水土流失对水库的危害及防治措施
水土流失对水库的危害及防治措施
淮河流域共有大中小型水库5700多座,总库容近270亿m3,其中大型水库36座(淮河和沂沭泗河两水系各18座),控制流域面积超过3.45万km2,占全流域山丘区面积的三分之一,总库容187亿m3,其中兴利库容74亿m3。作为国民经济的重要基础设施,水库是江河防洪体系的重要组成部分,也是调控水资源时空分布、优化水资源配置最重要的工程措施。水库在历年的防汛抗旱本文源自六维论文网、生产生活供水等方面发挥了积极作用。但近年来,流域内水库多出现病、险等问题,对水库安全造成极大影响,出现这些问题的原因是多方面的,除了大多数水库修建于建国初期及上世纪六七十年代,受限于当时的设计和施工技术水平而整体质量不高,后期运行管理因经费等问题跟不上外,对库区及其上游生态环境的破坏造成的水土流失而致使大量泥沙淤积到水库,也是造成水库频频发生险情的重要原因。
一、泥沙淤积的形态
水流进入库区后,由于水深沿流程增加,水面坡度和流速沿流程减小,因而水流挟沙能力也沿流程降低,出现泥沙淤积。泥沙在水库中淤积的过程是:当水流进入库尾时,粗沙首先沉积,逐渐形成三角洲;同时异重流挟带着细沙向坝前推进,并沿途不断扩散,这样细沙将沉积在整个水库范围内,其中大部分沉积在坝前;坝前主河道内的淤积物称为底积层,河漫滩上的称河漫滩淤积。由于水库回水的影响,在水库库尾以上的河道内还会发生泥沙淤积,称为回水区淤积。
二、淤积的危害 (一)缩短水库寿命
水库的寿命(又称使用年限)是指水库从开始运用到因泥沙淤积而失效的时间,通常是按水库的死库容除以年泥沙淤积量来计算。泥沙淤积造成水库的有效库容减少,从而缩短水库的寿命。水库寿命的长短主要取决于水库淤积的速度,泥沙淤积得越快、越多,水库寿命就越短。而如果水库的主要目的是发电或通过抬高水源水位实施灌溉,则早期的泥沙淤积通常不会改变原水位,影响似乎较小;可是一旦淤积危及进、出水口,水库功能的发挥就会受阻,所以淤积同样会导致水库效能下降乃至水库报废。
(二)减小有效库容,损害防洪、蓄水效益
淮河流域水库大多数建于上世纪六七十年代,一般兼有防洪、蓄水两大功能,且因地势原因大多为“头顶库”,对生活在下游的人们来说,水库是一个悬在头顶的巨大水体,水库能否安全运行,特别是大水时期能否有效调蓄洪水,对水库下游广大地区人民的生命财产安全至关重要。泥沙淤积削减了水库的有效库容,降低了水库调蓄洪水的能力,抬升洪水位,加重库区的防洪负担。泥沙淤积严重的水库经常出现“小水量、高水位、多险情”的情况,甚至造成严重的洪涝灾害,威胁下游人民群众生命财产的安全。水库有效库容减小,蓄水量下降,供水和灌溉保证率也相应降低。
(三)提高地下水位和加剧土壤盐渍化
土壤盐渍化是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程,也称盐碱化。水库淤积将使水库回水区的河道水位升高,相应抬高周围地区的地下水位,这样就可能导致这些地区土壤的盐渍化现象或加剧其盐渍化,降低、损害土地的生产力。
(四)加快水库富营养化过程
由于水库是地表一种交替周期较长、流动缓慢的滞流水体,水体自净能力较弱,加之深受其四周陆地生态环境和社会经济条件的制约,因而,与河流和海洋相比,水库的动力过程、化学过程及生物过程均具有鲜明的个性和地区性的特点。而水土流失是造成流域非点源污染的重要原因,流失的泥沙作为氮、磷、钾等有机物质的重要载体,随着径流大量输移进入水库,在减少调蓄容积、不断抬升洪水位的同时,必然导致水库水体营养元素大量盈余,使其存在不同程度的富营养化现象,降低水库水体对各种污染物的稀释自净能力和水环境承载能力,造成库区生态环境恶化。
(五)破坏航运条件
水土流失造成水库的回水变动区出现泥沙淤积,形成三角洲,抬高河床、堵塞航道,造成航运条件变坏。并且,回水区内的三角洲还可能降低过河桥下的净高,甚至在枯水季时造成通航困难。一般上游河段河水的含沙量越高,水库水位的变幅越大,水库回水区内形成的三角洲就越大,对航运的影响也就越严重。
(六)降低水电站的发电能力
对于有发电设备的水库,泥沙淤积减少水库的有效库容,使水电站的发电能力降低。如果水库淤积三角洲向坝前推进,就会直接影响泄洪建筑物的安全及发电和供水的质量。如果淤积形成的三角洲在大坝附近形成,还可能阻碍水流进入发电机,并增加进入发电机的泥沙、从而磨损涡轮机叶片和闸门座槽,折损涡轮机叶片的使用寿命。
