山區水土保持綜合治理研究

羅木城

(福建省云霄縣林業局莆美林業站，福建云霄363300)

1 引言

長期以來，由于自然和人為原因，水土流失嚴重，生態環境惡化，造成境內水旱災害頻繁發生，危及到當地群眾的生命和財產的安全，影響了群眾正常的生產與生活;導致農業生產條件及生存條件進一步惡化，成為本地群眾實現脫貧致富的一個主要障礙，嚴重制約了當地資源的開發和經濟的可持續發展。

2 項目區概況

2.1 地質情況

項目區地層從泥盆系中統至第四系全新統都有出露，以石炭系最為完整，分布范圍廣，其它為零星分布。出露的最老地層為泥盆系中統罐子窖組(D2Y)，最新為第四系全新統(Qn)。地質構造以普安山字型構造體系和黔西南渦輪構造體系為主要骨架，形成連成一體的向斜、復背斜、逆斷層、扭斷層、壓扭斷層伏形帶地層。

2.2 土壤

內地形、地貌復雜多樣，土壤主要分布在壩子、槽谷、石旮旯、梯田和坡地上，土壤類型主要有11個亞類，28個土屬，49個土種，其中黃棕壤土是本區的主要土壤類型，其次是黃壤土。土壤多為粗骨性幼年發育狀態，土層較淺。土壤母質主要以碳酸鹽巖為主，成土速度慢，土地“石化”現象嚴重，流失程度極深。

2.3 植被及氣候特征

(1)項目區植被類型有針葉林、針闊混交林、闊葉林、灌叢、稀疏草坡、草坡等。原生植被破壞嚴重，多為人工林和次生的灌木林及疏、幼林地，林相單一，疏、殘、幼林居多。其中:喬木林10.73km2，主要樹種有云南松、華山松、杉木、柳杉等;灌木林0.86km2，主要樹種有杜鵑、火棘、麻梨等，森林覆蓋率僅為6.1%。

(2)屬南亞熱帶海洋性季風氣候，春季3～5月，各月氣溫在16.3～23.9℃之間。夏季 6～9月，氣溫在26.5～28.2℃之間，以7月份為最高。整個季節白天至上半夜炎熱，凌晨至清早有微弱西北風，涼爽宜人。由于悶熱，經常在午后發生雷陣雨，并時有臺風暴雨襲擊。秋季 10～11月，氣溫在19.5～23.2℃之間。初秋白天仍時有雷陣雨天氣出現，晚秋則天高氣爽氣候宜人。冬季為12月至次年2月，氣溫在13.4～15.4℃之間，以1月份為最低。整個季節干燥少雨，但遇有南風出現時便會降雨。

(3)雨量、濕度。云霄縣多年平均年雨日138d，雨量1200～2400mm，平均降雨量1730.1mm。干旱指數0.66。由于受季風強弱及進退時間遲早的影響，雨情變化較大，主要特點為:地理分布不均勻，沿海雨量偏少，常年陳岱 1251.8mm，峛嶼 1380.5mm;西北部山區、半山區偏多，烏山東南坡棪樹村常年2403.3mm，為漳州市各測點之最;云陵地區1730.6mm。雨期較集中，云陵夏半年(4～9月)1402.8mm，占年總雨量81%，各月均達140mm以上;冬半年(10～3月)327.8mm，占年總雨量19%，其他觀測點與此近似。

2.4 水土流失狀況及危害

2.4.1 水土流失狀況

項目區是水土流失最嚴重的地區之一，屬斜坡切割強度流失區，根據實地調查，現有水土流失面積103.54km2，占土地總面積的 58.7%，年土壤侵蝕量41.34 萬 t，平均土壤侵蝕模數 2343.1t/km2·年。水土流失主要分布在坡耕地，其次是荒山荒坡和疏、殘、幼林地。水土流失形式以水力侵蝕的面蝕、溝蝕為主。水土流失的特點主要表現為流失面積大、潛在危險程度高及坡耕地分布較廣。

