曾瑞++李榜晏++朱立波++安曉光++王嘉怡

摘要：分析了黃土高原地形地貌，并指 出了該地區(qū)最突出的問題就是水土流失和旱澇災(zāi)害。提出了海綿城市的建設(shè)不僅是為了響應(yīng)國家號召，更是根據(jù)城市現(xiàn)狀給出的可行性方案，既可以大大降低城市內(nèi)澇積水的問題，也改變以往城市“快排式”的水處理方式，增加水的利用循環(huán)，保障了水資源的節(jié)約與生態(tài)平衡。

關(guān)鍵詞：黃土高原；水土流失；城市內(nèi)澇

中圖分類號：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2017）01007407

1引言

黃土高原多年來的水土流失和風(fēng)沙問題，一直困擾著當(dāng)今中國，這不僅是民生問題，更是關(guān)乎我國西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展社會進(jìn)步的重點問題。

1973年我國在陜西省延安市的安塞縣建立了安塞水土保持綜合試驗站，是科技部國家重點野外臺站和中國科學(xué)院生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)終點站，為我國黃土高原地區(qū)生態(tài)保護(hù)問題提供了有效的實驗支持和科學(xué)依據(jù)。多年來關(guān)于黃土高原水土保持和生態(tài)環(huán)境建設(shè)，我國做出了巨大努力，曾與多國合作共同開展研究。為有效防治黃土高原水土流失我國先后實施了一系列水土流失重點防治工程。

近年來，國家進(jìn)一步加大財政投資，為黃土高原水土流失綜合防治和生態(tài)狀況提供了重要的支持。據(jù)《中國科學(xué)報》統(tǒng)計，截至2011年，黃河流域累計治理水土流失面積近23萬km2，從20世紀(jì)90年代末黃河流域土地植被覆蓋率低于10%增長到約30%。

眾所周知，黃土高原是西北地區(qū)最為棘手、最難治理的區(qū)域，它的困難不僅是由于涉及面積區(qū)域之廣，更在于氣候自然條件的影響下其獨特的地理特征，與我國其他地區(qū)有所差異。黃土高原地區(qū)的治理關(guān)乎整個西北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以至整個中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2黃土高原區(qū)域地貌分析

黃土高原是世界上最大的黃土堆積區(qū)，也是世界上獨一無二的自然地理區(qū)域，位于中國中部偏北。黃土高原地區(qū)的黃河流域西起日月山，東至太行山，南靠秦嶺，北抵陰山，橫跨山西省、山西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區(qū)與河南省等黃河中游七省的50個地（市），317個縣，全區(qū)總面積約64.2萬km2，其中水土流失45.4萬km2。黃土高原平均每年輸入黃河的泥沙量達(dá)16億t，是我國甚至全世界上水土流失最嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境最脆弱的地區(qū)。

2.1黃土高原成因與分類

2.1.1黃土高原區(qū)域位置

黃土高原具有特殊的自然生態(tài)特征。它是世界最大的黃土高原，在中國中部偏北，包括太行山以西、秦嶺以北、青海日月山以東和長城以南的廣大地區(qū)，面積約40萬km2，海拔1000～1500 m。除少數(shù)石質(zhì)山地外，高原上覆蓋深厚的黃土層，黃土厚度在50～80 m之間，隴東、陜北厚達(dá)150 m，最厚的地方達(dá)200 m。由于歷代戰(zhàn)亂、盲目開荒放牧及亂砍濫伐導(dǎo)致高原的植被遭到嚴(yán)重的破壞，加之黃土的土質(zhì)疏松，水土流失極為嚴(yán)重，形成“千溝萬壑”的黃土地貌（圖1）。

2.1.2黃土高原歷史成因

新生代早期，全球性氣候變暖，我國各地區(qū)包括黃土高原的早第三系地層多呈紅或淺紅色，說明當(dāng)時氣候比較炎熱。早黃土形成于不同的氣候條件下，因而有不同的外觀顏色。綜合黃土高原黃土剖面顏色在垂向上的變化，自下而上大體可以分為4個主要顏色段：第一段，淺紅黃色段；第二段，棕黃色段；第三段，灰黃色段；第四段，褐黃色段。黃土顏色自下而上由紅黃—棕黃—灰黃—褐黃的變化。

更新世時期，干旱氣候開始顯著。到全新世，黃土高原則明顯地被干旱少雨的氣候所控制，北部向沙漠化方向演化。在整個第四紀(jì)時期內(nèi)，黃土高原的古氣候環(huán)境的主要變化時期是中更新世早期，中更新世晚期和晚更新世末期。

黃土高原環(huán)境的變遷，有其自然的因素，這與全球氣候變化有關(guān)，但也有人的因素，如黃土高原森林的砍伐，草地的破壞，土地利用不合理造成的土壤侵蝕，導(dǎo)致高原自然環(huán)境惡化。文物工作者和地質(zhì)科技人員曾經(jīng)在寧夏回族自治區(qū)涇源縣、彭陽縣等地發(fā)現(xiàn)的古生物化石研究證實，約在6000萬年前，黃土高原被水所覆蓋，現(xiàn)在的山峰則是當(dāng)時水中的孤島。

在距今6000萬年前，地殼發(fā)生劇烈斷塊式上升與下降，到了距今24萬年前，六盤山、月亮山等發(fā)生劇烈的上升運動。此后，隨著山區(qū)間歇式繼續(xù)上升，廣大的丘陵區(qū)均沉積了厚度不等的風(fēng)成黃土，在盆地中心或山麓地帶則有沖積礫巖和黏土，大量的黃土堆積，覆蓋了山坡丘陵，形成了現(xiàn)代黃土高原的地形地貌。

