- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:小流域治理中的水土保持技术应用是实现区域生态可持续发展的关键。在小流域范围内,由于地形、气候、植被等多种因素的交互影响,水土流失问题复杂多样。水土保持技术涵盖工程措施、植物措施和农业技术措施等多方面,同时将多种技术措施有机结合,以实现小流域水土资源的有效保护与可持续利用,提升小流域的生态、经济和社会效益。
关键词:小流域治理;水土保持技术;应用策略
前言:
小流域是水土流失发生和发展的基本单元,也是进行水土保持治理的基本单元。随着环境问题的日益凸显,小流域的水土保持工作变得愈发重要。小流域的水土流失不仅会导致土壤肥力下降、土地退化等问题,还会影响到下游地区的水资源安全、生态安全等。为了更好地解决小流域的水土流失问题,提高小流域治理的效果,需要深入研究水土保持技术的应用策略,这对推动区域生态保护和社会经济的协调发展有着重要意义。
一、小流域治理与水土保持概述
(一)小流域的概念与特点
小流域是指以分水岭和出口断面为界形成的面积相对较小的闭合集水区。一般来说,小流域面积在几平方公里到几十平方公里不等。小流域具有相对完整的地形地貌、土壤、植被等自然要素,在生态系统上具有相对独立性。例如,小流域内的地形可能从山坡到沟谷呈现出不同的坡度和坡向,这直接影响着降水的径流方向和土壤侵蚀的程度。
小流域内的土壤类型多样,从肥沃的壤土到贫瘠的砂土都可能存在,并且土壤的质地和结构在不同区域也有所差异。植被覆盖情况也因地形、土壤和人类活动的影响而千差万别,从茂密的森林到稀疏的草地都有分布。
(二)水土保持的重要性
水土保持是小流域生态稳定的基础。土壤是小流域内生物生存和农业生产的根基,一旦土壤遭到侵蚀,土壤中的养分将随之流失,导致土地肥力下降。据研究,严重的水土流失可使土壤中的有机质含量在短时间内大幅降低,影响农作物的产量和质量。
水土保持有助于减少自然灾害的发生。在小流域中,水土流失会使山坡土体的稳定性降低,增加山体滑坡、泥石流等地质灾害的风险。例如,在一些山区小流域,暴雨过后,由于土壤侵蚀严重,山体滑坡频繁发生,对下游居民的生命财产安全造成严重威胁。
从水资源角度看,水土保持能够涵养水源,提高小流域的水资源涵养能力。植被通过根系吸收和截留降水,减缓地表径流速度,使更多的水分渗入地下,补充地下水资源,进而调节小流域内的水资源平衡。
二、水土保持技术类型及应用
(一)工程措施
生态护坡工程:在小流域治理中,对于一些地势有一定坡度且靠近水体的区域,如河流、湖泊的岸边,生态护坡工程是一种有效的水土保持工程措施。生态护坡是综合工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科的基本知识对斜坡或边坡进行支护,形成由植物或工程和植物组成的综合护坡系统的技术。
例如,以长江中下游部分区域武进区为例来分析,这样地势低洼、河网稠密的地区,生态护坡工程可以采用混凝土预制块与植被相结合的方式。预制块之间留有空隙,便于植被生长。在护坡的设计中,要根据坡面的坡度和土壤条件选择合适的植被。如狗牙根、高羊茅等草本植物,它们具有根系发达、耐旱耐涝的特点,适合在江南水网地区的生态护坡中生长。这些植物的根系可以深入土壤,固定土壤颗粒,防止坡面土壤被水流冲刷到河中,同时植被的地上部分可以减缓雨水对坡面的冲击。
排水系统优化工程:合理的排水系统对于小流域的水土保持至关重要。在地势低洼的小流域,如武进区,容易出现积水问题。优化排水系统可以有效防止土壤过湿导致的土壤结构破坏和水土流失。
排水系统包括地表排水和地下排水。地表排水可以通过修建明渠、暗管等方式将多余的雨水排出小流域。在修建明渠时,要注意渠道的坡度和宽度,确保水流顺畅且不会对渠道周边的土壤造成冲刷。地下排水可以采用铺设排水管道的方式,将土壤中的积水排出,改善土壤的通气性和透水性。同时,在排水系统的末端,可以设置小型的湿地或沉淀池,对排出的水进行净化处理,减少泥沙和污染物的排放。
(二)生物措施
1.生物措施