2.4.2 水土流失的危害

嚴重的水土流失造成項目區內土地資源的破壞，導致農業生產條件和生態環境惡化，生態平衡失調，水旱災害頻繁，給國民經濟發展造成了巨大經濟損失，直接或間接地危及到社會的各個方面，甚至對本地群眾的生存環境造成嚴重威脅，阻礙著可持續發展戰略的實施。水土流失造成的危害主要有以下幾方面。

(1)土地石化，農民失去了生存條件。水土資源是人類賴以生存的物質基礎，是農業生產的最根本資源，水土流失使有限的土地資源遭受嚴重的破壞，尤其是陡坡耕地，遇上暴雨時，大量泥沙即隨水流下泄，造成地形破碎，山上“石化”，山下“砂化”，群眾生存環境受到嚴重威脅。

(2)肥力降低，糧食產量低而不穩。項目區出露地層多為碳酸鹽巖，具有典型的喀斯特地貌特征，隨著水土流失程度的加劇，土層變薄，土壤養分流失，肥力降低，中低產田土所占比例不斷擴大，土地日益瘠薄，保水能力變差，造成糧食產量低而不穩。

(3)水源枯竭，灌溉面積減少，人畜飲水困難。由于森林植被遭受破壞，林草覆蓋率低，水源涵蓄能力差，每年冬春季節，不少山溪、小河水源枯竭，河水干涸斷流，影響農業灌溉用水，造成農村人畜飲水困難。

(4)淤積水庫、河道，抬高河床，降低防洪標準。由于嚴重的水土流失，每年暴雨季節，山洪攜帶大量的泥沙流入河道、水庫、渠道，降低了現有水利工程的效益，嚴重影響到水利工程的安全運行，縮短水利工程的壽命。河道泥沙的淤積抬高了河床，使過水斷面減少，削弱了河道行洪能力，降低了防洪標準，直接威脅到河道兩岸群眾生命財產的安全。

(5)生態環境惡化，水旱災害頻繁。“小雨大澇，無雨則旱”是本項目區氣候特征的真實寫照。由于森林植被大幅度減少，水土流失加劇，導致光山禿嶺遍布，每小時10mm以上的降雨就會造成洪澇災害，同時造成區內小氣候變化明顯:地表溫度升高，蒸發量加大，降雨地面匯流加快，洪澇和干旱災害加劇，山洪暴發，山體滑坡，良田好土被水沖砂壓，房屋被沖毀，人畜死亡，群眾生命財產沒有保障。

3 水土保持存在的主要問題

3.1 水土流失治理任務大，投入不足，治理進度緩慢

由于經濟落后，群眾生活貧困，難以依靠自身力量大面積開展水土流失綜合治理。要全面實現現有水土流失面積的初步治理，按現有的投入水平和治理進度，還需要相當長的時間。另外，由于所開展的水土保持綜合治理工程投資少，投入與任務之間矛盾突出，使重點防治設施質量偏低，綜合治理配套不夠。

3.2 水土保持意識和法制觀念淡薄，人為水土流失較嚴重

《中華人民共和國水土保持法》頒布已10多年，頒發了相關的地方配套法規文件并付諸實施，但由于一些部門、企事業單位和個人對水土保持的重要性、緊迫性認識不足，水土保持意識和法制觀念淡薄，忽視生態環境保護在經濟可持續發展中的作用，不惜以毀壞資源為代價，在開發建設中盲目追求眼前效益和政績，亂挖亂棄，淤塞河道，造成人為水土流失。

4 山區水土保持綜合治理對策

根據項目區自然條件、社會經濟狀況和水土流失的特點，規劃設計時以水為主線，以坡面水系工程、溝道治理工程、坡耕地改造為重點，充分利用生態的自我修復能力，大面積實施封育治理，并適當發展水土保持防護林和經濟果木林，有效控制水土流失，遏制土地石化，改善農業生產生活條件和生態環境。

4.1 工程布局

項目區內實施坡改梯工程369hm2;營造水土保持林2141hm2，種植優質經果林697hm2;實施封禁治理4335hm2，其中補植補種360hm2;修建排洪溝4305km，蓄水池(窖)180個，沉沙池180座，沼氣池479口，塘堰2座。