2.1.3黃土高原分類

根據(jù)地貌的形成過程和特點，可分為以下幾個部分。

（1）隴中高原。一稱隴西高原，位于六盤山以西，是一個新生代的拗陷盆地，屬盆地型高原，海拔1500～2000 m。地形破碎，多梁、峁、溝谷、壟板地形。

（2）隴東、陜北高原。包括六盤山以東，呂梁山以西，渭河北山以北，長城以南的地區(qū)。也是一個盆地型高原，海拔800～1200 m。經(jīng)強烈侵蝕，除少數(shù)殘留的黃土塬外，大部地區(qū)已成為破碎的梁峁丘陵。其間只有少數(shù)基巖低山突起在高原之上，狀似孤島。

（3）山西高原。包括五臺山、恒山以南，伏牛山以北，太行山以西，呂梁山以東的地區(qū)。它由一系列褶皺斷塊山與陷落盆地組成。山地有呂梁、恒山、五臺、中條及太行等山，盆地有大同、忻縣、太原、臨汾、運城等。除河谷平原外，大部地區(qū)海拔在1000～1500 m，石質(zhì)山地構(gòu)成高原的主體，黃土堆積僅限于盆地及山間谷地，分布范圍約占全區(qū)面積的40%。

（4）渭河平原，一稱關(guān)中平原。位于渭河北山與秦嶺之間，西起寶雞，東至潼關(guān)。

2.2黃土高原地形地貌

2.2.1陜北黃土高原自然地理概況

（1）地形地貌。黃土高原由黃土丘陵、黃土臺塬和石質(zhì)山組成，地面地形破碎，地形落差普遍，一旦遇上大雨或暴雨，黃土受坡度的影響特別容易坍塌，故不利于水土保持。

從地形上來看，黃土高原北方是我國內(nèi)蒙古高原，東面是華北平原，西邊是廣大的西北內(nèi)陸地區(qū)和青藏高原，黃土高原大面積地區(qū)黃土覆蓋，境內(nèi)形成了黃河中游重要的自西北向東南流向的黃河支流，主要有渭河、涇河、洛河、汾河。這些河流匯入到黃河，形成一些小平原，平原地帶土壤肥沃，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，特別是渭河平原和汾河谷地，是黃土高原人口最密集，農(nóng)業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)。

（2）氣候水文。黃土高原的位置位于我國東部沿海和西北內(nèi)陸之間，處在我國來自太平洋的東南季風(fēng)和暖濕氣流向西北吹送的通道中，故氣候帶有明顯的過渡性，為我國東南沿海溫暖濕潤的季風(fēng)氣候向西北內(nèi)陸干旱氣候過渡的半濕潤、半干旱的溫帶大陸性氣候。區(qū)內(nèi)從東南向西北依次為暖溫帶半濕潤氣候、半干旱氣候、干旱氣候。

（3）土壤植被。黃土是第四紀(jì)以來經(jīng)過風(fēng)的吹揚、搬運、堆積形成的，黃土疏松多孔，粉沙質(zhì)，質(zhì)地均一，垂直節(jié)理發(fā)育，因而易被沖刷，加之其所在的黃土高原地區(qū)降水在年內(nèi)降水高度集中，多暴雨，特別容易造成嚴(yán)重的水土流失。廣大的地面被長期沖刷形成眾多的溝谷，溝谷切割地表形成黃土高原特有的黃土塬、黃土墚、黃土峁。這幾種黃土地貌的共同特點是黃土層的邊緣被流水強烈沖刷、切割，不同之處在于黃土塬頂部平坦、黃土墚頂部狹窄成長條，而黃土峁是孤立的黃土丘，根本原因在于它們處在不同的發(fā)展階段。在黃土高原這種干燥、半干燥的氣候條件下，這些粉塵相互之間的結(jié)合并不緊密，所以黃土具有多空隙、結(jié)構(gòu)疏松的特點，并且垂直節(jié)理發(fā)育明顯。

這樣的黃土層比較透水，顆粒小又決定了黃土容易溶于水，黃土的這些特性，使黃土高原特別容易受流水的侵蝕作用。地表光禿裸露，缺少植被的保護(hù)。植被具有良好的涵養(yǎng)水源，保持水土的作用。大面積的植被覆蓋對防止水土流失，保持土壤肥力，調(diào)節(jié)氣候具有重要的作用。而目前我國黃土高原森林覆蓋率不足10%，遠(yuǎn)低于世界平均水平，高原絕大部分面積是支離破碎的黃土，風(fēng)沙漫卷，暴雨來臨泥沙俱下，加劇了水土流失。

（4）資源基礎(chǔ)。黃土高原煤炭資源豐富，人類的修路、開礦等工程建設(shè)破壞地表。黃土高原人口眾多，煤炭資源特別豐富，開發(fā)煤炭資源是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要內(nèi)容。但這些經(jīng)濟(jì)活動不可避免地破壞地表，甚至導(dǎo)致永久性的不可恢復(fù)。

2.2.2黃土高原人文地理概況

（1）人類活動。自秦漢以來黃土高原經(jīng)歷了三次濫伐濫墾高潮。 第一次是秦漢時期的大規(guī)模“屯墾”和“移民實邊”開墾。這次大“屯墾”使晉北陜北的森林遭到大規(guī)模破壞。

第二次是明王朝推行的大規(guī)?！巴蛪ā?，使黃土高原北部的生態(tài)環(huán)境遭到空前浩劫。據(jù)考證，明初在黃土高原北部陜北（延安、綏德、榆林地區(qū)）和晉北大力推行“屯田”制，竟強行規(guī)定每位邊防戰(zhàn)士毀林開荒任務(wù)。從這里不難看出，明代推行“屯田”制對環(huán)境破壞之嚴(yán)重。

