坡耕地水土流失綜合治理工程分析
——以樟樹中洲項目為例

周 鑫

(樟樹市水庫防護中心，江西 宜春 331200)

1 基本情況

樟樹位于江西中部，全市面積約1289 km2，人口約60.6萬人，管轄荷陂村、車塘村、江平村、中洲村等多個行政村。在管轄范圍內，坡耕地分布廣泛。通過組織相關技術人員、村干部按照1∶10 000地形圖進行逐地塊調查，遵循先易后難、近村、近水等原則逐村排查[1]，最終確認了需要治理的坡耕地地塊，如表1所示。從地區地形地貌來看，以低丘崗地為主，海拔高在40～76 m之間，相對高差為36 m，坡度在5～10°范圍內，坡長在40～200 m之間。區域內分布總長為263.65 km的8條河流，水系發達。土壤主要為酸性紅壤，氮、鉀等元素含量存在差異，但普遍缺乏速效磷，導致土壤肥力較低。成土母質主要為紅黏土，坡耕地表土和心土肥力、抗蝕性等各方面性能存在明顯差異。坡耕地占據項目區內總耕地37.5%，存在“地越耕越瘦，肥越施越多”問題，頻繁發生增產不增收現象。但區內水庫、山塘較多，灌溉基礎條件較好。土壤侵蝕以水力為主，水土流失面積達9.38 km2，輕度、中度、強烈、級強烈流失面積分別為5.84 km2、2.82 km2、0.66 km2和0.06 km2。

表1 樟樹市中山鄉坡耕地治理任務

2 坡耕地水土流失綜合治理工程設計

2.1 總體布置

在充分調查和了解群眾對坡改梯、截排水溝等措施要求的基礎上，通過反復現場論證最終完成了水土流失綜合治理工程的總體布置，確認提出的方案具有較強可操作性和針對性，能夠順利達到治理度為62.08%的工程實施要求，將坡耕地地塊泥沙下泄量減少至少70%，通過提高耕地綜合生產力使人均增加0.03 hm2的基本農田。結合區域地形條件和工程性質可知，坡耕地水土流失程度集中在輕度和中度范圍內，同時灌溉基礎條件良好，可以實施坡改梯方案，要求加強周圍植被和環境保護。將小流域當成是基礎單元，統一進行水、田、林、路等各方面統籌規劃，從保土、蓄水角度著手進行綜合治理，建設保水、保土、保肥高產農田，并建設配套坡面水系和田間道路等。遵循“大彎就勢，小彎順直，寬適宜”原則，主要將坡耕地改為機修梯田，做到坎上培埂、坎下設溝，并建設植物護埂[2]。從路渠結合角度建設道路，寬度為3 m，為生產提供便利，同時堅持路線最短。將道路當成是骨架，一同建設截排水溝等附屬設施，確認沉沙池在溝交匯位置和中端、末端。根據道路和水系條件差異，劃分為條件差和條件好這兩類進行分別規劃設計。

2.2 措施配置

在綜合治理方面，考慮到地塊坡度較緩，且各地塊相差不大，能夠確保地貌、土壤等條件簡單、一致，因此無須進行水土保持分區。根據道路和水系條件，采用兩種配套治理措施標準，如表2所示。

表2 典型圖斑治理措施標準

2.2.1 坡改梯措施

在坡改梯工程實施階段，按照水土流失綜合治理要求，確認達到10年一遇6 h最大降雨量的防御暴雨標準。結合地形，需要沿著等高線繞山轉形式布設梯田，確認在完整一面坡自上而下布置。針對零散錐形梯地，加強原地埂利用。針對饅頭形狀坡地，按照自頂向下順序布設梯田。遭遇凹凸地形，確認同一等高線上田面高程一致，寬度根據山勢確定，保證梯田形狀整齊[3]。坡度較大，田坎高也隨之增加，寬則隨之減小。按照《水土保持綜合治理技術規范坡耕地治理技術》(GB/T 16453.1—2008)標準要求，在土坎高達1 m的條件下，應確認橫向平整，田面寬在7.8～11.1 m范圍內。側坡通常為70°，可以在外側修筑高30 cm、頂寬30 cm的蓄水埂，確認坡率與梯壁相同。在梯田內側，需要布置溝底比降為1∶1000、寬0.3 m、深0.3 m、頂寬0.4 m的坎下溝，斷面為梯形，末端能夠與排水溝連接，避免泄水時給土坎帶來沖刷作用。保留熟土層，利用斷面法計算工程量，如式(1)所示：

(1)

