王俊芳
(合陽縣水土保持工作站 陜西 合陽 715399)
北王小流域位于合陽縣城西北15km,土地面積2.8km2,屬典型的黃土臺塬溝壑地,地勢由東北向西南傾斜,多年平均氣溫11.5℃,年平均降雨量556.1mm,降雨時空分布不均,且年際變化大。在總面積中,溝壑面積2.3km2,塬面面積0.5km2。區(qū)域內(nèi)自然植被稀少,沒有天然林,主要是人工造林、果園和農(nóng)作物,林草覆蓋率為13%。水土流失面積2.50km2,占項目區(qū)總面積的89%。流域溝壑密度2.0km/km2,土壤侵蝕模數(shù)3850t/km2.a,屬于黃土臺塬溝壑中度流失區(qū)。經(jīng)多年治理,累計治理水土流失面積1.92km2,累計治理程度77%。小流域涉及王村一個鄉(xiāng)鎮(zhèn),北王一個行政村,325戶,總?cè)丝?000人,人均坡耕地0.13hm2,人均基本農(nóng)田0.05hm2,2009年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值263萬元,人均純收入2600元,人均產(chǎn)糧350kg。
北王小流域水土流失類型為水力侵蝕與重力侵蝕。水土流失面積250hm2,占項目區(qū)總面積的89%。流域溝壑密度2.0km/km2,平均土壤侵蝕模數(shù) 3850t/km2·a,年流失量0.96萬t,屬黃土臺塬溝壑中強度流失區(qū)。
北王小流域治理區(qū)屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候區(qū),年均降雨量556.1mm,最大年降雨量816.3mm,最小年降雨量433.5mm,10年一遇6小時最大降雨量為60.3mm。北王小流域降雨相對比較集中,且多以暴雨的形式出現(xiàn),強度大。據(jù)合陽水文站實測資料,6月~9月降雨引起的侵蝕量占全年總量的60%。加之該小流域地處黃土臺塬溝壑區(qū),土質(zhì)疏松,遇暴雨極易沖刷造成流失。
北王小流域地勢東部高而西部低,南北部溝壑縱橫,溝道比降大,山高,溝深,坡陡,巖石裸露,石多土薄,極易產(chǎn)生徑流、洪水。所以,水土流失主要發(fā)生山區(qū)、階地、坡面、溝道和小支毛溝,其侵蝕形式主要表現(xiàn)為雨滴擊濺、徑流和溝道洪水沖刷,溝谷下切侵蝕。侵蝕主要發(fā)生在流域內(nèi)土石山區(qū)、殘塬溝壑區(qū)等,水力侵蝕和重力侵蝕并存。
北王小流域內(nèi)共有耕地面積182hm2,占土地總面積的65%,其中,坡耕地面積132hm2,旱平地和水平梯田55hm2。坡耕地多,加之預(yù)防監(jiān)督、監(jiān)測措施不到位,傳統(tǒng)的廣種薄收,陡坡開荒、毀林毀草、建房修路等人為造成的水土流失十分嚴重,邊治理邊破壞的現(xiàn)象時有發(fā)生。
北王小流域地形破碎,植被稀少,坡耕地面積大,基本農(nóng)田面積小,嚴重的水土流失不僅使得糧食安全難以保證,退耕還林成果難以鞏固,而且洪水泥沙危害時有發(fā)生,使得當?shù)厝罕娚罡永щy。加之資金投入不足,治理難度大;缺乏科學(xué)合理的小流域規(guī)劃,使得水土治理標準低。
3.1.1 水平梯田
按照陜西省《機修梯田技術(shù)規(guī)范》,梯田田面縱坡比不大于1/200,田面不均勻高差應(yīng)小于0.3m,田面寬度應(yīng)根據(jù)地面坡度、土層厚度等因素,按照坡度緩田面寬,坡度陡田面窄的原則確定。結(jié)合北王小流域?qū)嶋H,經(jīng)計算,當?shù)孛嫫露仍?°~10°時,坡耕地修筑水平梯田斷面為田面寬14m,田坎高1.62m,田坎占地0.66m,田坎坡度75°,地埂高0.3m,地埂頂寬0.4m,地埂底寬0.6m。土坎梯田的地埂外采取地埂防護林措施,樹種選擇花椒,株距3m,單排栽植,小坑穴整地(直徑0.4m,深0.5m)。當?shù)孛嫫露仍?0°~15°時,坡耕地修筑水平梯田斷面為田面寬11m,田坎高2.33m,田坎占地1.12m,田坎坡度70°,地埂高0.3m,地埂頂寬0.4m,地埂底寬0.6m。土坎梯田的地埂外采取地埂防護林措施,樹種選擇花椒,株距3m,單排栽植,小坑穴整地(直徑0.4m,深0.5m)。