第三次大墾荒是清代，清代曾推行獎勵墾荒制度，墾荒范疇自陜北、晉北而北移至內(nèi)蒙古南部，黃土高原北部和鄂爾多斯高原數(shù)以百萬畝計的草原被開墾為農(nóng)田，使大面積的土地沙化，水土流失加劇。

并且黃土高原地區(qū)存在著顯著的人地矛盾，人多地少，生產(chǎn)方式落后。黃土高原農(nóng)墾歷史悠久，人口眾多，隨著人口的不斷增長，人多地少的矛盾日益突出，加劇了人類破壞性和毀滅性的開發(fā)。導(dǎo)致森林日益減少，土壤日漸貧瘠。

現(xiàn)在，黃土高原地區(qū)總?cè)丝?.08億人，其中農(nóng)業(yè)人口7333人，占總?cè)丝?0%以上。據(jù) 2008 年統(tǒng)計，國民總產(chǎn)值1.85萬億元，農(nóng)民人均純收入3196元。人口密度為167人/km2，相當(dāng)于全國平均水平的122.9%，人地矛盾更加突出。

（2）河流交通。黃土高原地區(qū)面積大于1000 km2的直接入黃支流有48條，其中水土流失嚴(yán)重、對干流影響較大的支流有洮河、湟水、莊浪河、祖歷河、清水河、渾河、楊家川、偏關(guān)河、皇甫川、清水川、縣川河、孤山川、朱家川、嵐漪河、蔚汾河、窟野河、禿尾河、佳蘆河、湫水河、三川河、屈產(chǎn)河、無定河、清澗河、昕水河、延河、汾川河、仕望川、汾河、涇河、北洛河、渭河、伊洛河32條支流，以及內(nèi)蒙“十大孔兌”。

總的來說有的地方交通發(fā)展不錯（如汾水谷地等），但是大部分地區(qū)交通不發(fā)達(dá)。西安、太原、寶雞等地是鐵路樞紐。

（3）民俗文化。黃土高原群山連綿，溝壑縱橫，北有橫山、北于山，西有子午嶺，東南有黃龍山，形成一馬蹄形。地勢西北高，東南低。石器時期氣候濕潤，經(jīng)考古發(fā)掘仰韶文化遺址內(nèi)容十分豐富。相傳少典族居住在陜甘交界處，與有喬氏互通婚姻，生下黃帝和炎帝。黃帝居姬水，為姬姓；炎帝居姜水，為姜姓。他們中許多部落順著河流移動，發(fā)展到黃河中游，后來稱華夏族。

以陜北黃土高原為例，陜西剪紙形式多樣：一是單色剪紙，二是色紙拼貼剪紙，三是點彩剪紙，四是滲染剪紙，五是紙塑窗花，六是剪紙熏樣。陜北以單色剪紙為主，造型簡潔質(zhì)樸、注重夸張變形，傳承著古老的審美情趣和造型觀念。在內(nèi)容上多以動物花草為主。據(jù)說孔圣人教化天下，唯獨遺漏了陜北，所以創(chuàng)造性極強，喜怒哀樂表現(xiàn)的淋漓痛快，極具個性。在陜北的靖邊、安邊、定邊，人們稱“三邊剪紙”，剪紙變成了另一種風(fēng)格，纖細(xì)入微，小巧玲瓏，小中見大，刻畫精到。打出的 “ 樂樂 ” 細(xì)如針尖，剪出的線細(xì)如發(fā)絲，剪紙粗獷，又不同江南的工巧、寫實。據(jù)考證，三邊原是邊關(guān)重鎮(zhèn)，朝廷常派南方將領(lǐng)在此地鎮(zhèn)守，他們帶著家眷在這里生活，也帶來了水鄉(xiāng)的民間文化，與當(dāng)?shù)毓抛镜拿耖g藝術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了獨特的三邊剪紙（圖2）。

3黃土高原現(xiàn)狀分析

3.1山體滑坡

黃土高原地區(qū)由于地質(zhì)地貌條件復(fù)雜，山、塬、丘陵面積分布廣泛，滑坡災(zāi)害較多。目前黃土高原水土流失面積約50萬km2，其中土壤侵蝕模數(shù)大于5000 t/km2的嚴(yán)重土壤流失面積約14.5萬km2，是當(dāng)今世界上水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。為了建設(shè)良好的生態(tài)環(huán)境，防止滑坡侵蝕發(fā)生，必須加強滑坡侵蝕的研究。

3.3.1滑坡形成原因

（1）大氣降水、地表水、生產(chǎn)生活用水的入滲，河湖水倒灌，地下水等在山體內(nèi)，增加了坡體重量，增加了下滑力。同時，浸泡軟化易滑地層，使抗剪強度大幅度降低而產(chǎn)生滑動。

（2）工程活動可以破壞坡體。在坡體上由于建筑、傾倒、填方、筑堤等增加荷載引起邊坡超載，增加荷載使坡腳壓力增大，使斜坡支撐不了過大的質(zhì)量而失去平衡，沿軟弱面下滑。

（3）地震使斜坡承受的平衡應(yīng)力發(fā)生改變，還會造成地表形變和裂隙增加，降低巖土的力學(xué)強度，觸發(fā)滑坡的滑動和促進(jìn)滑坡體的形成。

3.1.2滑坡預(yù)防措施

滑坡可造成嚴(yán)重的工程事故，因此，在工程建設(shè)中應(yīng)采取積極措施加以預(yù)防。其防治原則是及早發(fā)現(xiàn)，預(yù)防為主；查明情況，對癥下藥；綜合整治，有主有次；治早治小，貴在及時；力求根治，以防后患；因地制宜，就地取材；安全經(jīng)濟(jì)，正確施工。