式中：V為梯田方量,m3；B為田面凈寬,m；H為田坎高,m；L為梯田長,m。

可以根據設計圖和坡度等參數，確定各參量數值。表3為項目坡改梯工程量表。

表3 項目坡改梯工程量

2.2.2 配套措施

在水土治理方面，布置截排水溝需要落實路溝結合要求。在坡耕地上方與林地、荒地交接位置，應沿著等高線在道路兩側或溝谷位置布置排水溝，與區域河道間保持30°～60°。長度較長，在中端設置沉沙池，排水溝較短則在末端設置沉沙池，發揮沉沙、跌水、消能等多重作用。在道路、溝渠交接位置，需要布置過水涵管。遵循少蓄多排原則，斷面應達到10年一遇最大24 h降雨量的防御標準。根據地區氣象資料確認10 min最大降雨強度等參數，能夠確定斷面設計最大流量等相關數據，利用式(2)計算溝渠斷面面積：

(2)

式中:A為排水溝斷面面積,m2；Q為坡面最大凈流量,m3；C為謝才系數;R為水力半徑，m；i為排水溝比降。

實際修筑梯田后能夠大量減少凈流量，可以將最大流量乘0.4后記取。土壤抗沖能力不強，設計涵管按無壓流分析，應確認無過多積水，選用Φ30涵管基本可以達到過流要求，材質為C20預制混凝土圓形涵管，利用磚砌端墻對進出口位置進行固定，并使用M10砂漿抹面。沉沙池可以根據進水口過水斷面確認，確?？梢皂樌薪优潘疁吓潘?，最大進水流量達0.72 m3/s。結合以往工程經驗，設計為矩形斷面，錯開布置進、出水口，可以使流入的水體放緩速度，寬度在0.45～1.35 m 之間，長為寬的2倍，深度在0.7～1.2 m之間，上部有混凝土蓋板[4]。利用機砌砌筑，并使用M10砂漿抹面，投入使用后應在每次降雨后清理池內淤積泥沙。

田間道路在修建時應盡可能節省工程投資，在達到彎道半徑、縱坡等技術指標要求的基礎上，使路線最短，同時能夠與田塊、居民點相協調，為農戶平時進行田間生產管理提供便利。結合項目所在村道路情況，主要采用碎石和植草路面。農用車寬2 m，長5 m，道路以直線為主，寬為3.0 m，轉彎半徑最小為8 m，兩側留0.25 m安全距離，內圓弧最小半徑達5.75 m。路基采用碎石結構，層后15 cm，路寬3.8 m，按照11∶10∶40∶50 比例進行土、石屑、碎石、砂混合，邊坡為1∶1。利用素土將路面壓實10 cm，壓實度至少達到0.93，植草路面每隔25 cm進行混合草籽條播，密度為60 kg/cm2。

3 坡耕地水土流失綜合治理工程成效

3.1 成本分析

投資費用主要來自中央補助和地方配套投資，在對工程治理成效展開分析時，需要加強成本分析，確認工程投資是否得到了有效控制。工程計劃在6個月內完工，共耗費65.46萬m3土石方量、45.30 t水泥、8.76t草籽、147.41 t燃油、1.76萬臺機械臺班和19.07萬工日，修筑444.47 hm2梯田、171口沉沙池、36.07 km截排溝渠、1863處涵管、17.36 km道路、53.93 hm2護埂坎和20處標牌碑。按照建筑工程現行規定和市場價格進行各項費用計算，工程投資1667.0萬元，其中水土保持治理費為1550.7萬元，獨立費為116.3萬元，平均每畝治理費用為2500元。根據預概算分析結果，在工程實施期間需要加強各項費用管理，確保工程成本不超出預期。

3.2 效益分析

安排專門監測機構負責監測工程效益，需要完成各項措施蓄水保土效益估算。按照相關技術標準可知通過坡改梯能夠將耕作面坡度控制在5°以下，大大減少徑流形成，避免坡面出現大面積匯流情況，在避免田面積水的同時，防止土壤受到侵蝕。因此采取各項措施，每年能夠保土1.36萬t，蓄水133.51萬m3，取得良好治理效益。具體效益如表4所示。

表4 項目蓄水保土效益

在措施全部投入后，每年運行費約20.49萬元，通過改良土壤肥力實現增收目標，創造的直接經濟效益約136.67萬元，平均每畝年產值增加205元，具有顯著經濟效益。通過將水土流失治理工作與農村脫貧致富工作結合在一起，在促進農民增收的同時，也使工程獲得了群眾的廣泛支持，在帶動地方種植業發展的同時，推動了地方社會的進步與發展。此外，項目的實施起到了促進地方農村產業結構調整的效果，有效提高了農村勞動生產效率，吸收了大量農村剩余勞動力資源，創造了可觀社會效益。

4 結 論

實施坡耕地水土流失綜合治理工程，需要切實了解地方坡耕地分布情況和水土流失問題及原因，做到科學完成各項治理工程布置，采取有效治理措施有效治理水土流失問題，取得理想保水、保土效果。通過科學管理充分發揮各項措施作用，能夠成功解決坡耕地水土流失問題，為地方發展做出貢獻。