頭道砬子生態清潔型小流域水土保持效益評價

楊 微

(新賓滿族自治縣小流域水土資源開發經營服務公司，遼寧 新賓 113200)

水土流失造成的生態環境破壞、河流湖泊淤積、土地生產力下降等問題日趨突出，對水生態文明建設和國民經濟發展帶來巨大的威脅[1-2]。水土保持是促進區域發展、抑制水土流失、改善生態環境的重要手段，也是實現水土流失防治目標、維持小流域系統循環的根本途徑。對生態環境治理國內學者較早就開始了探究，并提出有效解決水土流失問題的措施和建設性意見，如古麗努爾等以塔里木河為例，采用指標分析法評價了流域整體項目的生態效益；鄧勝華等對石碑鎮土地整治工程產生的生態效應，運用模數數學模型開展了初步探討；段威等對北部農業生態環境利用綜合分析評價法進行了全面探討[3-5]。因此，領域內諸多學者開展了大量研究，對推動水土保持工作發揮著積極作用，但現階段仍存在許多不足，如尚未建立能夠客觀反映水保效應的模型，對此部分學者雖然有所涉及，但因無法較好的描述評價指標而具有一定局限性[6-7]。文章分析研究了頭道砬子生態清潔型小流域，并運用模型系統評價了水土保持產生的經濟、生態和社會效益。

1 頭道砬子小流域概況

1.1 流域情況

頭道砬子小流域行政區劃屬新賓縣永陵鎮，地理坐標位于E124°47′12.9″，N41°45′5.5″，總面積3215.87hm2，現有水土流失面積1389.75hm2，全部為輕度侵蝕，平均侵蝕模數為662.86t/(km2·a)，屬典型水力侵蝕區域。地貌類型屬于遼東中低山區，以長白山系龍崗山脈為主體，境內峰巒疊嶂，山丘起伏，地勢由東向西傾斜，溝壑密度0.29km/km2。流域內土壤類型比較復雜，據土壤普查劃分6個土類，9個亞類，45個土屬，74個土種，其中以棕壤土類面積最大。該小流域屬于長白山(龍崗之脈)植被區系，屬針闊混交林地帶，原始植被不復存，演變為天然次生林。流域內土地利用現狀：耕地464.08hm2，其中水田14.29hm2，旱地449.79hm2；林地面積2615.85hm2，其中灌木林地195.05hm2，有林地1332.4hm2，疏幼林地1088.4hm2；城鎮村及工礦用地面積為74.11hm2；水域面積52.27hm2；公路面積6.66hm2；荒草地面積2.9hm2。

1.2 治理措施

為促進地方經濟生態化、多元化發展，蓄水保土，涵養水源，減少泥沙入庫，改善農業生產條件，有效控制面源污染，保護耕地資源、飲水安全和生態環境等，2011年5月-2011年12月對頭道砬子生態清潔型小流域實施治理，具體如下：

1)生態保護帶：在庫區周圍主要采取河道清淤、建設垃圾收集池、集糞池和修建生態袋護坡工程、栽植灌木柳等措施，充分發揮庫岸防護林的凈化防塵作用和排污功能，達到雨水污水分離，河道流水通暢，減少污水、泥沙、沙塵等其他雜質入庫；生態袋護坡工程1300m，清淤8777.69m3，垃圾收集池5座，集糞池5座。

2)生態治理帶：坡面主要布設面源污染治理工程，在道路和與溝道交叉處布設漿砌石作業路工程，在溝道修建谷坊，并加強水土資源監管，嚴禁庫區周邊使用毒性強、毒效長、難降解的農藥，最大限度地減少泥沙和其他有毒物質進入水庫，確保飲水衛生安全，減輕水質污染。漿砌石作業路50m，面源污染治理工程4.6hm2(水平階整地3.75 hm2、全面整地0.85 hm2)，柳樁編籬谷坊20座。

3)生態修復帶：在水庫上游地帶實施水源保護圍欄工程，通過實行全面封禁，防止人、畜隨意進入保護水源；同時禁止新的人為開墾、盲目割灌割草和開山取土采石等人為活動，減少人為活動的干擾，充分發揮大自然的力量提高植被的水源涵養功能。水源保護圍欄工程保護面積85.49hm2(雙邊絲圍欄1000m、宣傳標志牌4個)。