3.1.2 水窖
水窖類型為瓶式水窖,單窖容量50m3。窖筒直徑0.6m,深2.0m。旱窖上部與窖筒相連,深2m。直徑向下逐步放大,到散盤處直徑4m。水窖(蓄水部分)深5m,從散盤處向下,直徑逐步縮小,到底部直徑3m。窖口直徑0.6m,高出地面0.2m。沉沙池布設(shè)在來水方向的路旁,距窖5m。進水管為圓形,直徑0.3m,管口在沉沙池從地表向下深約2/3處,管身以1∶10坡度向下與旱窖相連。水泥砂漿面厚度3cm。
3.1.3 谷坊工程
北王小流域溝道狹長,溝道比降較大,為5%,溝底下切,侵蝕嚴重。本次設(shè)計布設(shè)1座谷坊,抬高侵蝕基點,防止溝床下切,谷坊主要修建在溝底比降較大(5%~10%或更大)溝底下切劇烈發(fā)展的溝段。本次設(shè)計谷坊的防御標準為20年一遇6小時最大暴雨,根據(jù)谷坊的建筑材料,本次設(shè)計的五座谷坊全部為土谷坊,高3m,頂寬1.5m,底寬9.0m,迎水坡比1∶1.3,背水坡比 1∶1.2。
3.2.1 水土保持林
根據(jù)土地適宜性評價結(jié)果,結(jié)合流域自然條件、水土保持林的適生特點及流域水土保持生態(tài)建設(shè)指導(dǎo)思想,水土保持林一般布設(shè)在退耕坡耕地上,在溝沿線以上陰坡中坡地,坡度15°~25°,中度侵蝕的地方種植刺槐。喬木林造林密度:刺槐1650株/hm2。
3.2.2 經(jīng)濟林
經(jīng)濟林一般選擇交通便利,避風向陽,土質(zhì)好的梯田或坡度較緩的坡耕地,靠近水源或配有灌溉措施。結(jié)合北王小流域?qū)嶋H情況,在梁峁頂以下陽坡緩坡地,坡度5°~15°,水分次于陰坡,輕度侵蝕的地方種植核桃和花椒,花椒1650株/hm2。
3.2.3 人工種草
根據(jù)土地適宜評價并結(jié)合本小流域?qū)嶋H情況,人工草布設(shè)在立地條件較好、小于15°的退耕坡耕地和荒坡地上,選擇適生的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、營養(yǎng)價值高的紫花苜蓿。規(guī)劃人工種草10hm2。
北王小流域封禁治理措施主要為,在一些大的溝壑區(qū),采取封山育林措施,加速綠化荒山荒坡,保持水土,使生態(tài)系統(tǒng)走上良性循環(huán)。為加強對封禁治理區(qū)的管護,在封禁治理區(qū)離村莊、道路等較近溝頭、溝沿邊等區(qū)域用水泥欄桿、刺繩圍欄,防止人畜下溝、破壞植被。水泥欄桿為砼結(jié)構(gòu),高200cm,長10cm,寬10cm。平均100m圍欄設(shè)立水泥欄桿6個,水泥欄桿埋深50cm,在地面40cm、90cm、140cm處各拉一道刺繩。本流域規(guī)劃圍欄總長1km,宣傳牌1個。
經(jīng)計算,梯田保水效益為455m3/hm2·a、保土效益為53.6t/hm2·a;水保林保水效益為290m3/hm2·a、保土效益為40.2t/hm2·a;經(jīng)果林保水效益為385m3/hm2·a;保土效益為 50.25t/hm2·a; 種 草 保 水 效 益 為260m3/hm2·a、保土效益為40.2t/hm2·a;封禁治理保水效益為228m3/hm2·a、保土效益為40.2t/hm2·a。在生態(tài)效益方面,工程完成后,減少徑流3.19萬m3,攔截泥沙0.45萬t,林草覆蓋率35%,削減洪峰流量,減輕下游地區(qū)的洪水災(zāi)害。可有效調(diào)節(jié)徑流,降低水流的含沙量,為合理利用水資源創(chuàng)造條件,使項目區(qū)生態(tài)環(huán)境趨向良性循環(huán)。同時,減輕項目區(qū)干旱、冰雹、風沙、洪澇等自然災(zāi)害的發(fā)生頻率和程度。
