榆陽區(qū)稻科灣小流域綜合治理探析

張勝利

(榆林市水土保持科學(xué)研究所,陜西 榆林 719000)

榆陽區(qū)稻科灣小流域綜合治理探析

張勝利

(榆林市水土保持科學(xué)研究所,陜西 榆林 719000)

摘要：稻科灣小流域為黃土丘陵地貌，區(qū)內(nèi)溝壑縱橫、溝谷深切，土壤侵蝕模數(shù)為8000 t/(km2·a)，屬于國家級水土流失重點治理區(qū)。通過分析稻科灣流域基本情況、水土保持現(xiàn)狀和水土流失危害，對水土保持存在問題進行探討，結(jié)合實際，按照“分類防治，因需施措；溝坡兼治，生態(tài)優(yōu)先；注重示范，強化監(jiān)測”的思路，從坡改梯、谷坊、集雨窖和水保林建設(shè)等方面，提出流域綜合治理方案，以改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：榆陽；小流域；水土流失；治理；措施

1概況

稻科灣小流域位于榆林市榆陽區(qū)南部丘陵山區(qū)，涉及榆陽區(qū)青云鎮(zhèn)的杜家溝、鄭家川、李家山、太平溝、稻科灣和古塔鎮(zhèn)的松樹峁等6個行政村，共有人口3356人。流域總面積38.36 km2，其中耕地807.92 hm2，水土流失面積35.30 km2[1]。小流域為黃土丘陵地貌，間挾有黃土蓋沙地貌，地勢東北高西南低，海拔標(biāo)高在1281.61～1057.0 m之間，相對高差為224 m。區(qū)內(nèi)溝壑縱橫、溝谷深切，水土流失嚴重，屬于國家級水土流失重點治理區(qū)。

2水土保持現(xiàn)狀和水土流失危害

2.1水土保持現(xiàn)狀

稻科灣小流域是無定河流域水土流失嚴重地區(qū)，區(qū)內(nèi)植被稀少，溝壑縱橫，地形破碎，水力、風(fēng)力、重力侵蝕并存。自2013年以來，各級政府高度重視水土流失的防治工作，大力營造水土保持林，建設(shè)基本農(nóng)田，取得了顯著成效，截止2015年，流域內(nèi)共完成綜合治理面積1131.15 hm2，治理度達32.0%，小型水利水保工程15處。

2.2水土流失現(xiàn)狀及危害

黃土高原區(qū)以其強烈的土壤侵蝕著稱于世[2]。稻科灣流域內(nèi)水土流失量主要來自原有地貌黃土梁峁、溝壑、荒草地和疏林地區(qū)域，土壤流失強度以強烈和極強烈侵蝕為主，流域土壤侵蝕模數(shù)為8000 t/(km2·a)，年土壤侵蝕量為28.24萬t。地貌特征是影響水土流失的主要因素之一[3]。嚴重的水土流失不但影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，還惡化了生態(tài)環(huán)境，加劇了土地和小氣候的干旱程度以及其他自然災(zāi)害的發(fā)生。主要表現(xiàn)在：

一是沖毀土地，破壞農(nóng)田。流域內(nèi)土壤抗蝕能力差，陡坡墾種又為水土流失創(chuàng)造了條件，每逢暴雨加速了細溝、切溝的擴張和沖溝發(fā)育，將土地分割得支離破碎，表土隨水沖走。

二是土層變薄，肥力減退。坡耕地侵蝕嚴重，土壤有機質(zhì)不斷被洪水沖走，導(dǎo)致土壤貧瘠，肥力下降，土地生產(chǎn)能力日趨降低。

三是淤積河道、水庫，影響河道行洪、農(nóng)業(yè)灌溉。由于嚴重的水土流失，已造成榆溪游河河道淤積嚴重，每遇較大洪水，會造成行洪不暢，洪水倒灌，對當(dāng)?shù)卦斐蓢乐氐暮樗疄?zāi)害。

四是威脅村鎮(zhèn)，破壞交通。嚴重的水土流失造成地表攔蓄徑流能力下降，使洪水暴漲暴落，山洪暴發(fā)，沖毀道路，淹沒農(nóng)田。

五是生態(tài)失調(diào)，干旱缺水。由于長期的水土流失，使項目區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞，旱情、沙塵暴日趨發(fā)展[4]，大小河流斷流頻繁，生態(tài)環(huán)境惡化，災(zāi)害嚴重。據(jù)調(diào)查流域內(nèi)近兩年內(nèi)共出現(xiàn)大小旱災(zāi)13次，農(nóng)作物收成不到3成，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。

