遼東山區小流域治理模式研究

張野　林佳旭

摘要：為實現小流域水土資源保護和生態環境持續改善，以本溪市溪湖區三會廠小流域為例，在研究區內開展小流域建設，通過采取營造水土保持林、封育及修建方塘、谷坊等植物保護措施及工程措施，探索適合遼東山區的小流域治理模式。

關鍵詞：小流域；水土資源；遼東山區；措施配置

中圖分類號：S157.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）06-0069-04

隨著我國社會經濟水平的不斷提高，水土流失及江河湖泊水體污染、富營養化等問題日益嚴重，流域水土環境不斷惡化，已成為制約當地社會經濟發展的重要因素。開展小流域綜合治理，能夠改善流域內的水土環境，實現區域經濟可持續發展。傳統的以水土保持為目標的小流域治理，已經難以滿足當前社會經濟發展的需要。隨著水土環境污染的加劇，對小流域綜合治理提出了新要求，在水土保持防治基礎上，增加了面源污染控制、人居環境改善等目標。以本溪市溪湖區三會廠小流域為例，建立水土流失綜合治理技術體系，為遼東山區小流域治理理念和技術創新提供理論與實踐基礎。

1 研究區治理措施

1.1 研究區概況

本溪市溪湖區三會廠小流域為典型研究區，流域面積3.552 km2，其中土壤侵蝕面積0.484 km2（無侵蝕區3.067 km2，輕度侵蝕區0.267 km2，極強度侵蝕區0.218 km2）。研究區地處中緯度，屬中溫帶大陸性季風氣候區，四季冷暖分明，冬季寒冷干燥，夏季溫濕多雨，年平均氣溫6～8 ℃，年均降水793.7 mm。區域內土壤類型主要為棕壤土，土壤偏砂，含有大量石礫、石片。質地多為重砂礫壤，表層土壤有機質含量為3.8 mg/kg，全氮0.11%～0.30%，全磷0.10%～0.27%，pH 6.0～6.2。項區內植被為長白植物區系，其地帶性植被為溫帶針闊葉混交林，植被覆蓋率73.04%。

1.2 治理原則與措施體系配置

三會廠小流域建設是在生態文明建設的新形勢下，針對區域水資源問題，結合當地水土流失特點，在傳統水土保持措施的基礎上，提出以小流域為單元，根據系統論、景觀生態學、水土保持學、生態經濟學和可持續發展等理論，結合流域地形地貌特點、土地利用方式和水土流失特性等，將小流域劃分為“生態修復、生態治理、生態保護”三道防線。圍繞研究區水少、水臟兩大問題，應用“三道防線”小流域治理理論，堅持山、水、田、林、路統一規劃，工程措施、生物措施、農業技術措施有機結合，治理與開發并重，攔、蓄、灌、排、節綜合治理的新理念，實現控制侵蝕、凈化水質、美化環境的目的。

本溪市溪湖區三會廠小流域實施的治理措施體系主要有：通過實施封山育林使林草植被自我修復，在流域最上游地區形成第一道生態防線；通過生態農牧措施、植被恢復措施和調整產業結構，建立第二道生態防線；通過溝道水土保持措施、河道整治措施和河岸植被緩沖帶建設等，綜合利用水陸交錯帶和生態過渡帶的攔沙濾水、凈化水質、美化環境作用，建立第三道生態防線。

在研究區設計的主要水土保持工程措施包括修建方塘、谷坊、道路作業等，該流域的綜合治理歷時4 a時間完成。

1.2.1 方塘典型設計 方塘是為攔蓄地表徑流而修建的蓄水工程，可攔蓄地表徑流，充分利用自然降雨或泉水，是滿足山區、丘陵區農業用水需求的一直有效工程措施。三會廠小流域夏季降雨充沛，為有效利用區域內水土資源，在工程建設中將方塘規劃在坡面水匯流的低凹處，并充分利用當地土料，工程造價低，基礎穩固，來水充足，能滿足三會廠小流域的農、林用水需求。

