黄河流域水土保持综合治理空间均衡性分析

黄河流域水土保持综合治理空间均衡性分析

冯文娟

陕西华大土地开发工程有限公司  陕西.西安 710032

摘要：黄河流域水土保持综合治理取得了植被覆盖度明显提高、水土流失面积与强度“双下降”、黄河泥沙大幅减少、生态环境明显改善的显著成效。然而，从黄河流域整体系统来看，还存在着治理空间不均衡、人工生态系统质量和稳定性差等突出问题，是对持续、稳定减沙产生不利影响的重要因素。因此，分析黄河流域水土保持综合治理空间均衡性，判识“弱治理区”，对于提高流域治理的整体效能、促进水土保持高质量发展具有重要意义。

关键词：黄河流域；水土保持综合治理；空间均衡性

1空间均衡性概念

均衡原本是物理学中的一个重要概念，后来随着经济学、地理学等学科的发展，逐渐为其他学科所关注。1874年Léon Walras最早从经济学的角度提出了一般均衡理论，后来在其基础上发展了空间均衡的概念，并在经济、法律、人文地理、生态环境等多个学科中被引用，而在不同学科中的空间均衡含义却并不完全相同。随着水土保持学科的发展，空间均衡问题也日益引起关注。而从目前成果来看，对水土保持综合治理空间均衡问题的研究大多关注于水土保持措施空间布局的优化问题。所谓优化空间布局，一般是以投入成本最小化、生态效益最大化，以及适宜度最大化作为空间布局目标，进而找到生态效益和空间分布适宜度最大化的水土保持措施空间优化配置方案，或者通过设定水土保持措施类型、约束条件和土地适宜性参数，利用层次分析等方法评估预测其效益，从数量、时间和空间上提出水土保持措施的布局问题。利用聚类分析、人工评判等方法，通过对治理区域分区，根据坡度、土壤等因地制宜选取不同分区水土保持措施的配置方案；近年来水土保持措施在调控流域水资源配置中的作用已受到重视，从调控和优化配置水资源的角度优化水土保持措施空间配置的问题也被提了出来。

2黄河流域水土保持生态环境影响因素

2.1气候变化

近年来，由于全球变暖，黄河流域大部分地区的年平均气温明显升高，气候变化已证明变暖是趋势，这进一步加剧了黄河流域区域水资源的不均衡性。黄河流域降水量偏少, 全流域多年平均年降水量为438mm 。近年来，降雨量总体呈下降趋势。黄河流域的气候变化使该地区极端天气事件出现的频率和强度显而易见地增加，特别是在极端降水方面，强降雨使得崩塌、滑坡等地质灾害频发,短时间内极大地增加了水土流失强度。

2.2植被覆盖

黄河流域大部分地区的植被覆盖面积有所增加，植被覆盖率总体呈上升趋势。在黄河流域约47.3%的地区，特别是黄土高原、腾格里沙漠及毛乌素沙地的植被覆盖率明显提高，从而实现了“人进沙退”的奇迹。流域的平川和山脉大大增加了森林植被，使地貌景观从“黄”到“绿”。良好的植被覆盖率在减少土壤侵蚀和防止生态环境恶化方面发挥了积极作用。

2.3水沙变化

水少沙多，水沙关系不协调，是黄河的突出特点。至21世纪，黄河天然径流量较20世纪减少了约20%，但用水量逐步增加。过去10年来，随着经济的发展，黄河流域水资源开发利用率高达60%~80%，随着西部大开发的持续推进，水资源的供需矛盾日益尖锐。随着水利水保工作的逐步发挥作用以及降水的影响，虽然进入黄河下游的河道有所减少，但由于大坝拦蓄及用水量增加，汛期黄河下游河道输沙水量大幅减少，水流含沙量增加，泥沙淤积，河道主槽萎缩，河道形态恶化。

