石梁景区观光影响性降雨特性研究

石梁景区观光影响性降雨特性研究

人们常说“山水灵”。水是山区旅游资源的重要组成部分。根据其形状、颜色、图像、声音、加热等景观元素，使山区旅游区具有更多的旅游吸引力。山地旅游地流域降雨侵蚀,形成流域水土流失,把地表物质搬运到河流水体之中,影响了水体质量和水色,降低了河流的观光功能及其利用价值。研究表明,水体浊度达到20NTU时,大多数人对水色视觉美感有较明显的影响。水体浊度是水体中物质对水色影响的结果,其大小对于观光水体景观美感、农村生活用水以及各类水资源利用都有较大的影响,国外学者较为重视水环境中水体浊度要素的相关研究,如浊度的不同波段测定、时空变化、不同河流水体浊度影响比较等,但从流域降雨特性角度对水体浊度影响相关研究仍然较少。影响河流水体浊度的因素是多方面的,对于没有工业排放和较少生活污水排放的山溪性河流浊度主要受流域水土流失的泥沙量影响,而流域水土流失的泥沙量则受到降雨及流域特性要素制约。加强水土保持对于促进旅游地环境建设和生态经济的发展具有重要作用,许多学者对旅游地水土流失与水土保持问题十分关注。本文对水体浊度与降雨特性关系进行研究,并从旅游景观审美角度,探讨流域降雨临界值及其对水体水色变化影响规律,为山地旅游地水土流失影响规律定量化研究提供了一种思路。1自然环境特征石梁景区是浙江省天台山国家级风景名胜区最重要的游赏区之一,景区分布在浙江天台县东北部山区慈圣溪上游,观光河段干流从南向北流入慈圣溪,注入景观河道的支谷有金溪、银溪、小铜壶溪、方广村溪、寺后溪(图1),其小流域地理环境主要特征如表1。流域面积约17.84km2,地形起伏较大,最高峰为1098m,地势南高北低,河流对地貌切割明显,构成多层次、多结构的自然生态环境。该区属亚热带季风气候,光热充裕,雨量充沛,植物属亚热带常绿阔叶林地带,植被覆盖率高。景区以罕见的“花岗岩天生桥”、“石梁飞瀑”、“铜壶滴漏”等自然景观最为奇特景观,以山清水秀为美感特征,主游览区面积为0.85km2,游线总长约为7km,主景游览线长约3km。2观测过程及水样浊度变化在降雨日从研究区野外观测得到取样点浊度数据,并根据研究区气象局资料获得降雨量和降雨强度的降雨特性数据,分析降雨特性与浊度之间的关系和观光影响性降雨的特性。以2007年1~12月的主要降雨过程,对研究区观光河道水体进行观测,发现每次降雨时,随着降雨过程的变化,流域观光水体浊度存在变化的过程。由于次降雨最高水位时,流域水土流失挟带的泥沙量较大,流域观光水体浊度相应较大,测其最高水位时的观光水体浊度,表示本次降雨水土流失对水体水色景观最大影响程度。在2007年期间,次降雨最高水位时在研究区的石梁景区出口附近两水潭处取样,并利用TurbidityStandardsKitModel2100P型散射光浊度仪测其水样浊度。得到检测结果(表2)。3分析的结果3.1水体色貌与地形景观设计情感产生的关系。根据对于不同水体浊度是一种光学效应,它表示光线透过水层时受到阻碍的程度。这种光学效应和微粒的大小及形状有关,从胶体颗粒到悬浮颗粒都能产生混浊现象。水的透明度与混浊度成反比,水中悬浮物含量愈大,则透明度愈小。浊度的标准单位是以不溶性硅如漂白土、高岭土在光学阻碍作为测量的基础,即规定1mgSiO2/L所构成的混浊度为1NTU。水色与浊度之间存在着必然的联系,地表水的泥沙、粘土、有机物造成的混浊使水成为不同的颜色,粘土使水呈黄色,铁的氧化物使水呈黄褐色,水中悬浮泥沙和不溶解的矿物质也常常有颜色。