4.2 工程設計

項目區采取的水土保持措施有坡面水系工程、溝道治理工程、梯田工程、植物措施、封育治理工程、保土耕作等6大類。本文僅對蓄水池、水窖、谷坊、梯田、造林等5種主要措施進行標準設計。

4.2.1 坡面水系工程設計

(1)設計原則。蓄水池布設在坡腳或坡面局部低處，具體位置應根據地形有利、巖性良好、蓄水容量大、工程量小，施工方便等條件確定。蓄水池的分布與容量，根據坡面徑流總量、蓄排需求和修建省工、占用耕地少、使用方便等原則，因地制宜具體確定。

(2)設計標準。蓄水池的設計標準，根據工程規模具體確定，一般以10年一遇24h最大降雨量不發生橫向漫溢為原則。

(3)蓄水池容量設計。公式為:

V為蓄水池容量，m3;VW為設計頻率暴雨徑流量，m3;VS為設計清淤年(n年)累計泥沙淤積量，m3;K為安全系統，取 1.2。

4.2.2 谷坊工程

根據以往的治理經驗，結合本項目區石料豐富的實際情況，采用漿砌石谷坊設計，為階梯式石谷坊或重力式石谷坊。

(1)斷面要素。漿砌石谷坊取壩高3～5m，頂寬1.0 ～1.4m，壩頂過水深0.5 ～1.0m ，一般不蓄水，建壩后2～3年淤滿。

(2)斷面尺寸。谷坊斷面尺寸可參考表1。

表1 石谷坊斷面尺寸數值參考表

(3)谷坊間距。在侵蝕溝布設谷坊群時，谷坊間距用“頂底相照”原則確定。

L=H/(i－i')式中:L為谷坊間距，m;H為谷坊底到溢洪底高度，m;i為原坡面比降%;i'為谷坊淤滿后的比降%。

4.2.3 梯田工程

(1)布設原則。因地制宜，山、水、田、林、路統一規劃，坡面水系、田間道路和梯田綜合配套，優化布設。選擇坡度較緩、土質較好、距村較近、交通方便、位置較低、鄰近水源的地方，以水系、道路為骨架，集中連片。改造范圍是5～15°之間的坡耕地。設計時考慮梯埂的穩定性、工程量，梯埂沿等高線布設，遵循大彎就勢，小彎取直的原則，保持田面平整，以利于耕作。

(2)設計標準。梯田防御暴雨標準，一般采用10年一遇最大降雨量。

(3)斷面設計。梯田斷面要素見圖1。

圖1 梯田斷面要素

圖1中，θ為原地面坡度(°);α為梯田田坎坡度(°);H為梯田田坎高(m);Bχ為原坡面斜寬(m);Bm為原坡面毛寬(m);B為梯田田面凈寬(m);b為梯田田坎占地寬(m)。

斷面尺寸。石坎水平梯田斷面主要尺寸參考數值見表2。

表2 石坎水平梯田規格參考表

4.3 生態效益

減輕下游地區的洪澇災害。每年可增加蓄水能力 113.7 萬 m3，減少土壤流失量 21.1 萬 t，可降低水利水電工程設施的泥沙淤積，增加下游地區的防洪安全。水土流失得到有效治理，水土流失危害減輕。水土保持各項治理措施的合理布設，形成了立體的水土保持綜合防治體系，使水土流失得到有效控制，水土資源得到合理利用，蓄水、保土能力增強，保護土地不遭受破壞，避免石漠化面積繼續擴大。

5 結語

水土保持生態建設是加強基礎設施建設的前提和基礎，是扶貧攻堅的根本，是逐步縮小地區差距，最終實現共同富裕的必然要求。水土的保持 ，對項目的順利實施有很大的推動作用。

［1］大姚縣水土保持技術服務站.國家水土保持生態修復試點工程云南省大姚縣實施方案［R］.大姚:大姚縣水土保持技術服務站，2002.

［2］王禮先.水土保持學［M］.北京:林業出版社，2000.