植被逐步得到恢复，达到林地标准。在通往封禁区域的入口处定点布设铁丝网护拦，严禁不利封育的因素进入封禁区域，减少人为因素对封禁治理的干扰。

3.3 沟道调控措施研究

3.3.1 拦蓄工程整修

对项目区内淤积严重，堤坝单薄渗漏的塘坝进行清淤加固，并夯实防渗护坡，整修梯级放水、植物护坡等配套设施，充分发挥其输（蓄）水、灌溉及养殖等作用，改善和扩大农田灌溉面积。

3.3.2 河道综合治理

具体按照“水域岸线管护、水污染防治、水环境治理、水生态修复”等4个方面开展沟道治理工作。

①水域岸线管护。首先严格水域岸线等水生态空间管控，对河道进行确权划界、岸线分区；其次根据确权划界结果，通过禁止新设排污口、禁止侵占河道等措施，保障河道水域面积。②水污染防治。推进灌河流域内各村垃圾收集、污水处理等基础设施建设，结合各乡镇具体情况，开展厕所革命，清理整治环境，因地制宜做好水冲厕所、下水道管网建设和农村污水处理相结合工作，加强水质保护。③水环境治理。一是在老灌河各支流沿河村镇做好不随意丢弃固体废弃物、不随意排放污水的宣传教育；二是对各沿河村镇固体废弃物收集点的固废进行及时清理；三是定期清理河道内水面垃圾和衰败的水生植物。④水生态修复。老灌河及其支流现阶段整体水生态良好，仅部分河段需进行河道清淤，提升河道连通性。同时，老灌河及其支流易受山洪、暴雨影响，水土保持工程易受损毁，洪水过后要及时对流域内水毁建筑物进行修复，保障灌河流域水生态健康持续发展。

4 结语

①2006—2020 年间，老灌河中游水资源可持续利用形势较好，研究期内多数年份呈水资源盈余状态，其中水资源盈余状态年份，约占研究期内总年份的86.67%。②2006—2020年，老灌河中游人均水资源生态足迹总体呈逐年增长趋势;人均水资源生态承载能力整体呈现下降趋势;人均水资源的生态盈亏状态随着时间的推移整体呈盈余减少趋势。③水资源总量是影响老灌河中游水资源可持续利用的最重要因素。通过山地调控措施和沟道调控措施相结合，加强老灌河流域水土流失治理，拦蓄水土资源是该地区水资源可持续发展的关键举措。