□陳愛梅(輝縣市寶泉水庫灌區管理處)
□陳同松(輝縣市石門水庫灌區管理處)
□王 寧(輝縣市寶泉水庫灌區管理處)
輝縣市位于豫北太行山南麓,總面積2007km2,其中山丘區面積為1234km2,占全市面積的61.40﹪,在山丘區分布著眾多季節性河流,形成相對獨立的小流域。輝縣市多年來平均降雨量為576mm,年內分布也極不均勻,全年降雨量的67﹪都集中在6-9月份,且多以大雨和暴雨形式出現。經常形成山洪等災害,嚴重制約當地農業經濟的發展。目前,輝縣市山區鄉鎮采取積極措施,通過對山區小流域的綜合治理,已取得較好經濟、生態和社會效益。文章通過對輝縣市峪河小流域實施綜合治理的實例,來闡述小流域綜合治理中水土保持措施的作用和重要性。
峪河小流域位于輝縣市西30㎞,總面積40.17km2,地勢北高南低,最高海拔1363m,最低海拔120m,地表巖性多為砂巖,片麻巖和花崗巖;水土流失形式以水力侵蝕中的面蝕和溝蝕為主,通過實地調查并結合第二次全國水土流失遙感普查資料,該流域已初步治理水土流失11.09km2,還有20.29km2水土流失面積需要治理。項目區平均土壤侵蝕模數為2709t/km2·a,年均土壤流失總量達10.88萬t。
在農業生產方面,水土流失使地表土壤肥力逐步降低,跑水跑肥造成農業生產投入成本增加,糧食生產低而不穩;在生態環境方面,水土流失使地表土層肥力下降,土層變薄,蓄水保墑效果降低,導致林草植被生長緩慢,甚至枯死,使當地生態植被逐年減少,自然生態失衡,環境不斷惡化,洪澇、干旱災害發生頻繁,河流旱時斷流、澇時泛濫成災。因此加快治理水土流失,進一步調整和優化產業結構,增加基本農田數量,發展經果林面積,是該流域水土保持和經濟發展的必由之路。
按照“預防為主、保護優先、全面規劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學規劃、注重效益”的水土保持方針,在對小流域水土流失綜合調查的基礎上,進行全面系統的綜合治理規劃。治理目標為各項措施發揮效益后,水土流失累計治理程度達到80%以上,綜合治理措施保存率將達到95%以上,各項措施減沙率達到75%以上,保水率達到25%以上,林草面積占宜林宜草面積的80%以上,人均純收入增加1500元/人左右。水土流失得以有效控制,生態環境開始向良性方向循環。
坡改梯主要是對流域中下游丘陵區坡度較緩,土層土質較好,生產交通條件便利,經改造能成為基本農田的坡耕地進行改造整治,成為水平梯田,滿足當地人均基本農田0.05hm2的要求。
蓄水池布設在坡腳、路邊或坡面局部低凹處,與排水溝的終端相連便于容蓄坡面排水,沉砂池布設在排水溝末端,起沉砂消能作用。排水溝布設在坡改梯地塊內,主要起澇排旱灌作用,確保坡改梯達到基本農田標準。
水保林主要布設在流域內山丘區林草覆蓋率低于40%的荒山荒坡上,采取魚鱗坑、穴狀整地,苗植或籽播造林。
經果林主要是對水土流失嚴重,坡度較陡,土層相對較薄、土質差,遠離村莊,生產條件不便,現種植農作物的坡耕地營造經果林,一般分布在流域中下部丘陵區。
封禁治理主要布設在流域內山丘區坡面和山頂部灌木林及疏幼林地上,同時對林草覆蓋率低的稀疏林地和灌木林地通過穴播麻櫟進行補密。
谷坊一般布設在流域上游溝蝕沖刷比較嚴重的支溝道口,主要起防止溝道沖刷下切和溝頭擴展作用,其數量、尺寸根據溝道長度、寬、深、比降等立地條件設計確定。
根據實際情況,便于群眾生產,在規劃的坡改梯和經濟林地塊中修建生產道路,以滿足生產生活需要。