各項措施經(jīng)濟效益計算期。梯田:從第二年計算;喬木林:從第三年計算;經(jīng)果林:從第三年計算;人工種草:從第二年計算。各項措施經(jīng)濟效益指標:基本農(nóng)田糧食作物增產(chǎn)量 1200kg/hm2,單價 1.7 元/kg,產(chǎn)值2040元/hm2。喬木林:喬木林按增長的活立木1.9m3/hm2計算,單價600元/m3,產(chǎn)值1140元/hm2。人工種草:人工種草按干草200kg/hm2計算,單價0.4元/kg,產(chǎn)值800元/hm2。經(jīng)果林:核桃經(jīng)果林產(chǎn)出量按 1500kg/hm2計算,核桃單價20元/kg,產(chǎn)值30000元/hm2。在經(jīng)濟效益方面,年糧食總產(chǎn)增加1.2萬kg,喬木林活立木蓄積增加57m3,經(jīng)濟林總增產(chǎn)4.5萬kg,年增加產(chǎn)值98.54萬元。
項目實施后,改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,提高土地生產(chǎn)能力,增加土壤水分,提高土壤肥力;增加群眾收入,使項目區(qū)人均純收入由2200元提高到3185.4元。土地利用結(jié)構(gòu)趨于合理,生產(chǎn)用地和生態(tài)用地由規(guī)劃前的1∶0.15調(diào)整為1∶0.41,使農(nóng)、林、牧副各業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展,為當?shù)剞r(nóng)民帶來很大經(jīng)濟效益的同時,還改善了群眾的居住環(huán)境、生活衛(wèi)生條件。通過高標準梯田和林草植被以及水土保持工程等措施建設(shè),有效地控制水土流失,改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件,引導(dǎo)農(nóng)民由傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),向“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)發(fā)展方向邁進。
合陽縣北王小流域綜合治理水土流失治理任務(wù)1.0km2,總投資31.47萬元。通過項目實施,①可有效控制流域內(nèi)嚴重的水土流失,減少入黃泥沙與洪水泥沙危害,改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。②將改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和生產(chǎn)生活條件,提高土地、勞動生產(chǎn)率,對于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會主義新農(nóng)村意義重大。③是水土流失區(qū)群眾脫貧致富和保障經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的根本途徑,對解決“三農(nóng)”問題和新農(nóng)村建設(shè)將起到很大的促進作用,同時也是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟的重要保障。④培訓(xùn)、鍛煉一批水土保持管理、技能人才和農(nóng)民水保員,掌握新知識、新技術(shù),提高項目建設(shè)科技含量。陜西水利