東北黑土區水土保持措施體系研究

秦一博

（新賓滿族自治縣水土保持監督站，遼寧撫順113200）

東北黑土區水土保持措施體系研究

秦一博

（新賓滿族自治縣水土保持監督站，遼寧撫順113200）

由于自然因素和人為因素，東北黑土區的黑土層逐年減少，對黑土資源的保護已刻不容緩。近年來，隨著自然因素和人為因素水土流失重點治理工程的實施，黑土區的水土保持工作全面展開。本文通過遼寧省新賓縣永陵項目區的水土保持治理工作，探討東北黑土區水土保持綜合治理措施體系，為更好的保護和治理黑土區水土流失提供借鑒經驗。

東北黑土區；水土保持；治理措施

東北黑土區是中國主要商品糧產區，關系著國家的糧食戰略安全，而其現在正面臨著嚴重的水土流失威脅。東北黑土區水土流失主要發生在坡耕地和侵蝕溝［1］，近50年以來，侵蝕溝數量不斷增加［2］，溝道不斷擴展，據2010年中國水土流失與生態安全綜合科學考察（東北組）報告，東北黑土區面表層土壤流失速率為3～10m m/a，平均土壤厚度已經由20世紀50年代的60～70c m，下降至目前的20～30c m［3］。水土流失已經成為導致黑土退化、威脅糧食安全的最主要原因之一［4-6］。通過對坡耕地、溝道、荒山和疏幼林地等進行水土保持工程的建設，可以減少水土流失，提高黑土的抗蝕性，保護珍貴的黑土資源，優化產業結構［7-10］。本文以渾河流域遼寧省新賓縣永陵項目區為例，對東北黑土區水土保持治理措施進行探討，為更好地保護和治理東北黑土區水土流失提供參考。

1 研究區概況

永陵項目區位于大伙房水庫上游新賓縣境內，地處遼寧省東部山區，位于長白山余脈和遼吉兩省交界處，屬于渾河流域。項目區屬地貌類型屬于遼東中低山區，以長白山系龍崗山脈為主體，氣候屬溫帶大陸性季風氣候，多年平均氣溫為4.7℃，無霜期平均為127d，年最大為150 d，年最小為119 d。主要土壤類型為壤土、棕壤、草甸土、水稻土等四大土類。植被類型屬于長白山（龍崗之脈）植被區系，為紅松、云、冷杉針闊混交林地帶，原始植被不復存在，演變為天然次生林。

項目區侵蝕類型為水力侵蝕，侵蝕形態為面蝕和溝蝕。總土地面積369.02km2，水土流失面積103.21km2，占總面積的27.97%，其中輕度侵蝕面積80.69km2，占水土流失面積的78.18%；中度侵蝕面積22.52km2，占水土流失面積的21.82%。土壤侵蝕模數2500t/km2.a，溝壑密度為1km/km2。造成水土流失的主要原因為自然因素和人為因素。

2 水土保持措施布局原則

根據工程地貌特點、土地利用狀況和生產力發展水平，以治理水土流失為中心，以保護和合理開發利用水土資源為目標，結合區域經濟，因地制宜、因害設防的安排各項治理措施。其布局原則如下：

（1）以小流域為單元，集中連片進行治理，整體推進。

（2）按照“先緩坡、后陡坡、先易后難”的原則，對近村、緩坡、向陽和土層厚、土質好和水源灌溉條件的坡地，優先規劃實施修建梯田，規劃修建的梯田的坡地最大坡度不超過15°。

