麥海因河小流域綜合治理效益分析

祁世磊

（水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

小流域?qū)τ诘貐^(qū)防洪、排澇、農(nóng)業(yè)灌溉等水利措施具有重要作用，而目前我國多地區(qū)小流域堵塞和水土流失嚴(yán)重，嚴(yán)重浪費(fèi)了土地等自然生態(tài)資源。加強(qiáng)小流域治理，對提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展性意義重大，尤其針對新疆、內(nèi)蒙等西部內(nèi)陸地區(qū)，小流域治理對于防治水土流失和水土沙漠化也有著積極作用。治理措施和綜合效益分析是小流域治理工程可行性的重要依據(jù)，因此必須緊密結(jié)合工程實際情況來設(shè)計科學(xué)合理的治理措施，并對治理后的綜合效益進(jìn)行分析。

1 工程概況

麥海因河小流域位于新疆塔城地區(qū)額敏縣境內(nèi)，流域內(nèi)土地面積4174.8 hm2，由于當(dāng)?shù)剡^度放牧造成流域內(nèi)植被破壞、水土流失嚴(yán)重，洪水、干旱等自然災(zāi)害增多，生態(tài)環(huán)境日漸惡化。經(jīng)統(tǒng)計目前麥海因河小流域水土流失面積達(dá)到1835 hm2，占總面積的44.0%。本次設(shè)計治理項目區(qū)范圍是麥海因水庫上游3.38 km、下游1.0 km河道兩岸區(qū)域，東西長約1.67km，南北寬約4.38 km，防治范圍面積731.46 hm2。

2 麥海因河小流域綜合治理措施分析

本工程總體以“工程治理為主，生物治理為輔”為原則，實行治理與保護(hù)相結(jié)合。對河床沖刷較嚴(yán)重地區(qū)進(jìn)行河道整治，水土流失較嚴(yán)重地帶實施林草治理，自然草場退化地帶實行改良與封育治理，綜合治理包括工程措施、林草措施和封育治理措施[1]。

（1）工程措施

工程措施主要是滴灌系統(tǒng)設(shè)計，覆蓋灌溉面積為10.92 hm2，主干管采用φ250鋼管，設(shè)計流量為0.061 m3/s；干管采用φ200PVC-U管；給水栓采用φ90PVC-U管，設(shè)計流量為30 m3/h；支管采用φ90PE管，毛管采用φ32PE，微管采用φ12PE。主干管和干管的管道開挖斷面為梯形，邊坡1:1，底寬0.8 m，管底鋪設(shè)20 cm厚細(xì)土，管道埋深0.8 m。管道回填時從管底至管頂以上40 cm范圍內(nèi)填細(xì)土，以免管道被砸壞[2]。

（2）林草措施

①水保林設(shè)計

本工程共設(shè)水保林7.32 hm2，選用楊樹作為樹種，共種植楊樹苗12627株，株距3 m，行距2 m。在種植樹木前對場地進(jìn)行平整，造林采取穴植，選三年胸徑大于6 cm的一級苗栽植，穴徑為方形0.5 m×0.5 m，深0.5 m，栽植后踏實、灌溉[3]。

②經(jīng)果林設(shè)計

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，本工程最終選用蘋果樹為經(jīng)果林樹種，共需蘋果樹苗6210株，株距3 m，行距2 m。在種植樹木前對場地進(jìn)行平整，造林采取穴植，選兩年胸徑大于3 cm的一級苗栽植，穴徑為方形1 m×1 m，深1 m，栽植后踏實、灌溉。

③灌木林設(shè)計

本工程共設(shè)水保林3.91 hm2，據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，項目區(qū)最終選用紅柳為灌木，共需紅柳苗7820叢。在種植前對場地進(jìn)行平整，造林采取穴植，選冠高150 cm的一級苗栽植，穴徑為方形0.5 m×0.5 m，深 0.5 m，栽植后踏實、灌溉。

（3）封育治理措施

本次封育治理的面積總計731.46 hm2。由于確權(quán)困難，封禁位置選擇在麥海因水庫管理區(qū)范圍內(nèi)，主要為天然草場。將項目區(qū)采用金屬絲網(wǎng)格圍欄圍護(hù)，封禁面積為91.05 hm2，將草場保護(hù)起來，禁止開墾放牧[4]。

3 麥海因河小流域綜合治理效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）經(jīng)濟(jì)和蓄水保土始效期確定

本項目采用“靜態(tài)計算方法”來確定項目的經(jīng)濟(jì)計算期，而各個措施的經(jīng)濟(jì)和蓄水保土效益始效期標(biāo)準(zhǔn)，見表1[5]。