植树造林:植树造林是小流域水土保持的关键生物措施。在小流域内,根据不同的地貌和土壤条件选择合适的树种至关重要。在武进区这样的江南水网地区,由于土壤较为湿润,可选择水杉、垂柳等喜湿树种。水杉树干笔直,根系发达,能够在潮湿的土壤中稳固生长,起到固土作用。垂柳的枝条柔软,在风中能够起到缓冲作用,减少风对地面的侵蚀,同时其根系也能固定土壤。
造林时要注意林带的布局。例如,可以沿着河流、湖泊岸边营造防护林带,林带的宽度根据实际情况确定。防护林带可以降低风速,减少水面蒸发,同时能够拦截地表径流中的泥沙,保护水体环境。在小流域的山坡地区,营造混交林比单一林种更有利于水土保持。例如,将马尾松和阔叶树混交种植,马尾松耐旱,在山坡上部生长良好,阔叶树可以在山坡下部营造良好的森林环境,两者相互补充,提高整个林分的水土保持能力。
湿地恢复与保护:对于像武进区这样河网稠密、淡水渔业资源丰富的地区,湿地是重要的生态系统。湿地具有强大的水土保持和水质净化功能。湿地中的水生植物,如芦苇、菖蒲等,能够吸收水中的营养物质,减缓水流速度,促使泥沙沉淀。
湿地恢复可以通过清理湿地中的污染物、恢复湿地的水文条件等方式进行。例如,拆除湿地周边的非法建筑,恢复湿地的自然水系连通性。在湿地保护方面,要建立湿地保护区,限制人类活动对湿地的破坏,如禁止在湿地内开垦、捕鱼等非法活动,同时加强对湿地生态系统的监测,及时发现和处理湿地面临的威胁。
植被缓冲带建设:在小流域内,无论是农田与河流之间,还是居民点与水体之间,建立植被缓冲带都是一种有效的水土保持和污染控制措施。植被缓冲带可以由草本植物、灌木和乔木组成。
在武进区的农田与河流之间,可以种植宽叶香蒲、茭白等水生植物和狗牙根、三叶草等草本植物组成缓冲带。这些植物能够吸收农田径流中的养分和农药残留,防止其直接进入河流。在居民点与水体之间,可以种植桂花、女贞等灌木和香樟、银杏等乔木,这些植物能够吸收空气中的污染物,减少灰尘和污染物进入水体,同时其根系可以固定土壤,防止土壤侵蚀。
(三)农业技术措施
节水灌溉技术:在小流域的农业生产中,采用节水灌溉技术不仅可以节约水资源,还能减少因过度灌溉导致的土壤侵蚀和养分流失。在武进区这样的江南水网地区,虽然水资源相对丰富,但节水灌溉仍然重要。
滴灌技术是一种有效的节水灌溉方式。通过滴头将水一滴一滴地缓慢滴入植物根部附近的土壤中,避免了传统大水漫灌造成的土壤板结和水分蒸发。微喷灌技术也是一种可行的选择,它通过微型喷头将水喷洒在作物上方,模拟自然降雨,使水分均匀地分布在作物周围。采用这些节水灌溉技术,可以根据作物的需水规律进行精确灌溉,提高水资源的利用效率,同时减少土壤侵蚀的风险。
生态农业模式推广:生态农业模式在小流域水土保持中具有重要意义。例如,稻-鱼-鸭共生模式在武进区这样的水网地区具有很大的推广价值。在稻田中养鱼和鸭,鱼可以吃掉稻田中的害虫和杂草,鸭可以在稻田中觅食,同时鸭的活动可以增加稻田中的氧气含量。
这种生态农业模式减少了农药和化肥的使用,降低了农业面源污染。同时,稻田中的水、土、生物之间形成了一个良性的生态循环,有利于保持土壤的肥力和稳定性。此外,还可以推广果园-牧草-家畜模式,在果园中种植牧草,家畜在果园中放牧,家畜的粪便可以作为果园的肥料,牧草可以覆盖果园地面,减少土壤侵蚀。
三、结束语
综上所述,小流域治理中的水土保持技术应用策略至关重要。在制定策略时,必须充分考虑小流域的独特性,将多种技术措施依据小流域的实际情况进行优化组合,并且在实施过程中不断根据反馈进行调整,才能实现小流域水土保持的长期稳定效果,最终达成小流域生态、经济和社会的和谐发展,在改善小流域环境的同时,为周边地区乃至更广泛的区域提供积极的生态服务和发展支撑。
参考文献:
[1] 张丽梅.小流域治理中水土保持技术的应用策略[J].数字农业与智能农机, 2022(11):3.
[2] 谈兵.水利工程中小流域治理的水土保持技术[J].新城建科技, 2023.
[3] 王华伟.水土保持技术在小流域治理中的应用策略思考[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2022(4):3.
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