孫 飛
(朝陽縣水土保持局,遼寧 朝陽 122000)
喇嘛洞項目區水土流失綜合治理研究
孫 飛
(朝陽縣水土保持局,遼寧 朝陽 122000)
水土流失有效治理不僅是修復生態環境的重要環節,也是促進區域經濟社會可持續發展的關鍵,嚴重的水土流失導致山丘區群眾生產生活水平的下降,不利于開展項目區新農村建設。文章以建昌縣喇嘛洞項目區為研究對象,通過進行實地考察和收集基礎資料,結合當地的實際水土保持綜合治理狀況,通過對比研究分別從經濟效益、生態效益、社會效益等方面對建昌縣喇嘛洞項目區水土保持工作進行綜合治理和效益評價。結果表明,該項目區共治理坡耕地面積212.13hm2,水土流失現象、不合理利用土地現象得到改善,居民人均收入相應提高,生態治理工作全部收益達到2931.2萬元。整個喇嘛洞項目區的水土流失現象基本得到有效控制,整體態勢逐步向有益方向發展。
喇嘛洞項目區;水土保持;綜合治理;效益評價
水土保持不僅是修復生態環境的重要環節,也是促進區域經濟社會可持續發展關鍵所在。由于自然因素和農業生產模式的雙重原因導致水土流失面積已占流域總面積的31.22%,嚴重的水土流失一方面使得該地區經濟發展落后,農業生產水平低下,生產糧食效率低而且不平衡,限制了項目區農業發展和降低了抵抗自然危害的能力,另一方面使得農業綜合生產能力低下,經濟效益低下,嚴重地限制了該項目區人民發展水平的方向,水土流失現象已成為建昌縣喇嘛洞項目區所面臨的關鍵生態建設問題之一。
目前,眾多學者針建昌縣喇嘛洞項目區的水土保持問題進行了大量的的研究,研究成果較為豐富,但大多數的研究僅是從單一效益評價方面分析,針對建昌縣喇嘛洞項目區水土保持的綜合效益評價方面研究的不夠深入。
因此,文章以遼寧省建昌縣喇嘛洞項目區為研究區域,運用對比法重點針對喇嘛洞項目區水土保持治理方法與治理效果進行研究,從而有效治理喇嘛洞項目區水土流失,提高喇嘛洞項目區群眾生產生活條件,進一步促進區域經濟社會可持續發展,并為治理者下一步工作的開展提供了重要考究。
項目區地處遼西低山丘陵區,該區域四季分明,春季干旱少雨,雨熱同期,日照充足,溫差較大夏季炎熱,降水集中,冬季寒冷干燥。年平均降雨量約為530mm,年平均徑流深約112mm,降水量年季間變化大,年內分配不均勻,多集中在7、8、9三個月,占全年降雨量的約75%。蒸發量約為1812mm,相對濕度約52%,年平均氣溫約9℃,年均日照時數約2913h,無霜期約169d,太陽總輻射量約600j/cm2,大風日數約18d,平均風速約2m/s,冬季以西北風為主,夏季以東南風為主。低溫冷害及霜凍對本區域作物危害時有發生。建昌縣年積溫、無霜期等因素均適合農作物生長。但喇嘛洞項目區內降雨量分布不均,不利于農作物生長。項目區總面積986.12hm2,項目區為現有地147.12hm2,其中有林地101.13hm2,疏林地42.13hm2,灌木林地3.12hm2見表1。林草覆蓋率為51.13%,喬木樹種主要有油松、楊樹、刺槐、榆樹等,灌木樹種主要有沙棘子、荊條、棉槐等,經濟林主要有蘋果、山杏、梨樹等,林木成材率較低見表2。項目區內的土壤類型以黃褐土松散黏質砂土和砂礫層為主,成土母質主要是黃土和黃土性沖積物。在褐土亞類中淋溶褐土分布廣泛,土壤腐殖質較薄,土壤通透性差,抗沖蝕性弱,該項目區土壤侵蝕嚴重見表3,極易發生水土流失。
土層厚度在15-150cm之間,土壤PH值為7.0-8.0。全縣水土流失面積112km2,占總面積的59.12%。總體來看項目所在地氣候適合作物生長,但水土流失較為嚴重,一直是制約農業發展的瓶頸,因此加快各項目區坡耕地水土流失綜合治理進程已迫在眉睫[1-3]。