3均衡性评价原理与方法

对于黄河这样具有复杂侵蚀环境的流域，不同区域均有不同的侵蚀产沙强度。尽管侵蚀产沙强度存在空间分异性，但在自然条件下，从统计学意义而言，流域系统泥沙来源分布及其产沙量却处于一个相对的稳定状态，而当流域内任意一个区域的侵蚀环境发生变化，如实施水土保持措施，侵蚀产沙强度就会相应改变，进而使该区域对河流泥沙的贡献率发生变化，或者说由此打破自然条件下流域产流产沙的空间分布状态。一般来说，治理程度越高对流域产沙环境的干扰作用越大，减沙的贡献率也越高，反之则越低。因此，在全流域系统内不同分区治理减沙作用程度的差异也反映治理的空间均衡性，当差异过大时，为不均衡，反之则是均衡的，这为开展空间均衡性评价奠定理论基础和方法原理。根据以上原理，空间治理均衡性的评价可以表述的步骤有：（１）划分流域评价分区，划分原则应充分考虑全流域水利水土保持措施实施情况、水沙来源分异特性、干流水利工程规模及空间分布，以及其他人类活动等因素。（２）利用“水文分析法”或“水土保持分析法”或其他方法分析流域治理的减水减沙效益。（３）以自然条件下分区产沙量为基准，计算各分区不同类型治理措施相对减沙效益，即单位面积单位产沙量下的减沙量，消除不同分区产沙水平和措施类型单一化的影响，消除不同分区产生强度分异性的影响，并对减沙贡献率进行加权修正，得到修正后的治理措施减沙作用度。（４）对各分区水土保持与生态治理措施减沙作用度进行归一化处理，计算空间治理均衡系数，即进行标准化，使不同分区治理效益统一在同一对比标准或衡量比尺上来，不同片区的均衡系数相差越小，说明流域整体系统空间治理相对越均衡，反之则越不均衡。

4黄河流域水土保持生态环境建设布局

4.1加强重点区域重点布控，防治水土流失

积极推进小流域综合管理、保护区保护、围堰建设、边坡综合管理等领域，以减少流入河流，确保高质量的防渗漏过程；一种综合、科学和三维协调防御，提供高质量的流域综合管理、精确治理、高沟和善政。多沙地区正在建设一座新大坝，抵御一种病原体，改善旧大坝。

4.2坚持两手发力，健全多元化投入机制

黄河流域水土保持的主要障碍是投资严重不足，投资机制健全稳定。在黄河流域建立和改进多层次和多样化的生态补偿机制，在上游和下游目标地区与保护区之间指导生态水土保持服务的价值，包括通过财政补偿，并有效利用定期影响进一步鼓励和引导私人资本参与水土保持的生态建设，并执行优惠政策，如税收和土地特许权；启动若干试点项目，积极探索政府与社会资本(PPP)的伙伴关系模式。大力推广价格支付和有偿劳动等建筑管理模式，充分发挥核心投资的催化作用，动员社会力量和广大公众积极参与土壤侵蚀管理。

4.3水土流失综合治理智能管理

保持水土流失影响的措施与降雨、土壤、地形、和水利等因素密切相关，不同治理措施在空间上优化了布局，在极端降雨情况下可以实现，即目前黄河治理和保护漏洞。该数据卡以高精度水域为基础，建立了一个动态变化的蓄水条件数据库，启动了水养护措施安排计划，并迅速寻找最佳研究方向，为正确评估洪水养护措施侵蚀的影响提供了新的解决办法，对于优化黄河流域灌溉战略布局、综合考虑上限和精确治理至关重要。

结束语

黄河泥沙具有空间来源差异性大的自然属性，需要注重水土保持综合治理的空间均衡性，以达到减沙的可持续性和减沙水平的稳定性。为此，在科学定义治理空间均衡的基础上，提出水土保持综合治理空间均衡性判别方法。该方法具有明确的物理基础，其原理反映黄河流域泥沙来源分异特征和水土保持减沙规律，可定量准确判识水土保持综合治理的空间均衡性，空间均衡性评价方法属初步探索，仍需从空间均衡性和措施配置均衡性综合判识方面开展进一步研究。

参考文献

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