3.2水土流失

《漢書·溝洫志》對黃河水沙有“河水重濁，號為一石水而六斗泥”的記述。黃河年均輸沙量為16億t。世界上年均輸沙量超過1.0億t的大河中，黃河的年輸沙量及平均含沙量均位居首位。長期以來嚴(yán)重的水土流失所造成的溝壑縱橫的特殊地貌以及黃土自身抗侵蝕性弱等特殊因素造成了黃土高原獨特的水土流失格局，水土流失區(qū)多年平均侵蝕模數(shù)為4100 t/km2（圖3）。

圖3典型泥石流示意

3.2.1水土流失自然因素

黃土高原土壤侵蝕具有明顯的區(qū)域分異特征，這種區(qū)域分異特征是自然因素和人為因素的綜合反映。

（1）地質(zhì)與地貌因素。黃土地貌類型主要有黃土塬、黃土梁、黃土峁和各類溝谷。在以黃土塬為主的地貌類型區(qū)，土壤侵蝕方式以溝蝕為主，溝蝕量可占小流域侵蝕總量80%以上。在以黃土梁峁為主的黃土丘陵區(qū)中，晉西、陜北等地坡面侵蝕和溝谷侵蝕都很嚴(yán)重，但溝谷地的產(chǎn)沙量仍占主要部分。隴中地區(qū)谷間地面積較大，坡度較小，坡長較大，土壤侵蝕方式以坡面侵蝕為主。長城沿線和高原北部地區(qū)，間地、丈地、掌地、墑地等地貌類型分布廣泛，它們目前正受溝谷溯源侵蝕影響，形成以坡間為主的獨特現(xiàn)代侵蝕類型區(qū)。無定河上游及其以北的黃土丘陵區(qū)，地表有零星沙丘覆蓋，溝谷中廣泛出露中生代石砂巖和泥頁巖，風(fēng)蝕、水蝕和重力侵蝕很活躍。坡度陡峻是黃土高原地貌的又一重要特點。坡度的陡緩不僅決定土壤侵蝕的強弱，在臨界坡度以下土壤侵蝕以面蝕和溝蝕為主，超過此坡度則重力侵蝕活躍，發(fā)生滑坡、滑坍、瀉溜侵蝕。

（2）氣候因素。黃土高原的年降水量變化為200～700 mm，具有由東南向西北遞減的特點。黃土高原降水的季節(jié)變化很大，主要集中在夏季，其次是秋季。大部分地區(qū)5～9月份的降水量占年總量的70%以上，其中又以7、8月降水量最多，可占年總量一半左右。該地區(qū)暴雨歷時普遍較短。暴雨多發(fā)生在6～8月份，空間分布有由東南向西北遞減特點。這些特點對土壤侵蝕特征的時空變化產(chǎn)生了深刻影響。

（3）土壤因素。黃土高原地區(qū)分布最廣的黃綿土，它常與黑壚土呈復(fù)式區(qū)分布。黃綿土是該區(qū)最主要的耕作土。黃綿土的形成過程一方面是黃土耕種熟化過程；另一方面又是侵蝕為主的地質(zhì)地貌過程。目前除了少數(shù)地勢平坦、侵蝕微弱的地點外，黃土高原絕大部分地區(qū)的土壤都屬于侵蝕性黃綿土。

（4）植被因素。黃土高原的植被種類較多，現(xiàn)有的森林主要分布在高原東南和巖石或土石山區(qū)，大面積的黃土地丘陵區(qū)和黃土塬區(qū)僅在村鎮(zhèn)附近有零星的樹木，非耕地上只有稀疏草灌。子午嶺是黃土高原上黃土覆蓋區(qū)森林植被保存較好的唯一地區(qū)，近幾十年來同樣遭到嚴(yán)重破壞。全區(qū)森林植被如此匱乏，土壤侵蝕劇烈發(fā)展就是不可避免的了。除森林植被外，該區(qū)的草灌覆蓋度不高，天然草場的覆蓋度只有25%～65%，其中，山區(qū)草地的覆蓋率較高，黃土丘陵和黃土塬區(qū)較低。由于過度放牧和濫墾、濫伐、濫挖（挖藥材）等影響，大部分草場都向沙漠化方向發(fā)展。

3.2.2人為因素

長期以來，黃土高原的人為破壞方式主要有3種：一是陡坡耕墾；二是濫砍、濫伐、濫樵和濫牧；三是亂挖、亂堆、亂放。其結(jié)果是破壞植被，破壞土體結(jié)構(gòu)和破壞原有地貌形態(tài)。

（1）陡坡開墾。黃土高原地區(qū)的人口迅速增加，人口增長必然導(dǎo)致天然林、次生林的破壞和耕地的擴(kuò)大。尤其是陡坡地的不斷開墾也迅速加劇了該區(qū)的水土流失。

（2）礦產(chǎn)資源開發(fā)利用。礦產(chǎn)資源開發(fā)對振興國民經(jīng)濟(jì)具有重大意義，但對生態(tài)環(huán)境特別是土壤侵蝕和河流泥沙將帶來深刻影響。黃河中游大型煤田，地處多沙粗沙產(chǎn)區(qū)，又多處于暴雨中心地帶，水土流失本來就非常嚴(yán)重，而煤炭的大規(guī)模開采，鏟除地表原有的稀疏植被，占用破壞土地，移動大量巖石土體，造成地表土層松動，地下砂巖性物質(zhì)堆積地表，這些新翻動的巖土，在風(fēng)雨作用下極易風(fēng)化成碎屑，并伴以滑坡、崩坍等重力侵蝕，必將加劇水土流失。

