3.2.3.1　水土流失型非点源污染机理及特征

水土流失型非点源污染是小流域汇水区水质污染的一个最为重要的方面。在黄土高原地区，由于强烈的水土流失，致使大量泥沙进入黄河，使黄河的平均含沙量高达37.60kg/m3，对黄河的水质造成污染，使水质下降，开发利用难度加大，成本增高。

水土流失型非点源污染主要是通过水力侵蚀造成对流域的污染，由于水力侵蚀的原动力是降雨及产生的地表径流，而水力侵蚀的主要搬运通道为沟道和河谷，因此它所产生的泥沙、溶解和渗漏的化学物质，通过径流的搬运过程使泥沙吸附的化肥、农药及其他有机物和有毒物质进入各种水体，对水资源造成污染。水土流失型非点源污染的特征如下：

（1）增加了水体中的悬浊物。当发生水土流失后，被侵蚀的土壤在到达河流或其他水体以前，大部分在产流过程中沉积下来，但仍有一部分达到某个水体，形成水体中的悬浊物，增加了水的浑浊度，形成一种物理污染。

（2）增加了水体的富营养化。水体富营养化是由于各种营养物质大量进入水体，使其浓度增高，促使各种藻类的大量繁殖，从而影响水生动物生存和人类用水的现象。在降雨侵蚀过程中，雨滴到达地表，一方面分离土壤，另一方面溶解土壤中的营养物质，当产生径流后，这些物质与泥沙一起进入水体；同时主要来自于土壤的泥沙作为人类施用化肥及其他农用化合物的载体，也将大量营养物质带入水体，增加了水体的富营养化程度。

氮、磷、有机物是污染水体的主要元素。在农业生产中，经常过量施用氮肥，因此农业被确认为是造成氮的非点源污染的一个主要原因；磷也是农业生产中常用的一种肥料，当富含磷酸盐的土壤因水土流失而进入河流中时，会对环境产生危害；有机废物向水中的耗氧微生物提供养分，使之不断繁殖，并消耗水中的氧含量，有机废物所含的氮和磷也会造成诸如富营养化和地表水及地下水的硝酸盐污染等水质问题，有机废物还形成重金属污染和对人体及动物有害的病原体污染。

3.2.3.2　水土保持对水资源与水环境的正面效应分析

水土保持措施具有较好的拦蓄径流、泥沙的作用，并且可以有效地降低洪峰流量、减少径流泥沙量，对流域水资源产生重要的影响。根据水土保持措施的特征及其拦减水沙的机制，可将它们划分为两种类型：①滞蓄型，主要指造林、种草和作物轮种等措施；②拦蓄型，主要包括淤地坝和水库等工程措施。

不同类型措施拦减水沙的机理不同。滞蓄型水土保持措施对土壤有良好的改造作用，并通过改变土壤结构而增加土壤中非毛管孔隙率，增强土层的透水性和流域的蓄水能力。滞蓄型水保措施对产流的影响主要表现在增大了流域的滞蓄量和径流调节能力，使产流机制向不利于地表径流产生的方向发展。滞蓄型水保措施不仅增加了流域的地表被覆和地表糙率，而且根系对土壤具有良好的固结作用。其在减小地表径流量及其流速的同时，也削弱了地表径流的侵蚀及输沙能力，并且在一定程度上延缓或阻滞泥沙出流。例如林草措施，其水土保持功能主要表现在树冠截留、树干滞流、林下植被及枯枝落叶层滞流和增加土壤入渗以及耗水，从而直接影响径流量和径流含沙量。

拦蓄型措施通过修建水利工程，形成一定的容量空间，可在一定程度上拦蓄地表径流及其携带的泥沙，从而减少径流和泥沙的流失。在黄土高原地区，修建淤地坝是解决水土流失的有效措施，淤地坝拦沙减蚀机理主要表现在以下几个方面：