3水土保持存在問題

(1)流域內(nèi)耕地多為以前開墾的人工窄排梯田和坡耕地，產(chǎn)量低而不穩(wěn)，需增加部分高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田面積。

(2)流域內(nèi)有大面積的荒草地，容易受到雨水和風(fēng)沙侵害。荒草地1025.72 hm2，占總面積的26.7%，因此，在滿足人均糧食需求的前提下，大力發(fā)展水土保持林草有利于減少水土流失。

(3)流域內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，農(nóng)用地面積較大，林牧業(yè)用地偏少。稻科灣小流域內(nèi)農(nóng)、林、牧用地比例為1∶0.82∶0.11，流域內(nèi)耕地、荒草地、疏林地比例較大，經(jīng)果林、林草地比例較小，且郁閉度較低，普遍在0.2以下，大部分疏林地林分質(zhì)量較低，成為水土流失的重要原因之一。

(4)生態(tài)環(huán)境惡劣，水資源供需矛盾突出。稻科灣流域?qū)儆芟恿饔蛞患壷Я髑嘣茰纤担鳒祥L8.5 km，為季節(jié)性河流。流域內(nèi)地下水資源貧乏，只在有隔水層存在的局部地段才有泉水出露，水資源貯量稀少，可利用水資源量相對較少，水利配套設(shè)施較差，水資源緊缺。

4綜合治理方案

通過坡改梯、谷坊、集雨窖和水保林等綜合治理，減少泥沙進入下游河段，促使當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到顯著改善。

4.1工程布局

小流域治理是山區(qū)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的首要問題[5]。根據(jù)流域區(qū)的地貌特征，治理措施布局以太平溝村、新莊科村為中心，向四周輻射，以坡面水土保持為主導(dǎo)，從梁峁頂、梁峁坡、峁邊線、澗地區(qū)、溝谷坡、溝谷底進行措施綜合配置，在近村緩坡地修筑水平梯田，溝道內(nèi)建設(shè)土谷坊，封山育林育草。為了推動和規(guī)范水土保持重點治理工作,發(fā)揮小流域典型示范作用,在太平溝村規(guī)劃修建500 m3蓄水窖，打造4.3 hm2種植示范點，配套節(jié)水噴灌設(shè)施，發(fā)展高標(biāo)準(zhǔn)林果種植。

4.2坡改梯工程

稻科灣小流域現(xiàn)有坡耕地坡度均小于25°，根據(jù)糧食預(yù)測，小流域內(nèi)靠近居民點的集中連片的坡耕地進行坡改梯，共包括17個圖斑，坡改梯治理面積為92.55 hm2。梯田的設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇24 h最大暴雨，田面寬度為：地面坡度在5°～10°，排寬大于35 m，田坎高度4.0 m以上；地面坡度10°～15°，排寬大于25 m，田坎高度5.0 m以上。土層厚度60～80 cm，熟土層在30～50 cm，進行適當(dāng)深翻。根據(jù)流域內(nèi)土壤、地質(zhì)、水文、坡度等因素，按圖1土坎梯地設(shè)計圖設(shè)計。

圖1　土坎梯地設(shè)計圖

水平梯田斷面要素關(guān)系為：

田坎高度

(1)

原坡面斜寬

(2)

田面毛寬

Bm=Hctgθ

(3)

田坎占地寬度

b=Hctgα

(4)

田面凈寬

B=Bm-b=H(ctgθ-ctgα)

(5)

式中：θ為原地面坡度；α為梯田田坎坡度。

除以上因素外，田邊應(yīng)有蓄水埂，高0.5 m，頂寬0.5 m，內(nèi)坡比1∶1。

工程土方量計算:V=1250 H(根據(jù)四舍五入取近似值)。

按照地形條件，梯田地塊設(shè)計長度為100～300 m。

選擇169號地塊作為典型圖斑進行斷面設(shè)計，共22排。計算結(jié)果見表1，不同坡度的典型設(shè)計見附圖1(田塊設(shè)計1～22)。

表1　坡改梯斷面尺寸計算表

梯田修平后，在挖方部位多施有機肥(單位面積施肥量較一般施肥高一倍左右)，同時深耕30 cm左右，促進生土熟化，并栽植經(jīng)濟價值高的花椒來發(fā)展田坎經(jīng)濟。

4.3谷坊

重點治理溝道比降大，遇暴雨易形成山洪，沖毀農(nóng)田，淤塞溝道，抬高河床，造成嚴重的水土流失的溝道。根據(jù)工程的地質(zhì)條件、氣候特征及水文條件，在比降大于5%的太平溝布設(shè)土谷坊8座。防御標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇3～6 h最大暴雨。谷坊斷面為梯形，壩高3～4 m，頂寬3 m,底寬9.0～13.2 m，迎背水坡坡比1∶1.2，谷坑內(nèi)土地平整度達到0.2%。溢洪口設(shè)在土壩一側(cè)的堅實土層上，上下兩座谷坊的溢洪口盡可能左右交錯布設(shè)。溢洪口為明渠式，梯形斷面，底寬1.0 m，深0.5 m，坡比1∶1。谷坊間距：15～30 m。