三、防治措施
水土流失是一个非常复杂的非线性系统,但究其根本是降雨和流域下垫面因子相互作用的结果。对土壤侵蚀问题形成和影响因素的大量分析也表明,土壤侵蚀敏感性主要受气候、土壤性质、地形、土地利用和地表植被盖度的影响。防治水土流失就是在已经造成水土流失的区域,采取并合理配置生物措施、工程措施和蓄水保土耕作措施,因害设防,综合整治,通过法
律的、行政的、经济的、教育的手段,使人们在生产活动、开发建设中,尽量避免造成水土流失,从而使水土资源得到有效保护和永续利用。
(一)恢复植被,增加林草覆盖度
森林植被的减少是导致水土流失的直接原因。研究表明,林草地植物群落的盖度、高度、生物量均明显好于荒山荒地及撂荒地,能够有效地减小土壤被侵蚀的程度,减少流域产沙量。因此
应强化对水库集水区域现有林草资源的保护,严格采伐和放牧制度;对植被已受破坏的地方要封禁治理,防止再受破坏,积极开展封山育草,恢复森林植被,退耕还林还草,提高林草覆盖度。
(二)改变耕种方式和方法
以保护性耕作措施和以生物措施为主的,以农林复合为代表的坡地生态工程对保持库区的坡地土壤肥力、减少水库的泥沙淤积和减轻水体污染尤为有效。改善农业技术和耕作措施、兴建田间工程,小坡度的坡耕地应改修为水平梯田,坡度较大的坡耕地退耕还林、还草。沿等高线开截水沟,做到山田分开,分级截水,控制山洪漫流。此外,合理搭配作物种类、科学安排作物布局等对缓解和控制水土流失至关重要。
(三)转变经济增长方式,保护流域生态环境
经济社会的快速发展只有依赖于和谐生态建设才能达到可持续发展。切实转变经济增长方式,因地制宜,统筹规划,推进农、林、牧协调发展,引导群众向集约经营的方向转变,将潜在
的资源优势转变为现实的经济优势,依靠水土资源的可持续利用实现生态环境的可持续维护,走科技含量高、经济效益好、资源消耗低的新型发展道路。譬如发展生态旅游业,让老百姓知
道良好的生态环境是宝贵财富,让老百姓树立生态保护的意识,真正地把水土保持、维护生态安全落实到自觉行动上去。
(四)开挖冲心河,筑建拦沙坝和滚水坝
可以通过在山洪冲心开挖冲心河的方法使洪水归槽,缓解洪水遍地流的现象,还可以按照坡降情况分级修建滚水坝,分散和消减径流能量,减轻洪水对下游的侵蚀和冲刷。同时,对洪水进行拦蓄,形成梯级蓄水,可以灌溉冲心河两岸。当然,修建滚水坝要在区域内进行统筹规划,在保证不对水库蓄水造成明显影响的前提下实施。另外,拦沙坝也可以滞洪拦沙。拦沙坝又
称淤地坝,是在山沟里修筑土石坝或土石混凝土坝,滞洪拦沙,固沟防冲,实现沟堑台地化,扩大耕地面积,增加农业产量,减小对下游的危害。
(五)发挥非工程措施在治理水土流失过程中的重要作用
非工程措施是治理水土流失的重要组成部分。应该开展多种形式的宣传教育活动,增强人们对水土流失及其危害的认识;对水土流失论文范文http://www.chuibin.com/治理的重要性和紧迫性进行广泛的宣传,加大执法监督力度,从多方面增强干部群众的认识,使其树立保护生态就是保护自己的价值观,形成自觉的
力量。坚持国家、部门、集体和个人共同参与,广泛筹集治理资金。鼓励群众植树造林,在技术投入上增加科技含量,坚持科技兴林,以科技促治理。只有重视和充分发挥运用非工程措施才能更好地治理水土流失,增强流域的恢复力。
(六)建立和完善水土保持动态监测网络
水土保持动态监测网络建设是宏观决策的依据和制定有关方针政策的基础。流域水土流失防治的宏观战略决策、规划的制订、执法部门的监督和执法过程、综合防治措施的总体布局和实施等均需要及时、准确和全面的监测数据作为依据。通过建立科学、规范、先进、高效的水土保持监测网络,可以帮助全面了解和掌握水土流失的发展趋势和水土保持设施的防治效果,制定有关方针政策和调整防治方略;实施和开展对水土流失现状和变化规律研究及发展趋势预测;及时对区域开发建设前后水土流失状况进行动态监测,以便依法监督和预防新的水土流失的产生等。
四、结束语
水土保持是国土整治、江河治理的根本。只有搞好水土保持工作,才能有效防治水库淤积,保证水库工程安全运行,充分发挥水库工程的综合效益,为确保防洪安全、供水安全和水生态安全提供坚实基础,进而为实现以水资源的可持续利用及和谐生态环境建设,支持淮河流域经济社会的可持续发展与和谐社会建设提供有力保障和支撑。