工程項目總投資653萬元,于2011年9月開工,2012年12月完竣工。經過該項目的實施,項目區新增治理面積1578.80hm2,其中新增梯田62.70hm2,發展經濟林108.20hm2,營造水保林323.40hm2,封禁治理1084.50hm2;修建谷坊8座,蓄水池9座,沉砂池21座,排水溝3.94km,生產道路3.52km。
4.2.1 坡改梯
按從第二年開始發揮效益,B1=F1×G1。式中:B1—計算年;F1—計算年發揮效益面積;G1—單位面積年效益值。經計算新增產值1237.50元/hm2。
4.2.2 水保林
按從第四年開始發揮效益,B2=F2×G2。式中:B2—計算年效益;F2—計算年發揮效益面積;G2—單位面積年效益值。經計算新增產值2825.00元/hm2。
4.2.3 封禁治理
從第四年計算效益,B3=F3×C3。式中:B3—計算年效益;F3—計算年發揮效益面積;C3—單位面積年效益值。經計算新增產值128.00元/hm2。
4.2.4 經濟林
從第四年開始計算效益,B4=F4×C4。式中:B4—計算年效益;F4—計算年發揮效益面積;C4—單位面積年效益值。經計算新增產值72500.00元/hm2。
4.3.1 蓄水效益
蓄水效益包括水土保持生態工程實施后,水土保持措施攔截的大部分原來流失的徑流量及小型蓄水工程、谷坊等攔蓄地面徑流量等。其中一部分轉變為土壤水或地下水,使原來裸露地表的無效蒸發變為植物的有效蒸騰,降低了蒸發速度,提高了雨水和徑流的利用率,增加了土地生產能力和總生物量。各項措施的蓄水定額參照《河南省水土保持規劃》,并結合項目區實際治理措施產生的效益情況調查測算確定。
根據《河南省小流域設計暴雨洪水圖集》求得項目區年均徑流深為171mm,項目區面積40.17km2,徑流量為686.91萬m3,蓄水能力185.44萬m3,蓄水效率為27.00%。蓄水指標詳見表1。
4.3.2 保土效益
保土效益主要包括小流域綜合治理后,水土保持措施攔截的大部分原來流失的泥沙量及小型蓄水工程、谷坊等攔蓄的泥沙量。從而使項目區流入干流泥沙減少,有效地減緩下游河道的淤積。各項措施的保土定額參照《河南省水土保持規劃》,并根據項目區治理措施產生的實際效益情況調查測算確定。
根據上述保土定額和相應措施發揮效益數量,到2012年末,各項水土保持措施實施后,每年保土能力為8.77萬t,各項措施實施后的保土效率為80.61%。保土指標詳見表1。
項目實施后,控制了水土流失,消減洪峰,進一步改善作物生長的水、肥、氣、熱條件,有利于土壤有機質、N、P、K營養的積累,提高土壤肥力,增強土壤抗蝕能力。由于植被率的提高,森林的蒸騰作用,將使大氣濕度增加,改善了地面小氣候。森林吸收空氣中的二氧化碳,釋放氧氣,起到凈化空氣的作用。林草植被的增加,給野生動物提供了棲息的場所,利于野生動物的繁衍生息。

表1 水土保持生態效益指標表
峪河流域通過水保措施的優化布設,特別是生產用地與生態用地的整治,農業生產條件得以較大改善,土地利用結構更趨合理。土地利用率達到100%,勞動生產率提高20%;土地生產率提高25%。同時,由于措施的布設,改善了生活環境,社會經濟良性發展,群眾脫貧致富奔小康步伐加快,促進了社會穩定與進步;同時,由于溝道治理工程的合理配置,減輕了洪澇災害,減輕了下游沿河的危害及干旱對農業生產的危害。
另外,項目區水土保持綜合治理措施,使項目區農產品更加豐富,特色農業以及農業景觀增多,居住環境條件更優美,對外吸引力增強,對當地豐富的觀光休閑及旅游業發展都將起到促進作用,農村經濟收入來源增加,對當地農民致富,建設小康社會起到極大推進作用。