4.4集雨節(jié)灌工程

集雨節(jié)灌工程包括集雨場、沉淀池、蓄水池、供水管道和節(jié)灌設(shè)備。工程位于太平溝村東南的青草梁山頂上，現(xiàn)有硬化場地約0.33 hm2。為了保持水土，美化環(huán)境，在集雨場周邊裸露的區(qū)域栽植100株油松。同時，將集流面匯集的雨水全部收集進入沉淀池進行沉淀，設(shè)計沉淀池為圓形，半徑為3.98 m，池深0.9 m，采用M7.5水泥砂漿砌磚建筑，沉淀池進水口處設(shè)置攔污柵。設(shè)計蓄水工程有效容積為500 m3。根據(jù)對現(xiàn)場的初步勘察，設(shè)計單池長14.0 m，寬10.0 m，高3.5 m，基礎(chǔ)采用0.6 m厚的3∶7灰土墊層進行處理，地基承載力不小于150 Pa，池底厚度為0.25 m,池壁厚度為0.25 m。水池設(shè)計抗?jié)B等級為S6，水池內(nèi)外壁、底板采用1∶2防水水泥砂漿進行抹面，磨面厚度為20 mm，頂板支柱、導(dǎo)流墻抹面可用1∶2水泥砂漿抹面，抹面厚度為15 mm，頂板外表面用水泥砂漿找平后，鋪設(shè)SBS防水卷材，并覆土夯實，覆土厚度為1.0 m。

供水管道分為兩級，主管道首端與蓄水池連接，由高到低沿生產(chǎn)道路布置，在每一臺梯田地上設(shè)置1座分水閥門井，由閥門井引出支管道，按噴灌設(shè)計的間距進行布置。設(shè)計供水主管道管徑為160～90 mm，管道壓力為0.63 Mpa。噴灌系統(tǒng)支管垂直主風(fēng)向布置，噴頭間距采用18 m，支管間距采用24 m，在設(shè)計風(fēng)速時噴灌均勻系數(shù)不低于75%。

4.5林草措施

水土保持林：主要布設(shè)在流域內(nèi)25°以上的荒草地上，坡面營造以樟子松、側(cè)柏、紫穗槐為主的護坡林；對于峁邊線侵蝕強烈，可采取魚鱗坑整地，栽密集型紫穗槐灌叢帶，攔截徑流，防止崩塌；溝谷底栽植沙棘封溝林，防護溝頭溯源侵蝕，水保林面積為327.11 hm2。

經(jīng)濟果林：在近村、立地條件較好的向陽坡地采取水平階或大魚鱗坑整地方式種植大扁杏，以增加農(nóng)民收入，經(jīng)濟林面積80.83 hm2。

植物護埂：在新修的梯田坎上種植紫穗槐，一來保護田坎，二來增加收入。植物護埂7.2 km。

道路綠化：對新修生產(chǎn)道路進行綠化，路邊栽植行道樹5.9 km。

水土保持草：在遠村陡坡地種植紫花苜蓿等適生牧草，種草面積142.46 hm2。

封育：主要布置在流域內(nèi)的疏林地上。選擇的疏林地經(jīng)采取補植、人工管護后能夠利用自身條件恢復(fù)森林植被，封禁的荒山雜草地不適宜造林，封禁治理面積為745.76 hm2，在封禁區(qū)的主要出入口布置封禁牌。

5結(jié)語

稻科灣小流域內(nèi)全年干旱多風(fēng)，風(fēng)蝕嚴重，水力面蝕發(fā)育，水土流失嚴重。根據(jù)國家水土保持重點建設(shè)工程《榆陽區(qū)劉千河項目區(qū)實施規(guī)劃報告(2013—2017年)》，對稻科灣小流域進行綜合治理。通過此次治理，水土流失得到有效治理和控制，治理程度達到70%以上，林草覆蓋率達到30%以上，人均基本農(nóng)田0.1 hm2以上，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和土地利用結(jié)構(gòu)趨于合理，農(nóng)民人均純收入穩(wěn)定增長，生產(chǎn)生活條件得到改善。

參考文獻：

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作者簡介：張勝利(1968-)，男，工程師，主要從事水土保持和科學(xué)研究工作。

中圖分類號：S157.1

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-0506(2016)04-0091-04