（3）開發(fā)項目建設(shè)。隨著區(qū)域工業(yè)化發(fā)展，人類活動強度增大，人為踐踏、施工建設(shè)等，再加之人們的環(huán)境保護(hù)意識薄弱及管理混亂，使地表植被覆蓋率下降，土壤抗蝕能力減弱以及棄土棄石亂堆亂放，可動沙源增加，所有這些都加劇水土流失。

在道路建設(shè)的施工期間，路基填挖方、取棄土、軟土路基處理和橋梁建設(shè)等是公路建設(shè)的關(guān)鍵工程。鐵路、公路建設(shè)可能損壞原有的水土保持設(shè)施，破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境而加劇地區(qū)水土流失；開挖坡度大或地質(zhì)構(gòu)造不良地段后，開挖面或填方處邊坡裸露，在雨水沖刷下易產(chǎn)生崩塌、滑坡而造成水土流失；施工不當(dāng)或使用大量炸藥爆破，造成地層松動，埋下隱患；以及施工過程中大量土、石隨意堆放，在暴雨沖蝕下也極易產(chǎn)生水土流失。開發(fā)建設(shè)項目嚴(yán)重水土流失造成大量泥沙淤積河床水庫，降低了水利設(shè)施壽命和防洪效率，加劇洪澇災(zāi)害。特別是近數(shù)十年來由于不合理的人類生產(chǎn)活動造成的水旱災(zāi)害、滑坡、崩塌、泥石流等，給國家經(jīng)濟(jì)和人民生活造成了嚴(yán)重的危害。

3.2.3水土流失危害

（1）生態(tài)環(huán)境惡化。水土流失造成了地形支離破碎、千溝萬壑。嚴(yán)重的水土流失和原有地面植被的破壞，惡化了生態(tài)環(huán)境，加劇了土地和小氣候的干旱程度以及其他自然災(zāi)害的發(fā)生。冬春季節(jié)大風(fēng)和沙塵暴頻繁出現(xiàn)。

（2）土地退化。隨著水土流失程度的加深，溝壑發(fā)展也日益加劇。在晉、陜、甘等省內(nèi)，大面積坡耕地支離破碎，耕種不便，甚至棄耕荒廢。

（3）淤積河道，加劇黃河洪水威脅。近年來，由于自然因素和人類活動因素共同的影響，進(jìn)入黃河下游河道的水沙關(guān)系更不協(xié)調(diào)，造成主河槽泥沙淤積進(jìn)一步加重，“二級懸河”問題突出，河勢呈現(xiàn)出“槽高于灘，灘高于背河地面”的局面。下游出現(xiàn)的“地上懸河”使黃河成為套在下游群眾頭上的“緊箍咒”，是黃河洪水備受重視的關(guān)鍵。

（4）影響水資源的合理開發(fā)利用。嚴(yán)重的水土流失造成了河道淤積，降低了河道行洪能力。為了減少黃河下游河道淤積和降低河床的急劇抬高，每年需使用大量的水資源用于沖沙入海，嚴(yán)重影響了黃河流域有限水資源的綜合利用。水土流失產(chǎn)生大量泥沙下泄，淤積水庫，降低了水利設(shè)施的蓄水功能，影響了水資源的開發(fā)利用。

（5）制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。嚴(yán)重的水土流失，惡化了生態(tài)環(huán)境，加劇了干旱等自然災(zāi)害的發(fā)生，地表“沙化”、“石化”，田間持續(xù)水力下降，土壤肥力衰減，糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn)。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民群眾為了生存，不得不大量開墾坡地，廣種薄收，形成了“越窮越墾、越墾越窮”的惡性循環(huán)，使生態(tài)環(huán)境不斷惡化，制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加劇了貧困。

3.2.4水土流失的防治措施

黃土高原地區(qū)的水土流失，只有綜合治理，長抓不懈，才能產(chǎn)生效果，才能鞏固效果。

（1）加大宣傳力度，提高全民意識。要切實加大宣傳力度，使人們真正從生態(tài)建設(shè)、環(huán)境保護(hù)的戰(zhàn)略高度來重視水土流失，增強人們對水土流失的憂患意識。要讓環(huán)境保護(hù)的意識家喻戶曉、深入人心。避免一味強調(diào)經(jīng)濟(jì)增長，為了獲得眼前利益和個人利益，根本不考慮自然資源和生態(tài)環(huán)境的承載力，以犧牲環(huán)境和資源為代價，走“先污染，后治理”之路。

（2）建立健全水土保持的法律、法規(guī)體系。堅決貫徹執(zhí)行我國水土保持相關(guān)法律法規(guī)。同時，要因地制宜、因時制宜地制定和完善西北黃土高原區(qū)的地方性法規(guī)，對造成人為的水土流失行為，必須受到法律的制裁。建立和健全水土保持的各級機構(gòu)，提高各類執(zhí)法人員的水平，嚴(yán)格執(zhí)法。只有嚴(yán)格的監(jiān)督和管理，才能鞏固治理的成果，才能促進(jìn)區(qū)域環(huán)境的恢復(fù)，才能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速地發(fā)展。針對仍然存在的一邊治理，一邊破壞，點上治理，面上有破壞的情況，加強監(jiān)督執(zhí)法、保護(hù)生態(tài)環(huán)境已成為水土保持工作的重中之重。

（3）退耕還林、還草。針對坡耕地，要有計劃有步驟地退耕還林還草，堅決執(zhí)行25°以上坡地的退耕還林規(guī)定，大量植樹種草對水土保持很有利，這是黃土高原區(qū)生態(tài)建設(shè)的重點。采取退耕還林還草、封山綠化、個體承包等措施，號召群眾參與，大搞植樹造林，改善生態(tài)環(huán)境，減少水土流失。從全局和長遠(yuǎn)的觀點出發(fā)，合理安排各種森林的比例和布局，提高水源林、防護(hù)林的比例，綜合發(fā)展。植樹造林，還要注意林木的更新?lián)Q代，逐步替換先鋒樹種，結(jié)合炭薪林、經(jīng)濟(jì)林的種植。只有同時兼顧林木的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，植樹造林的成果才能更好地鞏固。