表1 各措施效益始效期（單位：年）

（2）經(jīng)濟(jì)效益計算

經(jīng)濟(jì)效益計算主要為當(dāng)?shù)赜捎谏鷳B(tài)環(huán)境條件的改善和果林業(yè)的收入，增強(qiáng)流域內(nèi)抵抗自然災(zāi)害的能力和經(jīng)濟(jì)收入。經(jīng)濟(jì)計算期內(nèi)各項措施累計有效面積F計算見（3-1）[6]。經(jīng)估算，各個措施實施后每年新增經(jīng)濟(jì)收入23.06萬元。

式中：m為前期效益年限，a（見表2）；n為經(jīng)濟(jì)計算期，a；t 為經(jīng)濟(jì)效益始效期，a；f為規(guī)劃期末單項措施實施總面積，hm2。

表2 各措施前期效益年限（單位：年）

3.2 生態(tài)效益分析

（1）蓄水保土效益

①保水效益

保水效益是指各項措施能夠攔蓄降水及冰雪融化產(chǎn)生的流量。麥海因河小流域項目區(qū)所能產(chǎn)生的保水效益NX計算公式如（3-2）。

式中：Nx為蓄水效益，m3；Wn 為各項措施攔蓄水量，m3/hm2；W為措施面積，hm2。

②保土效益

保土效益是指各項措施攔蓄或減少沖刷泥土的效益，麥海因河小流域項目區(qū)能產(chǎn)生的保土效益NI計算公式如（3-3）。經(jīng)計算，項目實施后新增保水量為74.14萬m3，保土量1.49萬t。

式中：NI為攔泥效益，103 t；Sn為各項措施攔泥量，t/hm2；S 為措施面積，hm2。

表3 蓄水保土效益計算表

（2）生態(tài)圈效益

各項治理實施后麥海因河小流域項目區(qū)保水能力逐漸增大，預(yù)計可提高20%以上，地表徑流狀況得到有效改善，洪水總量減少，降雨經(jīng)截流滲入地下，補(bǔ)給土壤，增加常流水量，形成水圈生態(tài)良性循環(huán)。

隨著項目區(qū)保土能力逐年增大，土壤的水分、氮、磷、鉀有機(jī)質(zhì)也免于流失，土壤肥力增大，在水肥氣熱作用下，有利于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，從而使土壤孔隙率提高，加快有機(jī)質(zhì)的熟化，促進(jìn)植物的生長，形成土圈生態(tài)效益的良性循環(huán)。

隨著項目區(qū)林、草面積不斷擴(kuò)大，林區(qū)、林網(wǎng)附近的風(fēng)力將會明顯減弱，小氣候形成，溫度變幅減少，濕度將相對增大，減輕地霜凍和干熱風(fēng)的危害，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，有利于經(jīng)濟(jì)林生長。生態(tài)圈一旦形成并穩(wěn)定，產(chǎn)生的效益預(yù)估可超1000萬元，而且有利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 社會效益分析

（1）減輕自然災(zāi)害

麥海因河小流域項目區(qū)經(jīng)過綜合治理，可使土地利用率提高30%，土地生產(chǎn)效率提升，風(fēng)蝕災(zāi)害降低，為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造良好的生存環(huán)境，更有助于麥海因水庫旅游區(qū)的發(fā)展。各個措施實施后項目區(qū)植被利用率可提高28%，洪澇等自然災(zāi)害減少，有利于當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)牧業(yè)健康發(fā)展。

（2）促進(jìn)社會進(jìn)步

麥海因河小流域項目區(qū)水保工程的實施可調(diào)整當(dāng)?shù)赝恋乩媒Y(jié)構(gòu)和農(nóng)村生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，促使農(nóng)村剩余勞動得到高效利用，有助于促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)營狀況由單一向多元化轉(zhuǎn)變，使人口資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展走向良性循環(huán)，有利于當(dāng)?shù)厝罕娒撠氈赂槐夹】怠?/p>

4 結(jié)語

麥海因河小流域綜合治理工程實施后有效地遏制了草場的退化，挽救了麥海因流域內(nèi)的各族人民賴以生存的綠洲，對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展影響深遠(yuǎn)，綜合效益顯著，具有很強(qiáng)的可行性。麥海因河小流域綜合治理工程的成功經(jīng)驗可以為新疆自治區(qū)其他地區(qū)類似工程的實施提供參考依據(jù)，這對提升整個自治區(qū)農(nóng)牧民的經(jīng)濟(jì)和生活水平都有著重要意義。