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摘要:本文从水土保持的重要性与必要性出发,结合水土保持的实际需求与操作特点,将SWAT模型引入水土保持中,较为深入地探讨了SWAT模型背景下,实行水土保持措施能达到的减流减沙效益,并基于径流小区的水土保持措施进行减流减沙效益评价,希望能为相关部门进一步解决土壤侵蚀问题、确保水土结构稳固、实现可持续发展奠定坚实的基础。
关键词:SWAT模型水土保持措施减流减沙效益
随着经济的不断发展,环境问题日益突出,如何不以破坏环境为代价发展经济成为了当前社会各界广泛关注的热门话题。作为生态破坏中较为突出的关键问题,人们已经深刻认识到土壤侵蚀可能带来的一系列灾害,也在多年的探索中获得了宝贵的实战经验,掌握了防治水土流失的有效措施,如水文法、水保法、分布式水文模型等。SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型作为分布式水文模型的一种,能充分利用GIS、RS等技术,最大程度上弥补水文法与水保法在水土保持中的缺陷,更具针对性、全面性与有效性,能对减流减沙效益做出公正客观的评价。
1 基于SWAT模型的水土保持措施减流减沙效益评价
1.1 等高耕作 实行水土保持措施的根本目的是防治土壤侵蚀,作为SWAT模型模拟出的管理措施之一,高等耕作措施能让控制范围内的土壤侵蚀程度尽可能维持在有效标准之下。耕作者在按照耕作操作流程作业时,应当以等高线为界,利用人为挖坑蓄水的方式截断地表径流,最大程度上减少外力作用对地表的侵蚀与破坏,达到减流减沙的目的。
1.2带状耕作 除了高等耕作,带状耕作也是最为常用的减流减沙手段之一。耕作者应当有意地增加耕作带土壤的粗糙度,通过蓄水截流的方式尽可能降低控制区域内的水土流失率与土壤污染率,减少土壤侵蚀发生几率,大大提升土壤中有机物与水分的含量,避免土质沙化、维持土壤肥力。
1.3 水平梯田 水平梯田是一种将不超过15°的坡地通过各项改造,使之成为水平台阶式田地,以增强作物耕种面积、达到防治水土流失目的的水土保护常见措施。耕作者可以通过修建水平梯田的方式,大大缩短缓坡坡长,阻截水流冲刷时携带的泥沙,从而达到降低地表径流峰值流量、实现水土保护、防止水土流失、稳固土壤结构的目的。
1.4 保护性耕作 保护性耕作能通过深挖深耕、合理施肥除草、免耕播种等方式保持水土中有机物与水分含量,降低土壤沙化风险。免耕播种是保护性耕作中最常见的手法之一,运用最为广泛,耕作者往往在收割时不将作物一次性全部收割殆尽,而是有意的残留些许于地表,以此减缓地表径流的流速,降低土壤与砂石的流失率。将作物深埋入土壤中能起到固土、防冲刷的效果,定期进行施肥除草能为土壤补充肥力,弥补水流带走的有机质含量,为耕作者创收、减沙奠定坚实的基础。
1.5 保护性作物轮作 将时令不同的作物耕作于同一块土地上,既能满足不同的市场需求,为耕作者带来更多的物质财富,又能适当地补充土壤中缺乏的不同有机质元素,不断增加土壤中有机质含量,最大程度上提升耕作区内土质的肥力,降低土壤沙化发生几率。耕作者要根据耕作区内土壤的实际情况选择需要种植的农作物,拟定详尽的耕种时刻计划表,科学地规划种植种类、替换时间,为减流减沙做好铺垫。
1.6 河岸滤草带 除了上述所述的五种方案外,设置河岸滤草带也是耕作者实现水土保护的重要方式。其工作原理是通過在河岸边沿地带铺设滤草带,以阻隔砂石、污染物质流入河道中造成河道淤堵、水质变差等环境问题。
2 基于径流小区的水土保持措施减流减沙效益评价
2.1 减流效益分析 通常情况下,在水土保持工程中使用水平整地措施与穴状整地措施皆能获得较好的减流效果,不仅能最大程度上降低地表径流对土壤中有机物与砂石的冲刷侵蚀影响,还能增强土壤表面的粗糙程度,提升降水后土壤的渗透力,减少水土流失发生几率。若在此基础上增加植被的覆盖面积,定能远远超出单一使用植被防止水土流失的防固减流效果,为实施控制区域内土壤维持肥力、减少沙化风险奠定坚实的基础。
2.2 减沙效益分析 种植者基于SWAT模型模拟各项常规减沙措施,联合增设植被覆盖固沙措施,能最大程度上减少地表径流的挟沙能力,大大提升土壤的抗侵蚀能力,阻隔水流对土壤中有机物的破坏,尽可能杜绝或延缓土壤沙化速度,实现预计的减沙效果。
3 结束语
综上所述,技术人员在采用一系列的水土保持措施时,应当以SWAT模型为参照,结合该地区水文地质特征及土壤实际情况,选择最优的防治水土流失方案,达到最佳的减流减沙效果,进一步实现经济发展与环境保护的和谐统一,提高土地资源的利用率,为国家经济更好更快发展奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]谢媛媛.基于SWAT模型的罗玉沟流域森林植被变化的水文生态响应研究[J].水土保持研究,2009,16(4).
[2]李家科,杨静媛,李怀恩等.基于SWAT模型的陕西沣河流域非点源污染模拟[J].水资源与水工程学报,2012,23(4).
[3]乔卫芳,牛海鹏,赵同谦等.基于SWAT模型的丹江口水库流域农业非点源污染的时空分布特征[J].长江流域资源与环境,2013,
22(2).
[4]王磊.基于SWAT模型的小流域非点源污染研究——以重庆市陈家沟小流域为例[D].北京林业大学,2010.