山地旅游区域河流的水色主要与泥沙量有关系,当河流泥沙量极少时,河流水浊度低,透明度可达几十米。当遇降雨和暴雨时,上游水土流失带来的泥沙高,水色、混浊度均比较高,透明度只有1~2m,有时甚至不足半米。根据水的不同用途,对浊度有不同的要求,生活饮用水的混浊度不能超过5NTU,当超过10NTU时,居民普遍反映水质混浊。对于山地旅游区域来说,水体景观美感标准遵循自然而然性原则,水色与形体景观资源视觉美感的重要要素。当水色、形态与周边环境形成“山青水秀”景观效果,游客普遍会认为旅游景观具有较大的美感价值。山地旅游区域的野外河流明度高的水体,在光散射、反射等综合作用下,水色呈现出蓝色或绿色,甚至呈现出“翡翠绿”,具有极高的水色美感质量。随着泥沙量的增大,水色出现从本底色,变成黄绿色,再到混浊色,甚至到泥沙色的变化,则水体与“山青水秀”旅游环境越不协调,观光水体的自然属性丧失得越严重,则水体美感等级越差。3.2流域内的景观影响因素分析与临界值3.2.1河道水体浊度变化从表2中可以看出,在侵蚀性降雨中虽然可能影响了流域河道的浊度,但浊度影响值很少时,就不足以形成对观光河流水体美感的影响。为此,可把能够改变河道水体浊度,并使水色视觉美感受到明显影响的流域降雨,称为观光影响性降雨。随着降雨要素的变化,景区流域观光河道水体浊度将发生变化,并与河道水体景观视觉美感有较大的相关性。降雨量大、降雨强度也大的,观光水体浊度相应较大,观光水体水色出现水清见底—绿色—黄绿色—黄色—混浊色的变化,水体视觉美感质量不断下降。同时可以看出,观光影响性降雨不仅受降水强度影响较大,而且与降水量大小有关。在7月13日虽然降雨强度为12.1mm/h,但降水量不大时,浊度仍然不是很大。在2月9日、6月21日、8月26日几次降雨中,降雨强度几乎相等,但由于降水量的差异,降水侵蚀力大小将不同,次降雨水土流失到达观光水体的泥沙量也将不同,观光水体浊度表现出明显的差异。另外,尽管石梁景区人为水土保持措施相对较好,植被覆盖率较高,当降雨量与降水强度达到一定值时,观光水体浊度仍然经常性地超过20NTU。可见,山地旅游区域即使是较少的水土流失量,观光影响性降雨仍然经常性出现。3.2.2观赏影响性降雨的降雨强度自然界中并不是所有的降雨都能引起土壤流失,只有降雨量或者降雨强度达到一定的临界水平时才开始产生土壤侵蚀。因此,在土壤侵蚀研究中引入了侵蚀性降雨的概念。所谓侵蚀性降雨是指能够引起土壤流失的降雨。国内外专家在研究侵蚀性降雨量时,引入了侵蚀性降雨的临界雨量标准,侵蚀性降雨的临界雨量标准是指引起土壤流失的临界雨量值。西北黄土地区200无覆盖的坡耕地上侵蚀性降雨的临界雨量标准是8.lmm;在闽南,顺坡抛荒地侵蚀性降雨的临界雨量标准为10.7mm。相对应的,一个流域中,观光影响性降雨有一个临界值确定的问题。因为不是任何一次侵蚀性降雨都能够产生足够的泥沙,改变河道观光水体浊度与美感度,而是要达到某一降水强度和降水量,才可能使流域的水土流失量达到改变河道观光水体美感度。通常来说,观光影响性降雨临界值应该比侵蚀性降雨更大。以20NTU为观光水体视觉感受明显影响为参考值,因此,把能够使观光河道产生20NTU以上的本次降雨,归为观光影响性降雨。把没有使流域河道水体浊度大于20NTU的降雨,称非观光影响性降雨。