（4）修堤筑壩與改變耕作方式。在黃土高原地區(qū)，修建水平梯田，可以縮短坡長，減緩徑流，能很好地防治水土流失，有利于作物的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。在鐵路、公路、廠房等附近的坡地，必須修建護(hù)坡，進(jìn)行土地整治，防止泥石流、滑坡等水土流失的發(fā)生。在大量的固體廢棄物定點存放區(qū)域，要修建擋土墻、攔沙壩等，并覆蓋渣表，在上面植樹造林。

（5）以小流域為單元，防治水土流失。充分調(diào)動群眾的積極性，以小流域為單位，從源頭開始治理。從地表徑流形成地段開始，沿徑流運動路線，因地制宜，步步設(shè)防治理。實行山水田林路草統(tǒng)一規(guī)劃，農(nóng)林牧副漁五業(yè)并舉，進(jìn)行綜合治理。為了保持水土流失，福建省人民政府對水土流失區(qū)域進(jìn)行了劃分，并相應(yīng)采取了針對性的防治措施。這種防治方法值得黃土高原地區(qū)借鑒。

黃土高原區(qū)是我國重要的生態(tài)功能區(qū)，它關(guān)系到區(qū)域、流域的社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，關(guān)系到國家的生態(tài)安全，必須盡快地采取果斷的措施，對其實施搶救性的保護(hù)。

4黃土高原問題解決方法

4.1水土保持

4.1.1水土流失的物質(zhì)條件

在全國土地面積中，包括河套地區(qū)在內(nèi)的西北黃土高原占6.9%，而耕地面積則占到全國總面積的12.2%，與之相對應(yīng)的水資源總量則僅占全國份額的1.8%。由于地表水的短缺以及頻發(fā)的干旱，過度開采地下水 的行為由此加劇關(guān)中地區(qū)超采地下水面積以超過 2500 km2，甘肅民勤地區(qū)的地下水位已降至 13m以下，地表植被由此大批衰亡。而淳化縣地處陜西省中部偏西，位于渭北黃土高原溝壑區(qū)南緣，其全年降水量平均僅為610.7 mm，且通常集中在7～9月，降水量年季分布極為不均，且自東南逐漸遞減直至西北，水資源形勢較為緊張?？傮w來看，干旱缺水、土質(zhì)疏松以及植被衰竭是水土流失現(xiàn)狀的物質(zhì)前提。

4.1.2黃土高原展開水土保持所面對問題

在黃土高原出現(xiàn)水土流失的諸多影響因素中，降雨徑流是其中主要動力之一，而水土流失資源中徑流本身也屬于其中一部分，與此同時，水土流失最終也導(dǎo)致區(qū)域干旱缺水現(xiàn)況加劇。若能夠利用調(diào)控降雨一地表 徑流手段，降低或防止水土流失過程中的沖刷作用力，并在此基礎(chǔ) 上應(yīng) 用針對性技術(shù)措施，有效控制并利用降雨和徑流，由此 可降低水土流失 嚴(yán)重程度，區(qū)域干旱缺水現(xiàn)狀得以緩解，同時對生態(tài)恢復(fù)也極為有利?；?于此，如何對降雨徑流進(jìn)行調(diào)控，實現(xiàn)雨水資源化，并使水土資源的持續(xù)、安全與高效利用得以同步實現(xiàn)，最終達(dá)到環(huán)境和諧、保育水土的目的，這是當(dāng)前黃土高原區(qū)域水土保持工作中所面對的基本問題。

4.1.3加強水土保持的效用

（1）可有效減少和遏制土壤和土壤中養(yǎng)分的流失，借助人工輔助工程措施達(dá)到“水不下坡，泥不出溝”的治理效果。并結(jié)合退耕還林、植樹造林、治溝造地等措施，使水土流失引起的土地退化逐步得到遏制和逆轉(zhuǎn)，最終恢復(fù)黃土高原互作用的結(jié)果。在自然環(huán)境因素中，坡陡溝深、暴雨坡地的可持續(xù)高效生產(chǎn)力。另外，合理的水土保持措施，可以有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，增加可耕種土地面積，有效提高當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展水平，逐步美化生產(chǎn)、生活、休閑環(huán)境，提高當(dāng)?shù)鼐用竦木C合生活質(zhì)量水平。

（2）合理的水土保持方案的實施，可以減少入黃泥沙量，改善黃河下游的水質(zhì)和緩解供用水矛盾，減緩河道淤積程度；增加枯水徑流，削減洪水流量，從源頭控制洪水，為下游營造良好的生活環(huán)境；合理的優(yōu)化改進(jìn)措施的落實，使黃河下游環(huán)境由惡性循環(huán)逐步進(jìn)入良性修復(fù)循環(huán)。

（3）合理的水土保持方案的實施，對改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)緩解，增加生物種群多樣性等 具有較為積極的作用。

4.2雨水資源化

雨水資源化，就是將雨水轉(zhuǎn)化為可利用的資源，用來滿足人們的生活、生產(chǎn)需求。雨水資源化從利用角度不同主要有兩種途徑：①雨水的自然資源化過程。雨水在降水過程中通過自然滲入等方式進(jìn)入到土壤中，增加土壤蓄水量以為植物生長提供充裕的水分資源；②雨水的人工資源化過程。為了提高降水資源的綜合利用效率，通過一系列的人為干預(yù)措施手段，使降水變?yōu)橛行У挠晁Y源，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或人類生活中合理分配利用。

