劉丹強(商南縣水務局陜西商南726300)
丹南小流域綜合治理措施探析
劉丹強
(商南縣水務局陜西商南726300)
本文通過對丹南小流域余地利用和水土流失現狀及存在問題分析,提出對丹南小流域坡面和溝道實施工程措施和生物措施綜合治理,緩解流域內水土流失危害,保護水土資源,改善區域生態環境,并為南水北調中線工程丹江口水庫調水水質提供保障。
小流域,綜合治理;治理措施
陜西是南水北調中線工程主要水源地,處于丹江口水庫上游的漢中、安康、商洛三市是南水北調中線工程重要的水源區,多年平均入庫水量290億m3,占丹江口水庫多年平均入庫水量的70%。丹江干流全長390km,陜西境內全長249.6km,全部在商洛境內。丹江口庫區及上游水土保持工作,對南水北調中線工程水源地的保護具有十分重要的意義。
商南縣丹南小流域位于縣城西南45 km處的金絲峽鎮,介于東經110°30′49″-110°37′43″、北緯32°24′04″~33° 30′17″之間,是商南縣“丹治”二期十里坪項目區四條小流域之一,項目區境內有國家5A級著名旅游風景區—金絲峽。土地總面積41.24km2,其中水土流失面積17.22km2。流域屬秦嶺南坡余脈土石山區,整個小流域地形呈南高北低趨勢,境內山高谷峽,溝道縱橫,地面坡度較陡,地表破碎,丹江沿岸坡耕地較緩,且光照充足,小河內坡耕地較陡。流域內主要河流是丹江、小河,丹江自西向東橫穿整個流域,其它溝道沿河兩岸分布。該流域屬北亞熱帶氣候區,氣候溫暖,日照充足,冬無嚴寒,夏無酷暑,多年平均氣溫14℃多年平均降雨量803.2mm,降水年內分配不均,主要集中在7月、8月、9月三個月,且多以暴雨形式出現,降水量約占全年降水總量的50%。流域內土壤以棕壤、潮土、黃褐土為主,有機質、微量元素較缺乏,保水肥能力差。受地形、土壤、氣候等因素影響,植被類型廣泛,水土保持林主要有櫟、松、柏、黃連木及雜灌,經濟林種主要有生漆、油桐、核桃等。丹南小流域隸屬金絲峽鎮,內轄丹南、丹北和寺灣三個行政村,590戶,總人口2386人,其中農業人口1315人,農業勞動力632人,農業人口密度32人/km2。2012年流域內糧食總產量48.13萬kg,糧食平均單產2255kg/hm2,農業人均產糧366kg。農村經濟總收入1824萬元,農民人均純收入2399元。

表1 丹南小流域土地利用現狀表

附表2 丹南小流域水土流失現狀表
土地利用及水土流失情況。治理前流域內土地利用情況見附表1,附表2
梯坪地主要分布在丹江河道兩岸和支溝溝道以及緩坡坡面上,坡耕地主要分布在丹江兩岸垣上以及支溝坡面上。農業人均基本農田只有0.6畝,且都是20世紀70年代所修建的陡坡梯田和河灘地,地塊小、質量差、產量低、無保障。土地利用結構不合理,利用率低。
流域內水土流失面積1721.6hm2,占土地總面積的41.7%,主要分部在坡耕地、荒山荒坡和疏林地上。造成嚴重水土流失的主要有兩方面原因:一是自然因素,流域內地形破碎,降雨分布不均,主要集中在7月、8月、9月三個月,且多以暴雨形式出現,大強度的降雨在坡面匯聚形成徑流對坡面造成極大的沖刷;二是人為因素,當地人多地少的矛盾突出,群眾不得不大量開墾陡坡耕地,導致坡面覆蓋度大幅度降低,大大削弱了坡面的抗雨滴濺擊和雨水沖刷能力。
2.1坡面治理措施配置
坡面治理以林草措施為主,并配套相應的工程措施。
林草措施。主要布置在需退耕的坡耕地和荒山荒坡上,該流域共規劃實施了水保林453.3hm2,經果林80.4hm2。水保林主要布置在坡度大于25°的陡坡耕地上和荒山荒坡上,根據適地適樹的原則,樹種主要有油松、側柏、刺槐等;經果林主要布置在坡度較小、土質、陽光等條件較好的坡耕地上,種植樹種有板栗、核桃等。對有一定數量的伐根、根孽更新能力強和母樹天然下種條件下形成的疏林地、灌叢、采伐跡地及荒山、荒坡通過封禁的方法,加上人工補植、治理和科學管理,促進植被恢復和生長。通過建立封禁制度、設立組織,落實責任、天然更新改造措施、解決群眾實際問題、加強預防監督來保障封禁措施的有效落實,達到生態自然恢復的目的。
工程措施。由于流域內人口密度較大,坡耕地全部退耕后,糧食產量不能滿足農業人口糧食需求,經計算通過增加基本農田35.2hm2,便可基本滿足人均產糧400公斤的需求。由于流域內土質松散,降雨量充沛,宜采用石坎梯田,按照當地降雨量和降雨特點,在梯田中配套沉沙池、蓄水池各6座,坡面排灌溝渠1km,田間道路1km。
2.2溝道治理措施配置
丹南小流域治理中,按照“山、水、田、林、路、村”統一規劃的要求,科學配置治理措施,突出坡面治理,完善溝道治理。為了制止溝底下切,同時也穩定溝頭,制止溝岸擴張,從溝道攔擋洪峰及泥沙下泄,為了進一步防治坡面徑流對溝道兩岸農田造成威脅,規劃在溝道內新建谷坊2座,布置河堤0.6km。
河堤設計:根據長江流域水土保持技術手冊要求,河堤按10年一遇洪水標準設計,20年一遇洪水校核,堤身采用漿砌石砌筑、混凝土壓頂。
坡面排灌溝渠設計:排灌溝渠主要布置在較大的支溝中,以利于排導山洪,防止沖毀或淹沒農田,保護村莊安全。排灌溝渠按10年一遇洪水標準設計,同時結合田間道路及沉沙池、蓄水池一并設計,渠身采用漿砌石、砂漿抹面、混凝土壓頂。
谷坊設計:按照因地制宜,就地取材,經久耐用,抗滑抗傾,能溢能泄的原則,該流域采用石谷坊,按10年一遇洪水標準設計,20年一遇洪水校核,壩址選在“口小肚大”地質良好地段。
水土保持措施的作用是多方面的,在防止或減少水土流失的基礎上,可以發揮其更多更大的作用。丹南小流域治理主要從經濟效益、社會效益和生態效益三個方面來反映。
3.1經濟效益
(1)計算方法
林草措施:效益計算期取20年。
喬木林年平均直接經濟效益計算公式如下:

