昌圖縣城關河水土流失綜合治理措施

趙 穎

(昌圖縣水利事務服務中心，遼寧 昌圖 112500)

1 區(qū)域概況

昌圖縣城關河流域，隸屬遼河流域，位于遼寧省昌圖縣東部昌圖鎮(zhèn)，流域面積總計23.27 km2，水土流失面積11.54 km2，楊家屯片區(qū)位于流域東北側，為流域上游。片區(qū)包括太陽山村，昌威線公路自西向東從流域穿過。流域東側與開原市威遠鎮(zhèn)接壤。楊家屯片區(qū)總面積3.43 km2，水土流失面積達到了1.64 km2，占流域總面積的47.89%。半干旱、半濕潤寒溫帶大陸性季風氣候，區(qū)域大多呈低山丘陵地貌。

2 水土流失防治概況

2.1 水土流失類型

城關河流域土壤侵蝕嚴重，屬于土石質輕度侵蝕區(qū)，以輕度水蝕為主。在降雨徑流影響下，由于侵蝕作用形成的溝壑分布廣泛。該流域平均土壤侵蝕模數(shù)為1780 t/(km2·a)[1]。水土流失面積，占流域總面積的47.89%，其中侵蝕數(shù)據(jù)見表1。

表1 土石質侵蝕數(shù)據(jù)

2.2 水土流失原因

水土流失主要是由于自然因素和人為因素導致。其中自然因素包括地形、降雨、土壤等；人為因素主要體現(xiàn)在生產方式上。水土流失成因具體見表2。

表2 水土流失成因

3 水土流失治理措施

本方案治理范圍為昌圖縣城關河流域(楊家屯片區(qū))范圍內可實施水保措施的地塊(125.00 hm2)，治理對象為坡耕地(12.32 hm2)、果園(21.28 hm2)以及適合封育的疏幼林地(91.40 hm2)等[2]。

3.1 工程措施

根據(jù)《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術標準》(SL 446-2009)[3]，采用10 a一遇24 h暴雨設計，每公頃攔蓄水量可按GB/T 16453.4-2008截水溝設計公式計算。

經計算，每公頃徑流量為：

Vw=Mw×F=10×41.43×0.55×1=228 m3

Vs=3×1780×0.01=53.4÷1.2=44.5 m3

V=Vw+Vs=228+44.5=272.5 m3

本次老果園改造因地制宜，采用果樹池臺田及魚鱗坑整地兩種整地形式。因現(xiàn)場原有空地缺苗等現(xiàn)象，因此對老果園進行補植，補植工程量為5389株，見表3。

3.1.1 果樹池臺田整地

池臺田的株行距為3 m×4 m，埂頂寬30 cm，田埂內側高30 cm，每畝設計55個槽，每槽植經濟林1株。

每公頃蓄水量：1.4×3.4×0.8×833=1586 m3，滿足5 a一遇6 h最大攔洪標準。

果樹池臺田設計規(guī)格：株行距3 m×4 m，池臺田四周筑埂，頂寬0.3 m，底寬0.5 m，埂高0.3 m。采用反鏟挖掘機平整田面，人工筑砍。每公頃平整土方量約為1830 m3，人工筑砍量為601 m3。

表3 老果園改造設計表

3.1.2 魚鱗坑整地

魚鱗坑尺寸見圖1，其中長徑1.5 m，短徑1.0 m，深0.5 m，埂寬0.2 m，設計株行距3 m×4 m。

圖1 魚鱗坑整地造林示意圖

挖方量：(1/2×3.14×0.552)×0.5+1/2×3.14×0.752×0.15=0.6104 m3/株

每公頃工程量：0.6104×833=508.47 m3

單個魚鱗坑蓄水量為：1/2×3.14×0.7552×0.3+1.5×0.5×0.3/2+3.14×0.752×0.1=0.586 m3

每公頃蓄水量為：0.586×833=488.34 m3

達到防御5 a一遇6小時最大降雨標準。

3.2 林草措施

3.2.1 設計原則

本設計是在該流域內實地調查的基礎上，主要將立地條件作為依據(jù)，考慮各種土壤類型之間的差異性，結合現(xiàn)已有的栽種水平和造林技術進行設計。設計過程中遵循的主要原則有：①以獲得穩(wěn)定持續(xù)的林分環(huán)境，改善立地質量，適地適樹、因地制宜為準則；②選擇適宜的當?shù)貥浞N，或經多年栽培試驗，適應性較強的樹種，提高栽種成活率；③在山腳至山腰緩坡地段主要栽植果樹和經濟林、在溝底水源充足的地方主要以栽植用材林為主。

3.2.2 樹種選擇及造林密度

根據(jù)適地適樹的原則，其樹種選擇概括以下幾點：①選擇主根系發(fā)達，便于網絡和固結土壤的喬灌木樹種；②選擇耐旱、耐瘠薄和適應性較強的樹種；③選擇生長迅速、容易繁殖、穩(wěn)定性強及種苗來源較為充足和經濟價值高的樹種；④優(yōu)選鄉(xiāng)土樹種。