具體的人工措施如雨水入滲的水土保持措施、雨水集流系統(tǒng)等。黃土高原地區(qū)的降水徑流，一方面對土壤資源進(jìn)行惡性的沖刷，造成嚴(yán)重的水土流失，是水土流失的源動力；另一方面，降水又是解決高原地區(qū)干旱的重要途徑。這樣，如何有效的利用降水的優(yōu)勢，而減少對土壤的沖刷，將自然降水進(jìn)行資源化處理，變廢為寶，將侵蝕土壤的弊端改善為解決干旱的優(yōu)勢，這正是黃土高原地區(qū)降水徑流資源化與水土保持的關(guān)系，即通過合理的水土保持措施實現(xiàn)雨水資源的高效收集利用。

4.3黃土高原問題解決的意義

水土流失與干旱的并存，在很大程度上制約了黃土高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)及社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。經(jīng)合理的自然和人工水土保持措施，優(yōu)化調(diào)控降水徑流，增強降水資源的轉(zhuǎn)化和利用率，是緩解黃土高原地區(qū)水土流失、改善水土環(huán)境、恢復(fù)生態(tài)平衡的重要措施。

黃土高原區(qū)域降雨徑流具有雙重性質(zhì)，其不僅是導(dǎo)致水土流失的根本因素，又是有效解決干旱問題的重要途徑。其核心在于如何轉(zhuǎn)化降雨徑流的效果，將侵蝕動力來源的“身份”轉(zhuǎn)變?yōu)榫徑飧珊等彼F(xiàn)狀的切入點，由 此黃土高原水土保持與降雨徑流資源化之間的關(guān)系值得我們展開探討。

將對土壤造成侵蝕作用的暴雨徑流轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｓ凉ぷ髦锌捎妙愃Y源是雨水資源化的最終目的，也就是雨水資源利用。雨水資源利用概念極為廣泛，從研究角度來看，雨水包括來自高空，并能夠最終轉(zhuǎn)化為水體的所有物質(zhì)。作為一種水資源，雨水只能在實現(xiàn)自身利用價值后才能論及其資源化。雨水資源化是指其開發(fā)利用以及轉(zhuǎn)化為水力資源并實現(xiàn)利用價值的全過程。黃土高原實現(xiàn)雨水資源化的手段是對降雨徑流進(jìn)行調(diào)控，并對水土資源予以高效利用。針對暴雨徑流進(jìn)行消蝕降能、集流、強化入滲、儲存直至輸送使用，最終被吸收利用等一系列處理和利用 過程，此間包括降水向徑流轉(zhuǎn)化的消蝕降能、集流、強化入滲環(huán)節(jié)，通過蓄水工程中轉(zhuǎn)化為人工供水的儲存環(huán)節(jié)，水源水向田間水轉(zhuǎn)化的輸送環(huán)節(jié)，田間水向有效土壤水轉(zhuǎn)化的灌溉環(huán)節(jié)，有效土壤水向作物水轉(zhuǎn)化的 作物生理環(huán)節(jié)，作物水最終向價值或者產(chǎn)量轉(zhuǎn)化的環(huán)節(jié)等。雨水資源化則在上述環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，在先進(jìn)科技的支持下，緩解水土流失程度，對各種狀態(tài)水予以高效轉(zhuǎn)化與利用，對生態(tài)環(huán)境加以改善，最終使雨水資源得到合理利用。

5海綿城市建設(shè)

5.1海綿城市的提出

“海綿城市”這個名詞簡單來說是將城市的河流、湖泊和地下水系統(tǒng)的污染防治與生態(tài)修復(fù)結(jié)合起來，讓城市能夠像“海綿”一樣，降雨量大時吸水，干旱時把吸收的水再釋放出來，主要是針對解決當(dāng)前城市內(nèi)澇問題。黨中央國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》中，首次提出建設(shè)“海綿城市”，加快雨水蓄排順暢合理利用的海綿城市建設(shè)，有效推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化（圖4）。

目前全國已有130多個城市制定了海綿城市建設(shè)方案。根據(jù)國務(wù)院常務(wù)會議有關(guān)部署，確定的目標(biāo)核心是通過海綿城市建設(shè)，使70%的降雨就地消納和利用。

圖4海綿城市建設(shè)10年計劃

圍繞這一目標(biāo)確定的時間表是到2020年，20%的城市建成區(qū)達(dá)到這個要求。如果一個城市建成區(qū)有100 km2的話，至少有20 km2在2020年要達(dá)到這個要求；到2030年，80%的城市建成區(qū)要達(dá)到這個要求。

5.2海綿城市應(yīng)用

城市最主要的問題主要就是雨水的問題。過去常常只考慮到將雨水快速排出，建立城市多個排水管網(wǎng)，暴雨天氣雨水就順著道沿流入排水管，最終匯集到江河湖泊。但是等到晴天烈日，所鋪設(shè)的瀝青路面不透水，沒有辦法“呼吸”，空氣干燥缺水。這是個十分重要的問題，將旱澇有效的結(jié)合起來是十分必要的。因此針對雨水的收集和利用特提出以下幾種方式。

5.2.1城市水循環(huán)直接措施

（1）綠地或植草溝。城市水循環(huán)最直接的措施是將雨水直接滲透入土壤，保留原有的土壤保水能力。這樣的方法最優(yōu)先選擇就是設(shè)置綠地或者植草溝、被覆地等。由于綠地可以讓雨水滲入土壤，對土壤中的微生物活動及綠化光合作用有很大的幫助作用，同時植物的根部活動可以活化土壤、增加土壤的孔隙率，對涵養(yǎng)地下水有很大的貢獻(xiàn)。