由于流域水土流失量与流域的地貌、植被、土壤等特性有关,所以,观光影响性降雨所要求的降水强度、降水量的基准值与流域的地貌、植被、土壤等特性有关,如植被覆盖率低的山地观光影响性降雨所要求的降水强度与降水量的最小临界值就可能较低。就石梁景区而言,把表2按观光水体浊度从小到大排序,可以看出,当降雨强度大于10mm/h,降雨量大于15mm时的降雨,各次降雨的水体浊度都大于20NTU。降雨强度大于10mm/h的降雨次数15次中,有12次是观光影响性降雨。降雨量15mm的18次中,有12次是观光影响性降雨。这说明大于这二个标准下的大多数降雨产生的水土流失都要影响石梁景区观光水体水色美感。因此,可把10mm/h降雨强度称为石梁景区观光影响性降雨的降雨强度临界值;15mm降雨量称为观光影响性降雨的降雨量临界值。3.3影响旅游时间的差异3.3.1降雨侵蚀对水体浊度的影响不同流域地貌、植被、农业活动等方面的环境要素差异,侵蚀性降雨存在差异,进入河道的水土流失量将会不同,观光影响性降雨也相应地存在着差异。为了取得石梁景区降雨对5个小流域影响情况,本文进行了7次野外取样。每次降雨分别在各条溪谷达到最高水位时,在进入主河道谷口处同时取样,得到流域降雨对水体浊度影响数据如表3。可以看出,金溪、银溪、小铜壶溪、方广村溪四个小流域的水体受降雨侵蚀影响较大,每次降雨对水体浊度影响差异性不大,流域降雨量大的几次降雨中,都达到了观光影响性降雨的条件。寺后溪的植被覆盖率最高,没有农业活动,降雨侵蚀对观光水体影响最小,在7次观测中都没有达到观光影响性降雨,而且,随着流域降水侵蚀的增大,与其它流域水体的浊度差异性越大。可见,降雨侵蚀大小受到流域地貌、植被等要素影响,对流域水体浊度的影响表现出地理差异性,观光影响性降雨临界值在不同流域中具有差异性。3.3.2不同降雨时间下降雨浊度的测定为了得到观光影响性降雨的次降雨对水体浊度影响过程变化规律,选取最高水位较大的次降雨进行观测。把4月29日、8月12日、8月19日三次的观光影响性降雨过程中的不同时间,在降雨中最高水位、雨停、雨停后6h、雨停后12h、雨停后24h、雨停后48h分别取样,分别测其浊度,结果如表4所示。根据三次取样的情况,从最高水位到雨停后观光水体浊度值下降非常迅速,在雨停后6h,浊度值已经降到较小,水色处于正常的自然色,这说明石梁景区降雨对观光水体浊度影响主要是降雨时段内。在旅游线路安排时,通过旅游景点先后组合调整,尽可能避开降雨时段选择水体景观开展旅游。3.3.3影响性降雨概况根据2007年降雨资料,以观光影响性降雨量临界值15mm为准来统计,观光影响性降雨各月分配情况见表5,天台山石梁景区降雨总次数为137次,观光影响性降雨次数为14次,占全年的10.2%。影响性降雨主要集中在8、9月份的台风雨季节,在1、2、10、11、12等月的降雨,都没有达到观光影响性降雨的要求。4山地旅游地降雨、水土流失、光照水体浊度与张拉力的关系(1)提出水体观光影响性降雨的概念,即对水体观赏性(视觉美感)产生明显影响的降雨。基于观光水体浊度影响,提出观光影响性降雨临界值,为山地旅游区域环境管理和旅游线路设计提供决策依据,对于旅游地高质量展示和旅游游线的合理安排具有一定的参考价值。(2)山地旅游地流域降雨、水土流失、观光水体浊度与水色视觉美感之间关系是一个新课题,探索流域次降雨水土流失对观光水体浊度的影响规律以及不同流域观光水体浊度的变化规律,有利于促进我国山地旅游区域水土保持新领域的研究。通过浙江省天台山石梁景区的研