方塘水位—容積（H—V）曲線見圖1。

式中：G為多年平均懸稱質年輸沙量，G=gF，g取400 t/km2；T為設計淤積年限，取10 a；R為淤積泥沙容重，取1.4；E為岸崩及推移質泥沙占懸移質泥沙比重，取10%。

經計算得V墊=300 m3，墊底水位H墊=2.5 m。

方塘的縱剖面及垂直投影圖分別見圖2和圖3。

1.2.2 谷坊設計 谷坊是水土流失地區溝道治理的一種主要工程措施。三會廠小流域谷坊的主要作用是固定、抬高侵蝕基準點，防止溝道下切和溝岸擴張。三會廠谷坊設計標準參考GB/T16453.1—2008《水土保持綜合治理技術規范》，按10年一遇24 h最大降雨量標準設計，在實際工程中，可結合實際情況相應提高設計標準。

1） 谷坊出流流量計算。當谷坊上游水面高于谷坊高度時，其出流形態近似堰流。若忽略谷坊頂水流的水頭沿程損失及楊干的側收縮影響，谷坊出流流量可用下面公式計算：

2） 谷坊高度與間距的確定。谷坊間距、高度與淤積泥沙表面的臨界不沖坡度有關。實際調查資料證明，在谷坊淤積滿之后，其淤積泥沙的表面不可能絕對水平，而是有一定的高度，即穩定坡。按照瓦蘭亭（Valentine）公式計算穩定坡度：

2 項目實施效益分析

在研究區設計的主要水土保持措施為：建設方塘3座、谷坊24座，小河道治理1.6 km，修建作業路2.4 km，營造水土保持林10.98 hm2，封育71.36 hm2，總投資551.49萬元。方塘能夠滿足附近經濟林果的需水要求，有效蓄積降水，實現雨水的高效利用；谷坊層層攔蓄的配置，能夠有效阻止溝壑發展，且有很好的景觀效果；經濟林果的栽植，能夠增加經濟收入，改善生活條件；排水渠的修整，可減少渠內泥沙的堆積。三會廠小流域水土保持治理工程效果圖見圖5—8。

2.1 生態效益分析

三會廠小流域治理措施體系實施后，可有效防治流域內的水土流失。水土保持三大措施發揮效益顯著，使區域生態環境和生產條件得到明顯改善。截止2016年工程完工，當全部水土保持措施發揮效益時，流域內植被覆蓋率可提高至86%，比治理前提高14.67%；年保水量為11.59×104 m3；年保土量0.70×104 m3。主要措施保水、保土量見表1及表2。

2.2 經濟效益分析

在研究區內實施的所有水土保持措施全部發揮效益后，預計年可增加效益258.46萬元。其中水土保持林年可產生活立木4 941 m3，增加效益197.64萬元；方塘年可養殖林蛙12 000只，增加效益18.00萬元；封育年可產生枝條214.08 t，增加效益42.82萬元。

2.3 社會效益分析

三會廠小流域水土保持治理工程剛開工建設，各項水土保持措施還未產生經濟效益。工程完工后，林木、牧草、方塘等經濟效益顯著，預計人均純收入可達13 611元，比治理前增加1.65倍，解決就業人數38人，增加就業崗位10個，促進區域經濟的發展。同時，工程實施后，可有效提高研究區植被覆蓋率和土壤肥力，為區域農、林、牧生產發展及生態旅游開發創造良好條件，拓寬農村勞動力的就業渠道，有效地促進區域經濟的可持續發展。

3 結語

三會廠小流域治理是傳統小流域治理方式的繼承和創新，其將整個小流域作為一個完整的社會—經濟—環境復合生態系統，以控制水土流失、治理面源污染和提高流域內生產生活環境為主要工作內容，堅持生態優先、人工治理、自然修復相結合的原則，根據當地生態環境面臨的突出問題和矛盾，采取對應的工程措施與植物保護措施，建立適合遼東山區的小流域綜合治理措施體系，使當地的生態、經濟、社會效益明顯提高，對遼東山區小流域建設具有示范作用。

參考文獻

[1] 王振華，李青云，黃茁，等.生態清潔小流域建設研究現狀及展望[J].人民長江，2011，42（Z2）：115-118.