表1 建昌縣喇嘛洞項目區土地利用狀況

表2 建昌縣喇嘛洞項目區林草覆蓋率

表3 建昌縣喇嘛洞項目區水土流失狀況
2.1 對比法設計原則及標準
對比法是通過對不同事物進行比較,尋找其相同或不同研究方法。對喇嘛洞項目區來說應該以梯田建設為重點,坡面水系及田間道路等措施相配套。強化科技支撐,加強快速機修梯田、水土資源高效利用等實用技術研究和推廣,促進工程的順利實施,同時加強工程實施效益監測評價。加強與小型農田水利建設和農藝、農機措施的結合,搞好坡面水系等小型水利水保工程和田間道路工程的綜合配套,充分發揮工程系統的綜合效益。其中的設計標準是10a一遇5h暴雨標準[4-6]。
2.2 設計思路
設計的總體思路是:在項目區內大量修建水平梯田,以提高坡耕地的經濟效益并達到治理水土流失的目的。本次建設以梯田建設為重點,坡面水系及田間道路等措施相配套,在梯田下方設立溝渠方便排水,先通過梯田坡面將雨水聚集在一起,再將聚集的雨水導流至梯田附近的河道、池塘或坑中。梯田布置5-10坡耕地,侵蝕強度為輕、中、強三種形式。該項目區的石坎高度、田面寬度、石坎長度計算如下:
B=H(ctgα-ctgβ)L=10000/B=10000/14=714
(1)
式中:B為田面寬度,m;田面寬取14m,埂坎斷面取梯田埂坎高0.3m,頂寬0.3。BL為田面斜寬取10.31m;H石坎高度取0.9m;α為坡面坡角取6°,β為田坎測坡角取60°,L為每公頃田坎長度取,m。
設計示意圖如圖1所示。

圖1 水平梯田斷面設計圖
水平梯田的斷面設計是不同坡度下梯田的優化斷面。最優斷面包括以下條件:①要有適當的田面寬度,以適應機耕和灌溉的要求;②合理選定田坎側坡,以保證梯田穩固安全;③在滿足以上要求的同時,盡可能減少單位面積梯田的土方量和移運量,以提高工效,加快速度,降低費用[7-9]。水平梯田斷面要素有有:田面凈寬B、土坎高度H、土坎側坡a、田埂的高度h、和寬度(d、D)。根據該區內土質情況及對現有水平梯田調查,選定田坎內側坡度為45°,外側坡度為60°。根據水平梯田斷面要素關系可計算斷面尺寸。見圖2。

圖2 土坎水平梯田工程斷面圖
符號說明及計算公式:H為田坎高度,B/ctgα-ctgβ;B為田面寬度,B=H(ctgα-ctgβ);h為田埂高度,h=20-30cm;b為田埂頂寬,b=30cm;α為原地面坡度;β為田坎側坡,一般取β=60°;V為單位面積方量,V=83.1H(m3/hm2)=1251H(m3/hm2)。
通過對比法,了解喇嘛洞項目區水土流失的動態變化及防治情況,評價坡耕地水土流失綜合治理工程的防治效益。監測目標是獲取監測區域水土保持綜合效益(保土減沙效益、經濟效益、生態效益、社會效益)、水土流失和水土保持措施情況。最終的措施數量見表4。經過治理,喇嘛洞項目區水土流失得到進一步緩解,水土保持措施結構比例不斷趨于合理化,生態環境有較大改善。

表4 喇嘛洞項目區措施數量匯總表
1)通過本次治理,土地治理程度由原來的23%漲到49.00%、水土流失面積由原先的50%下降到15.00%,水土流失現象得到很大改善,人均基本農田由原先的0.1hm2增加到0.13hm2以上,喇嘛洞項目區內的人均收入由原先的4950元/a漲至6000元/a,年人均上漲了1500元。梯田的建設也加強了農業基礎設施的建設,耕地單位產量有了一定幅度的提升,使群眾生產生活條件得到進一步提高。
2)本次研究工作參考了大量建昌縣喇嘛洞項目區的有關資料,并通過對比法設計思路基本上能夠全面的反映出喇嘛洞項目區的水土保持治理的綜合效益。梯田的建設也加強了農業基礎設施的建設,耕地單位產量有了一定幅度的提升,使群眾生產生活條件得到進一步提高。
3)喇嘛洞項目區的治理工作結束時間不長,各項經濟、社會、環境指標效益仍處于初始增長階段,隨著治理年限的推移,各項指標將不斷持續增長,整個小流域的水土保持治理綜合效益將發揮至最大值。
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S157
B
1007-7596(2017)09-0103-03
2017-09-10
孫飛(1988-),男,遼寧朝陽人,工程師,研究方向為水土保持。