（3）按照“因地制宜、就地取材、修筑省工、費省效宏”的原則，合理選擇綜合治理措施。

（4）根據“小流域綜合治理規劃的原則”，每一處工程都要做到田、林、路、渠四配套，工程、林草和耕作措施相結合，科學規劃，合理配置。

3 措施設計

3.1 坡耕地治理

坡改梯：采取坡式梯田改造坡耕地的方式，能夠坡面控制水土流失，大幅度提高產量，有利于發展項目區農業生產，增加農民收入。其配置的原則如下：

（1）選擇地形穩定，土質較好，土層厚度＞30c m，坡度在15～20°之間，且距村莊較近，交通方便，集中連片，便于經營管理的地方修筑。

（2）梯田沿等高線布設，有灌溉條件的梯田，按流水方向保持1%左右的坡度，以利于提高灌溉效果。

（3）以土地綜合利用規劃為依據，根據當地人口增長速度和群眾生產生活的需要，確定梯田建設的規模數量和進度。典型設計圖見圖1。

圖1 梯田典型設計圖（圖中單位為c m）

退耕還果：項目區內部分坡耕地土層較薄，坡度較陡，不適宜修筑梯田。因此，結合實際情況對這部分坡耕地采取果樹臺田的利用方式，不僅可以減少水土流失，加強水源涵養能力，還可以獲得經濟效益，優化產業結構。經濟林果主要發展耐寒抗旱品種美國大榛子。整地規格和株行距為3m× 4m、4m×5m，每一株樹為一水平池，池埂高0.3m，池埂寬0.25m，水平池中間挖栽植坑，規格為0.8m×0.8m×0.8m。表土存放在栽植坑外，待植樹時回填坑內。典型設計見圖2。

等高耕作：對于8°以下的緩坡耕地，俗稱漫崗地區的坡耕地可采用等高耕作法來改變微地形，減少水土流失，對于地塊零散、土層較薄的坡耕地，可以適當放寬坡度。具體要求如下：壟向保持與等高線水平，通過壟臺截水，壟溝滲蓄，達到保水保土目的；將原順坡壟改為橫坡壟時，應首先耕翻整地，再順等高線橫坡打壟耕作；在有風蝕的緩坡耕地，改順向為橫向壟時，應兼顧主風向與耕作方向正交或呈45°。

3.2 農田防護工程

堤防斷面的設計主導思想為：在確保防洪安全的前提下，以環保、綠化、景觀為主導，充分體現人文景觀與自然的和協與統一，使防洪工程為當地人民生產、生活提供方便。

農田防護一部分地段河道兩側地勢較陡，且彎路較多，平時流量較小，但到了雨季，河水流量增大，山洪經常夾帶石頭雜物將堤防沖毀，破壞下游農田，故需在該段河道修建漿砌石堤防，以改善水流條件，起到保護農田和保持水土的作用；另一部分河道地勢較平緩，但經多年洪水沖刷，河堤被沖毀嚴重，現有老堤也不能滿足防洪要求，從防護標準、水土保持效果及工程造價等方面考慮，采用植物護岸形式，部分水毀段河道需修建土堤。護岸典型設計圖見圖3、圖4。

圖2 果樹臺田典型設計圖（圖中單位為c m）

圖3 漿砌石護岸典型設計圖（圖中單位為m m）

圖4 植物護岸典型設計圖（圖中單位為m m）

谷坊：谷坊是在水土流失嚴重的支毛溝內，為防治溝底下切而修建的高5m以下的小壩。具有固定溝床侵蝕基點，防止溝底繼續下切；淤高溝底，使兩側溝坡坡腳穩定，防止溝岸擴張；攔蓄泥沙，使溝道水流速度減緩，減輕山洪和泥石流危害等作用。配置原則如下：

（1）一般布設在支毛溝中地質條件好、工程量小、攔蓄徑流泥沙多、工程材料充足的地方。

（2）谷坊的布設應先支溝、后干溝，先上游、后下游，不要零星修筑。

（3）谷坊建設應就近取材。

谷坊形式采用漿砌石谷坊和石籠干砌石谷坊。設計防御標準為10年一遇1h最大暴雨量。谷坊平均高度2.0m，基礎埋深0.5m，頂寬1.0m，迎水坡比1∶0.2，背水坡比1∶0.8，石籠干砌石谷坊均高度2.0m，基礎埋深0.5m，頂寬1.0m，迎水坡比1∶0.2，背水坡比1∶0.8。典型設計圖見圖5～圖7。

圖5 漿砌石谷坊典型設計圖（圖中單位為m m）

圖6 石籠干砌石谷坊（圖中單位為m m）

圖7 溢洪口斷面圖（圖中單位為m m）

3.3 荒山荒坡治理

營造水保林，能控制水土流失，涵養水源，改善生態環境和農牧業生產條件，并能生產一定數量的木材和林副產品。水保林的配置原則如下：

（1）按照適地適樹的原則選擇水保林樹種。

（2）按照因害設防的原則進行配置，以減輕或制止水土流失，改善生態環境。

樹種選擇當地鄉土樹種日本落葉松，水土保持林栽植密度參照《水土保持綜合治理技術規范》（G B/T16453.2-2008），結合實地條件確定為1.5m ×2.0m。栽植時苗木栽在坑的中間，放入后先填大半坑土，并將土踩實，最后再蓋一層虛土，要使坑面成凹形，以利蓄水。幼苗根痕要埋入地表下15c m，根苗茬口要與地表齊平。整地工程的防御標準，按10年一遇1h最大降雨量設計。典型設計圖見下圖。