[2] 張錦娟，葉碎高，徐曉紅.基于水源保護的生態清潔小流域建設措施體系研究[J].水土保持通報，2010，30（5）：237-240.

[3] 劉震.扎實推進水土保持生態清潔小流域建設[J].中國水土保持，2010（1）：5-6.

[4] 祁生林，韓富貴，楊軍，等.北京市生態清潔小流域建設理論與技術措施研究[J].中國水土保持，2010（3）：18-20.

[5] 劉震.扎實推進水土保持生態清潔小流域建設[J].中國水土保持，2010（1）：5-6.

[6] 尹成戌.混砌石谷坊施工技術[J].中國水土保持，2010（2）：49-50.

2.2 經濟效益分析

在研究區內實施的所有水土保持措施全部發揮效益后，預計年可增加效益258.46萬元。其中水土保持林年可產生活立木4 941 m3，增加效益197.64萬元；方塘年可養殖林蛙12 000只，增加效益18.00萬元；封育年可產生枝條214.08 t，增加效益42.82萬元。

2.3 社會效益分析

三會廠小流域水土保持治理工程剛開工建設，各項水土保持措施還未產生經濟效益。工程完工后，林木、牧草、方塘等經濟效益顯著，預計人均純收入可達13 611元，比治理前增加1.65倍，解決就業人數38人，增加就業崗位10個，促進區域經濟的發展。同時，工程實施后，可有效提高研究區植被覆蓋率和土壤肥力，為區域農、林、牧生產發展及生態旅游開發創造良好條件，拓寬農村勞動力的就業渠道，有效地促進區域經濟的可持續發展。

3 結語

三會廠小流域治理是傳統小流域治理方式的繼承和創新，其將整個小流域作為一個完整的社會—經濟—環境復合生態系統，以控制水土流失、治理面源污染和提高流域內生產生活環境為主要工作內容，堅持生態優先、人工治理、自然修復相結合的原則，根據當地生態環境面臨的突出問題和矛盾，采取對應的工程措施與植物保護措施，建立適合遼東山區的小流域綜合治理措施體系，使當地的生態、經濟、社會效益明顯提高，對遼東山區小流域建設具有示范作用。

參考文獻

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[6] 尹成戌.混砌石谷坊施工技術[J].中國水土保持，2010（2）：49-50.

2.2 經濟效益分析

在研究區內實施的所有水土保持措施全部發揮效益后，預計年可增加效益258.46萬元。其中水土保持林年可產生活立木4 941 m3，增加效益197.64萬元；方塘年可養殖林蛙12 000只，增加效益18.00萬元；封育年可產生枝條214.08 t，增加效益42.82萬元。

2.3 社會效益分析

三會廠小流域水土保持治理工程剛開工建設，各項水土保持措施還未產生經濟效益。工程完工后，林木、牧草、方塘等經濟效益顯著，預計人均純收入可達13 611元，比治理前增加1.65倍，解決就業人數38人，增加就業崗位10個，促進區域經濟的發展。同時，工程實施后，可有效提高研究區植被覆蓋率和土壤肥力，為區域農、林、牧生產發展及生態旅游開發創造良好條件，拓寬農村勞動力的就業渠道，有效地促進區域經濟的可持續發展。

3 結語

三會廠小流域治理是傳統小流域治理方式的繼承和創新，其將整個小流域作為一個完整的社會—經濟—環境復合生態系統，以控制水土流失、治理面源污染和提高流域內生產生活環境為主要工作內容，堅持生態優先、人工治理、自然修復相結合的原則，根據當地生態環境面臨的突出問題和矛盾，采取對應的工程措施與植物保護措施，建立適合遼東山區的小流域綜合治理措施體系，使當地的生態、經濟、社會效益明顯提高，對遼東山區小流域建設具有示范作用。

參考文獻

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