[5]李佳,张小咏,杨艳昭等.基于SWAT模型的长江源土地利用/土地覆被情景变化对径流影响研究[J].水土保持研究,2012,19(3).
关键词:SWAT模型水土保持措施减流减沙效益
随着经济的不断发展,环境问题日益突出,如何不以破坏环境为代价发展经济成为了当前社会各界广泛关注的热门话题。作为生态破坏中较为突出的关键问题,人们已经深刻认识到土壤侵蚀可能带来的一系列灾害,也在多年的探索中获得了宝贵的实战经验,掌握了防治水土流失的有效措施,如水文法、水保法、分布式水文模型等。SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型作为分布式水文模型的一种,能充分利用GIS、RS等技术,最大程度上弥补水文法与水保法在水土保持中的缺陷,更具针对性、全面性与有效性,能对减流减沙效益做出公正客观的评价。
1 基于SWAT模型的水土保持措施减流减沙效益评价
1.1 等高耕作 实行水土保持措施的根本目的是防治土壤侵蚀,作为SWAT模型模拟出的管理措施之一,高等耕作措施能让控制范围内的土壤侵蚀程度尽可能维持在有效标准之下。耕作者在按照耕作操作流程作业时,应当以等高线为界,利用人为挖坑蓄水的方式截断地表径流,最大程度上减少外力作用对地表的侵蚀与破坏,达到减流减沙的目的。
1.2带状耕作 除了高等耕作,带状耕作也是最为常用的减流减沙手段之一。耕作者应当有意地增加耕作带土壤的粗糙度,通过蓄水截流的方式尽可能降低控制区域内的水土流失率与土壤污染率,减少土壤侵蚀发生几率,大大提升土壤中有机物与水分的含量,避免土质沙化、维持土壤肥力。
1.3 水平梯田 水平梯田是一种将不超过15°的坡地通过各项改造,使之成为水平台阶式田地,以增强作物耕种面积、达到防治水土流失目的的水土保护常见措施。耕作者可以通过修建水平梯田的方式,大大缩短缓坡坡长,阻截水流冲刷时携带的泥沙,从而达到降低地表径流峰值流量、实现水土保护、防止水土流失、稳固土壤结构的目的。
1.4 保护性耕作 保护性耕作能通过深挖深耕、合理施肥除草、免耕播种等方式保持水土中有机物与水分含量,降低土壤沙化风险。免耕播种是保护性耕作中最常见的手法之一,运用最为广泛,耕作者往往在收割时不将作物一次性全部收割殆尽,而是有意的残留些许于地表,以此减缓地表径流的流速,降低土壤与砂石的流失率。将作物深埋入土壤中能起到固土、防冲刷的效果,定期进行施肥除草能为土壤补充肥力,弥补水流带走的有机质含量,为耕作者创收、减沙奠定坚实的基础。
1.5 保护性作物轮作 将时令不同的作物耕作于同一块土地上,既能满足不同的市场需求,为耕作者带来更多的物质财富,又能适当地补充土壤中缺乏的不同有机质元素,不断增加土壤中有机质含量,最大程度上提升耕作区内土质的肥力,降低土壤沙化发生几率。耕作者要根据耕作区内土壤的实际情况选择需要种植的农作物,拟定详尽的耕种时刻计划表,科学地规划种植种类、替换时间,为减流减沙做好铺垫。
1.6 河岸滤草带 除了上述所述的五种方案外,设置河岸滤草带也是耕作者实现水土保护的重要方式。其工作原理是通過在河岸边沿地带铺设滤草带,以阻隔砂石、污染物质流入河道中造成河道淤堵、水质变差等环境问题。
2 基于径流小区的水土保持措施减流减沙效益评价
2.1 减流效益分析 通常情况下,在水土保持工程中使用水平整地措施与穴状整地措施皆能获得较好的减流效果,不仅能最大程度上降低地表径流对土壤中有机物与砂石的冲刷侵蚀影响,还能增强土壤表面的粗糙程度,提升降水后土壤的渗透力,减少水土流失发生几率。若在此基础上增加植被的覆盖面积,定能远远超出单一使用植被防止水土流失的防固减流效果,为实施控制区域内土壤维持肥力、减少沙化风险奠定坚实的基础。
2.2 减沙效益分析 种植者基于SWAT模型模拟各项常规减沙措施,联合增设植被覆盖固沙措施,能最大程度上减少地表径流的挟沙能力,大大提升土壤的抗侵蚀能力,阻隔水流对土壤中有机物的破坏,尽可能杜绝或延缓土壤沙化速度,实现预计的减沙效果。
3 结束语
综上所述,技术人员在采用一系列的水土保持措施时,应当以SWAT模型为参照,结合该地区水文地质特征及土壤实际情况,选择最优的防治水土流失方案,达到最佳的减流减沙效果,进一步实现经济发展与环境保护的和谐统一,提高土地资源的利用率,为国家经济更好更快发展奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]谢媛媛.基于SWAT模型的罗玉沟流域森林植被变化的水文生态响应研究[J].水土保持研究,2009,16(4).
[2]李家科,杨静媛,李怀恩等.基于SWAT模型的陕西沣河流域非点源污染模拟[J].水资源与水工程学报,2012,23(4).
[3]乔卫芳,牛海鹏,赵同谦等.基于SWAT模型的丹江口水库流域农业非点源污染的时空分布特征[J].长江流域资源与环境,2013,
22(2).
[4]王磊.基于SWAT模型的小流域非点源污染研究——以重庆市陈家沟小流域为例[D].北京林业大学,2010.
[5]李佳,张小咏,杨艳昭等.基于SWAT模型的长江源土地利用/土地覆被情景变化对径流影响研究[J].水土保持研究,2012,19(3).