圖8 水保林典型設計

3.4 疏幼林地治理

項目區雖然土層較薄，但土壤有機質含量較高，雨量充沛，光熱資源較為豐富，植物資源種類多、數量大，分布廣，且野生植物大部分具有伐根萌芽、根蘗更新和天然下種能力，在適宜的水土資源和光熱資源的疏幼林地通過封禁并輔以管護措施可望成林或恢復林草植被，在較短的時間內實現大面積水土流失的初步治理和生態恢復［11］。封育治理布設的原則如下：

（1）制定科學規劃：在項目區土地綜合利用規劃基礎上，結合已有的資料和實地調查，制定封育治理規劃；

（2）建立健全法規制度，加強監管：當地必須制定相關的封育治理政策、法規，統一解決封育治理中的有關問題，按照監管規范化標準，建立一支高素質執法隊伍，依法實行監管；

（3）合理利用土地，提高農業生產效率，解決群眾吃糧、燒柴問題；

（4）大力發展農村二三產業：發展農村二三產業是吸收農村富余人口、提高農村經濟水平的重要措施，對封育治理起著重要的推動作用。

封禁的地類主要是郁閉度大于0.4、樹高在2m以下的矮林及灌叢地；郁閉度在0.1～0.3的疏林地。人工輔助措施包括圍欄、宣傳牌、宣傳碑、撫育管理及監督管護（建立管護隊伍）等。圍欄典型設計圖見圖9。

圖9 圍欄典型設計圖

3.5 輔助措施

方塘：方塘護坡坡比1∶1.5，堤防頂寬度為2.5m。護砌高度為以上為植草磚防護。護砌采用混凝土板，坡比為1∶1.5。混凝土板厚100m m，下設30m m厚水泥砂漿墊層、2m m厚土工膜、100m m厚砂墊層。混凝土板每3m設一道瀝青木板分縫，板厚20m m。

作業路：路面寬度為3.0m，對原路基0.1m厚土層進行平整，上部鋪設0.2m砂礫石，先用推土機平整路面，再用振動碾進行壓實，壓實度不得小于95%，達到承載施工機械及當地群眾運輸要求。

舍飼：為了減少牛羊等牲畜上山，破壞封育區的林草植被，同時為了集中方便管理，改善生活環境，配合封育治理措施的實施，在項目區內修筑舍飼小區。

4 效益分析

永陵項目區通過水土保持綜合治理措施的實施，預計每年可增加蓄水量144萬m3，保土7.33萬t。治理后項目區水土流失得到有效控制，地表徑流狀況得到改善，糧食安全得到保障，自然災害和水質污染得到減輕，同時在改善調節小氣候、凈化空氣、美化環境、保護野生植物等方面將發揮巨大的作用。在其運行期內預計可獲得累計2679萬元的經濟效益，對于提高農民生活水平具有重要作用。

5 結語

水土保持工程治理是黑土資源保護的重要措施和手段，黑土區治理應以控制水土流失為目標，以保護黑土資源和糧食安全為中心，在改善生態環境的同時，優化地區產業結構，維護地區社會穩定。通過對新賓縣永陵項目區水土保持治理工作的經驗總結，對于黑土區水土保持措施體系的建設主要得到一下幾點經驗：

（1）坡耕地是水土流失比較嚴重的地方，黑土區宜采取坡改梯、退耕還果、和等高耕作等措施改變微地形，減少泥沙下泄；

（2）荒山荒坡和部分大坡度的坡耕地，采取營造水保林、退耕還果措施，通過產業結構調整，使群眾在減少耕作面積的同時增加其經濟收入，同時增加上述地類的水源涵養能力；

（3）對疏林、殘林、幼林地以封育治理為主，采取推廣舍飼、圍欄、封禁管護等措施，進一步提高植被的自我修復能力，依靠生態自我修復能力，增加林草覆蓋率。

（4）溝道內是流失泥沙和徑流匯聚的地方，侵蝕溝主要布設谷坊以達到減緩水流下泄速度及攔沙目的，小流域溝道內的河道兩側多為耕地，措施以農田防護工程為主，以達到保護基本農田的目的。

（5）修筑作業路、方塘和舍飼等措施，改善農民生活環境條件。

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S157

B

1672-2469（2015）05-0076-04

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.024

秦一博（1981年—），男，工程師。