2 水土保持效益評價方法

2.1 確定評價指標

水土保持效益評價指標的確定應遵循以下原則：

1)整體性，為了全面反映小流域治理的整體情況，要考慮各項參評因子的內在關聯，從整體的角度合理選擇評判指標。

2)科學性，評價指標要科學分析水保措施的作用機理、小流域治理目標及其預期效益。

3)動態性，生態清潔型小流域治理是一項長期的過程，參評指標既要保證治理效益的縱向連續性、橫向可比性，還要反映各項措施落實后所發揮的效益情況。

4)目的性，小流域生態治理以改善生態環境，凈化徑流污水和生活污水，凈化水體中有害物質、富營養化物質及減少泥沙，提高水庫水量與水質為目的，評價指標的選取應圍繞該目的。

5)實用性，參評指標計算要簡明清晰、數據易獲取、信息不重疊，從生態學和經濟學的角度客觀反映水保效益。

文章結合小流域自然環境特征和工程治理現狀，從生態、經濟、社會的角度，遵循上述原則選擇18項代表性指標，并考慮參評專家意見確定各項指標評分如表1所示。

表1 生態清潔型頭道砬子小流域治理效益評價體系

2.2 評價流程

步驟一：無量綱化?？紤]到各項參評指標的數量級或量綱不同無法直接參與計算，為了消除不同指標之間評比的不可通透性，要先利用公式對初始數據進行處理，即：

(1)

式中：xij、yij分別為無量鋼化處理前、后的參數值，并且0≤yij≤1。

步驟二：構建判斷矩陣?？茖W計算各指標權重是應用層次分析法的關鍵，結合相關資料深入分析各指標的內在關聯構建判斷矩陣，即采用1-9標度法判別不同指標間的相互影響，如表2所示。

表2 標度準則

綜合考慮專家意見、層次分析原理和1-9標度準則構建各層級判斷矩陣，如經濟、社會和生態效益相對于評價目標的判斷矩陣如表3所示。

表3 準則層判斷矩陣

同理，按照上述原則可以確定指標層相對于準則層的判斷矩陣，如表4-表6所示。

表4 生態效益指標的判斷矩陣

表5 社會效益指標的判斷矩陣

表6 經濟效益指標的判斷矩陣

步驟三：計算特征向量。以經濟、生態和社會效益指標判斷矩陣為依據，利用下式計算特征向量，即：

(2)

表7 水土保持效益評價指標特征值與特征向量

(3)

2.3 結果與分析

為確保評價結果的科學合理性，有必要利用特征向量和特征值檢驗判斷矩陣的一致性，通過研究分析頭道砬子生態清潔型小流域相關資料，計算確定各參評指標權重?？紤]到各參評指標數量級或量綱差異無法直接參與比較，需要利用標準化公式(1)處理各指標初始數據，即確定相應的標準值。然后，依據各指標權重系數及其標準值得到最終的經濟、生態、社會效益評價指數，如表8所示。

表8 頭道砬子生態清潔型小流域水保效益評價指數

從表7可以看出，2015-2017年經濟、社會和生態效益增長速度最快，這反映了通過實施小流域綜合治理，各項水保措施逐漸發揮明顯的效益，區域經濟得到快速發展，生態環境得到極大地改善。結合綜合效益評價結果，2011-2020年頭道砬子小流域的經濟、社會和生態效益均明顯提升。

實踐表明：①通過建設生態保護帶、生態治理帶、生態修復帶，可進一步控制當地及周邊地區的水土流失，保護生態環境，促進生態循環，促使區域水土資源可持續利用。地表植被的增加和恢復不僅有效地減少地表徑流、土壤沖刷量，提高了土地生產力，促進了生態環境的良性循環，而且為野生動物的棲息提供了良好場所，也為工程所在地及周邊地區生態系統盡快恢復創造了條件。②整地、綠化等措施可以攔蓄地表徑流，增加入滲，減少水土流失，涵養水源；新建垃圾收集池和集糞池，減少了垃圾對地表水和地下水的污染；布設面源污染治理措施，減少庫區內COD(化學需氧量)、BOD5(生化需氧量)、SS(懸浮物)、TN(總氮)、TP(總磷)等含量，水質將得到改善。③經過各項措施的開發、實施和治理，水土流失得到有效控制，加快了區域經濟結構調整和經濟發展速度，保障了資源、經濟、生活的協調發展[8-12]。

3 結 論

文章以頭道砬子生態清潔型小流域為例，結合項目治理特點和自然環境特征，遵循整體性、科學性、動態性、目的性、實用性等原則構建水保效益評價體系，并利用層次分析法評價分析了小流域水保效益。結果顯示，通過建設生態保護帶、生態治理帶、生態修復帶，2011-2020年頭道砬子小流域的經濟、社會和生態效益均明顯提升，可為其他類似小流域的水保效益評價及其治理方案設計提供一定指導。