（1）局部抬高侵蚀基准，减弱重力侵蚀，控制沟蚀发展。

（2）拦蓄洪水泥沙，减轻沟道冲刷。淤地坝运用初期能够利用其库容拦蓄洪水泥沙，同时还可以削减洪峰，减少下游冲刷。(www.daowen.com)

（3）减缓地表径流，增加地表落淤。淤地坝运用后期形成坝地，使产汇流条件发生变化，从而起到减缓洪水泥沙的作用。

（4）增加坝地，提高农业单产，促进陡坡退耕还林还牧，减少坡面侵蚀。

同时，水土保持对防治非点源污染、改善水环境也产生着重要的作用。水土保持生物措施、工程措施和农业技术措施通过拦截地表径流，蓄水保土，防治水土流失的基本功能，可控制土壤的侵蚀和搬运过程，截断非点源污染的污染链，对化肥、农药、重金属等污染物随土壤流失和径流淋失进入水体的迁移途径起到重要逆向抑制作用，减少污染汇系统的污染物通量。水土保持三大措施，尤其是生物措施通过提高植物覆盖度、改善土壤质地、增加土壤团粒结构、提高土壤有机质含量、增加土壤微生物种类和数量、改善土壤水分条件等功能，对化肥、农药、重金属等污染物的植物吸收、微生物降解、化学降解等迁移途径具有显著的正向促进作用，减少污染源系统的污染物通量。因此水土保持可以防治流域内非点源污染，改善区域地表水、地下水水质。

3.2.3.3　水土保持对水资源和水环境的负面影响分析

水土保持措施改变了区域的下垫面条件，对流域产流机制、水循环过程都造成了一定的影响。其负面影响主要有以下三点：

（1）减少径流量。拦蓄洪水是水土保持的一项重要作用，但同时也减少了地表径流。研究表明，黄土高原林草面积的增加只有利于拦蓄径流，而无增雨作用或通过入渗量增加地下水补给的功能，当人工植被林扩大和土地生产力提高后，蒸腾蒸发增加，促进土层干燥，从而阻断地下水补给，减少地下径流量。水保工程措施如淤地坝、梯田等拦蓄地表径流，多被小流域内人畜和农田利用，从而导致流域径流总量减少，对下游断流造成一定的影响。当然，因黄河中游水土保持减沙作用，也使下游部分冲沙水量转入可开发水量，因此，水土保持措施对河川水资源量的总效应，还需要进行全面深入的研究。

（2）对流域生态环境造成影响。任何在自然系统中主要是人为而引起的变化，对那个系统都可能是有害的。目前，淤地坝的长期生态效应还不太清楚，有待于进一步研究。

（3）有可能导致局部水资源短缺问题加重。在黄土高原多年平均年降水量为400～600mm、半干旱半湿润条件下，多年生林草植被蒸发蒸腾量多于或等于年降水量。其亏缺部分靠吸取土壤深层水分来补充，影响结果是形成下伏干层。多年累计土壤水分亏缺量可以达到1000～1500mm。这种现状直接导致林草成活率低，据统计分析，黄土高原树的总成活率大约为25%，而存活下来的树也因条件恶劣，生长质量不高。因此由于水资源短缺，林草措施往往达不到水土保持的预期效果。

综上所述，水土流失型非点源污染主要通过水力侵蚀造成对流域的污染，水土保持能够对地区的水资源与水环境产生重要的影响。水土保持对当地水资源、水环境的负面影响是存在的，在制定水土保持方案时要考虑这些不利影响，但其正面效应是主要的、起决定作用的，并对当地经济社会的发展起着重要的保障作用。

以往对水土保持的水资源、水环境效应的研究通常采用定性的方法评价各种措施的作用，而不能反映出各项措施对当地水资源与水环境改善作用的具体贡献。本研究将定量分析黄土高原典型小流域各项水土保持措施单位面积地块对水资源和水环境的积极作用，计算水土保持措施对水、沙以及全磷、全氮等土壤营养物的年拦截量，并据此评价各项水土保持措施的拦截能力，以期为水土保持政策的制定提供相关技术支持。