經過調研，流域內現(xiàn)有鄉(xiāng)土樹種為：紅松、落葉松、檸條和紫穗槐等；果樹經濟林有蘋果、梨等。按以上幾點原則，本次工程主要以蘋果樹為主。

經濟林果樹選用蘋果，栽植在緩坡地段陽坡土層較厚地段，株行距3 m×4 m，均采用果樹池臺田整地方案。

按照《水土保持綜合治理術規(guī)范》，結合當?shù)貙嶋H情況，確定了造林密度，具體見表4。

表4 植物措施栽植密度表

3.2.3 栽植技術

整地時間通常選擇春、秋兩季，最好在雨季前完成。經濟林采用果樹池臺田整地。栽植技術按照“三填、兩踩、一提苗”方法進行，即將表土填于坑底，苗木放入穴中心，于根底再填一些濕潤熟土，用腳踩實，將苗木稍向上輕拔，使苗根與土壤舒展接觸，再將生土填入踩實，最后覆土保墑。栽植深度以超過原根系5 cm～10 cm為基準。

3.2.4 經濟林設計

經濟林果樹選用蘋果樹，行距3 m×4 m，采用果樹池臺田整地方式。依據(jù)《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術標準》(SL 446-2009)[3]，采用10年一遇24 h暴雨設計，每公頃攔蓄水量按GB/T 16453.4-2008進行截水溝設計公式計算[4]。

則每公頃徑流量為：

Vw=Mw×F=10×41.43×0.55×1=228 m3

Vs=3×1780×0.01=53.4/1.2=44.5 m3

V=Vw+Vs=228+44.5=272.5 m3

果樹池臺田田面寬度為3 m，埂頂寬30 cm，田埂內側高30 cm，田面凈寬2.2 m。果樹栽植在距梯田內側埂腳0.5 m位置，行距4 m，每階梯面栽植一排，栽植密度為833株/hm2。臺面挖栽植坑，單坑規(guī)格為0.4 m×0.6 m×0.6 m。

則每公頃蓄水量：2.2×0.3×3×833=1649 m3，滿足攔蓄10 a一遇24 h最大的降雨標準。

果樹靠內側栽植，一方面，在栽植后的頭幾年里果樹苗木較小，梯田外側田面可用于果糧間作，種植花生、土豆等矮桿作物，提高經濟效益。另一方面，當果樹坐果成熟后，可用于作業(yè)道路，便于果品采摘。

采用反鏟挖掘機平整田面，人工筑砍。每公頃平整土方量約為1830 m3，人工筑砍量為601 m3。

3.3 封育治理措施

封育治理是將生態(tài)區(qū)域封閉，禁止人類活動對生態(tài)造成的干擾，利用大自然的力量，發(fā)揮生態(tài)環(huán)境的自我繁衍和自我修復作用，達到大面積、快速防治水土流失的一種系統(tǒng)工程。經過調研發(fā)現(xiàn)，治理區(qū)域水土流失面積較大，防治任務艱巨，必須樹立好人與自然和諧共處的理念。此外，在治理過程中，因地制宜，采取有效的措施。

3.3.1 封育治理原則

(1)根據(jù)治理區(qū)域自然、社會經濟等條件及水土流失的特點、程度等，采取人工輔助措施，在封育治理區(qū)邊緣，設置鐵絲圍欄，防止人、畜對封育治理區(qū)的破壞。

(2)要遵照流域內出臺的相關法規(guī)政策、鄉(xiāng)村制定相應的鄉(xiāng)規(guī)民約，號召為封育治理創(chuàng)造良好的實施環(huán)境，對不合理的建設活動應該及時限制，推進封育治理工作。

(3)加強水土保持封育治理成果保護工作，利用縣水土保持監(jiān)督站開展好封育治理的執(zhí)行、監(jiān)督、檢查工作，流域內各村要設專職管護員，確保封育治理措施順利實施。

3.3.2 人工輔助措施

(1)封育治理

城關河流域(楊家屯片區(qū))封育治理面積，占流域內水土流失總面積的67.37%，流域內適宜封育的地類為覆蓋度較高的疏幼林地，郁閉度為0.29。

(2)圍欄設置

1)圍欄布局。流域內采用重點封堵方式，為防止人和牲畜隨意進入，必須用圍欄將人和牲畜經常進入的區(qū)域封閉。

2)圍欄設計。圍欄水泥樁設計采用C20混凝土樁，規(guī)格為a×b×c=0.1 m×0.10 m×2.1 m，混凝土樁之間的距離為4 m，地下埋深為0.5 m，地上高為1.60 m，隔2根混凝土樁設計礫石加固根部。水平刺線共計5道，間距0.25 m，對角線共計2道。將鐵絲網捆扎在支柱上。每個封育治理單元設計進出口，并且安裝混凝土樁柱鐵絲網門，共設置圍欄0.62 km。

4 結論

該流域治理措施實行后，區(qū)域內水土流失改善效果明顯，提高了流域內植被覆蓋率，改善了植物立地條件，增加了土壤含水程度，區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善明顯，具有較高的生態(tài)、經濟、社會效益。