M——喬木林平均年直接經濟效益。
n——林齡。
Wn——喬木種植n年時的活立木蓄積量
p——每m3活立木蓄積的林價。
M′——每年管理整枝提供的薪柴價值,可用年總產量乘以柴草單價計算。
水土保持經濟林、灌木林措施直接經濟效益計算公式如下:

M——實施措施后總直接經濟效益。
∑Ai——計算時段內措施有效累計面積。
p——措施產品的單價。
q——實施措施后產品年平均畝產量。
M0——相應計算時段內未實施措施情況下的土地毛效益。
林草措施發揮效益后,直接經濟效益按公式(3-1)、(3-2)計算可達1339.28萬元。
(2)工程措施:作物增產效益計算公式如下:

M——某單項工程措施實施后的農作物增產的總直接經濟效益。
∑Ai——計算時段內某措施有增產作用的有效累計面積。
p——農作物產品的單價。
q0、q——措施實施前后農作物年平均畝產量。工程措施實施后,直接經濟效益按公式(3-3)計算可達300.96萬元。
丹南小流域治理工程自2013年9月開工,2015年8月完工,共投入資金696.64萬元,其中中央投資558萬元,群眾投勞折資138.64萬元。治理后流域內糧食平均畝產400kg,總產達52.92萬kg,增產4.79萬kg,農民人均純收人可達2399元。到治理期末,坡耕地面積減少,可糧食總產量反而增加。水土保持林、經濟林、生態修復措施實施后年平均直接經濟效益可高達66.96萬元。所有措施發揮效益后,總直接經濟效益可達1640.24萬元。治理期末效益費用比1.24,經濟凈現值93.2萬元,投資回收年限15年。
3.2社會效益
隨著各項措施的綜合配套,共同作用,形成了一系列的攔、蓄、排等防護體系,在延緩洪水匯流,減少泥少下泄,防止下游河溝淤積,削減洪峰,保護下游耕地、村莊、居民安全等方面,起到了很大的作用。經過治理,同時也為國家5A級景區-金絲峽旅途環境增光添彩。
3.3生態效益
經過治理,流域內林草面積占到宜林宜草地面積的90%以上,森林覆蓋率由治理前的50.7%增加到63.7%。林草植被覆蓋度的提高,局地小氣候得到改善。經過治理,土地肥力提高,土壤結構得到改良,土壤侵蝕深度減小,水土流失得到有效控制,生態系統功能發揮效應。年可涵養水源20.56萬m3,攔蓄泥沙7.26萬t。堤防建設可有效保護流域內耕地和村莊安全。
丹南小流域通過各項水土保持綜合措施的治理,不僅能有效提高流域內群眾收入,而且能增強流域內水源涵養能力,保持水土,凈化水質,減少面源污染,保證丹江口水庫的水質。丹南小流域綜合治理措施的實施,有利于推廣按照各小流域的特點逐步實施,由點到面,推動整個丹江口庫區及上游水源地水土保持工作,使水土保持工作的綜合性得以充分體現。為保護丹江口庫區及上游水源地水質,滿足南水北調中線工程調水需求,為“一江清水送北京”提供強有力保障。最終實現“共享一片藍天,同飲一江清水”美好藍圖。陜西水利
[1]賈仕淼,等.農業資源調查和農業區劃報告集[J].商南縣農業區劃委員會辦公室,1984,12.1-17.
[2]劉增文.水土保持規劃設計與效益計算[S].西北林學院,1993,4.154-215
[3]劉丹強,周希陽.商南縣十里坪項目區丹南小流域實施方案.商南縣水土保持工作站.2013,10.
(責任編輯:唐紅云)
S157.1
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