（2）透水鋪面。透水鋪面就是在表層和基層都要有良好透水性能的鋪面，在高密度的城市中這樣的設(shè)計是必要的生態(tài)措施。透水鋪面通常有很多種材料，如連鎖磚、石塊、水泥塊、瓷磚塊、木塊等硬質(zhì)材料以干砌而成，表面下的基層則由透水性良好的砂石級配組成。

在人行步道和庭園中更應(yīng)該增加透水鋪面的設(shè)計，這樣沒有高載要求的基面我們可以更加注重美觀性，利用許多石塊、卵石、木頭和許多綠色景觀相結(jié)合，不但具有良好的透水效果，更有優(yōu)美的庭院意境。

（3）透水管路。在城市中我們往往沒有辦法單純利用綠化和透水路面來供雨水入滲，此時就需要人工設(shè)施來加速降水滲透地表以下，目前常用的設(shè)施可分為兩種：①水平式“滲透排水管”；將基地降水集中與滲透排水管中后，再慢慢往土壤內(nèi)入滲至地表中，達(dá)到輔助入滲的效果。透水管的材料大多是蜂巢管、網(wǎng)式滲透管、尼龍紗管、不織布透水管等等，利用毛細(xì)現(xiàn)象將土壤中的水引導(dǎo)入管后，再緩緩排出。②垂直式“滲透陰井”。它是垂直式輔助入滲設(shè)施，不僅有較佳的儲存滲透效果，也可作為“滲透排水管”之間的連接節(jié)點，可阻攔排水過程中產(chǎn)生的污泥雜物，定期清除來保持排水通暢。

5.2.2城市水循環(huán)間接措施

（1）雨水花園。雨水花園也可稱之為景觀滲透水池，它兼具庭院景觀效果和儲集滲透兩個優(yōu)點的措施。做法通常是將水池分為高低水位兩部分，低水位部分底層用不透水材料砌成，高水位四周可以用自然滲透土壤設(shè)計來做，下暴雨時可暫時儲存高低水位間的雨水，然后讓雨水慢慢滲透回土壤，水岸四周通常種滿水生植物作為庭院景觀一部分。當(dāng)然，這些植物的選擇也是有規(guī)律可尋，我們可以選擇如美人蕉、香蒲等植物，不僅具有很好的景觀效果，也同時具有凈化水質(zhì)的作用，這樣就能夠使雨水花園起到更加重要的作用，并很好地將他們應(yīng)用在凈水和水的再循環(huán)利用中（圖5）。

圖5雨水花園做法結(jié)構(gòu)

5.3海綿城市建設(shè)

建設(shè)海綿城市，首先要了解海綿城市的特點和建設(shè)方法。海綿城市主要解決保障水體和水質(zhì)的循環(huán)和合理應(yīng)用。傳統(tǒng)市政模式認(rèn)為，雨水排的越多、越快、越通暢越好，而這樣的傳統(tǒng)“快排式”模式并沒有考慮到水的循環(huán)利用。海綿城市遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，較之與傳統(tǒng)模式有以下4個優(yōu)點： 排水防澇洪能力建設(shè)； 徑流污染控制；水資源合理利用；生態(tài)水景景觀營造。

5.3.1海綿城市建設(shè)的必要性

海綿城市的建設(shè)，不僅是為了響應(yīng)國家號召，更是根據(jù)城市現(xiàn)狀提出的可行性方案。建設(shè)海綿城市，可以大大降低城市內(nèi)澇積水的問題，也改變以往城市“快排式”的水處理方式，增加水的利用循環(huán)，保障了水資源的節(jié)約與生態(tài)平衡。因此，建設(shè)海綿城市是非常有必要的，它有利于改善城市生活環(huán)境，增加水循環(huán)率，更加有效地減緩城市內(nèi)澇。

5.3.2海綿城市建設(shè)的可行性

我國城市發(fā)展速度較快且人口密集，而對于土地的開發(fā)也有些過度，“城市的規(guī)模像攤大餅一樣的發(fā)展”對于自然的破壞強度也更大，因此修復(fù)就更難，代價更大。建設(shè)海綿城市首先要避免幾個誤區(qū)，如“只重視地下不重視地上”、“只重視灰色不重視綠色”或“只重視綠色不重視灰色”。海綿城市建設(shè)首先應(yīng)做好全局戰(zhàn)略規(guī)劃，應(yīng)從法律體系、財稅政策、管理機制、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)體系、人才培養(yǎng)、公眾參與等環(huán)節(jié)綜合考慮實施。

6結(jié)語

構(gòu)建海綿城市的經(jīng)濟(jì)效益不可小覷。海綿城市建設(shè)注重對天然水系的保護(hù)利用，大大減少了建設(shè)排水管道和鋼筋混凝土水池的工程量。調(diào)蓄設(shè)施往往與城市既有的綠地、園林、景觀水體相結(jié)合，“凈增成本”比較低，還能大幅減少水環(huán)境污染治理費用，降低城市內(nèi)澇造成的巨額損失。相對新城區(qū)，老舊城區(qū)確實面臨空間條件有限、改造難度大等問題。但相比建設(shè)大型地下調(diào)蓄池、大規(guī)模改造雨水管線等方案，多添置一些“海綿體”反而更具可行性。

而針對黃土高原地區(qū)水資源問題可以應(yīng)用海綿城市概念及技術(shù)，將該地區(qū)水資源合理利用起來，并保持和諧生態(tài)環(huán)境?？梢愿鶕?jù)以往建設(shè)城市方案進(jìn)行改進(jìn)和借鑒，建設(shè)獨具特色的“海綿”黃土高原。

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