賈無瑕
(靖遠縣水務局,甘肅 白銀 730600)
靖遠縣位于黃河上游,甘肅省中東部,屬黃土高原溝壑區,地勢西高東低,由西北向東南傾斜,屬溫帶干旱半干旱氣候。縣境內主要由黃河水系及其支流祖厲河水系構成。除黃河和祖厲河干流外,境內還有其他主要支溝——馬沙河、張家大溝、中沙河、吊流溝、大溝、馬尾溝、旱溝、大冰道溝、煙洞溝、黑莊溝、大紅溝等110 余條小型河(溝)道,小流域境內水土流失嚴重,對當地農業、生態等各個方面的發展產生了不利影響。因此,應針對流域水土流失情況,制訂水土流失治理方案,加快改善生態環境,實現綠色發展。
1)降雨。季節降雨集中且強度大,雨水會直接侵蝕土壤,沖刷坡面與土壤、引起水土流失。
2)土壤。土壤是水土流失被侵蝕的對象,如果土壤的有機質含量低、結構差、孔隙率低也會增加水土流失的發生概率。
3)地形地貌。在地形地貌中,坡地越大水土流失越嚴重。
4)植被。植被能起到良好的蓄水與削弱徑流等作用,但當地表植被較少時,就會引發水土流失。
1)亂砍濫伐。在我國社會經濟的快速發展過程中,開荒種糧及砍樹取暖等行為加大了對土地的索取,使水土流失加劇。
2)農業行為。我國是農業大國,在農業種植過程中化肥使用量較大。土壤在常年的化肥使用下出現板結問題,對水分的涵養能力減弱,土壤容易被侵蝕,出現水土流失。
3)礦業開采及建設活動。煤炭長期以來是我國主要燃料資源,在能源中的占比較高,在煤炭等資源開采中,會對植被造成極大的破壞,進而引發水土流失,我國很多地區建設活動日益頻繁,在各類建設活動開展中,也會引發水土流失。
土地資源會在水土流失下遭到破壞,且長期得不到有效治理,土層變薄,土壤有機質含量下降,對土壤結構造成極大的破壞,植物難以生存。土地資源的破壞不僅對農業作業、生態環境產生了極大的影響,還給小流域水土流失地治理增加了難度。土地資源屬于不可再生資源,一旦遭到破壞很難恢復,所以,必須重視小流域水土流失治理。
小流域水土流失的產生會使生態環境持續惡化,導致自然災害頻發。水土流失問題持續加重,與其他自然災害交替出現,形成比較嚴重的生態問題,比如,水土流失問題、荒漠化與石漠化問題,生態環境惡化,當地生態平衡被破壞,產生不可挽回的損失。
水土流失會讓河流的泥沙含量增加,對水利工程造成淤損,水庫病害增加,水利工程的灌溉與防洪等功能下降。在豐水季,澇災增加;水土流失使地表徑流增加,引發洪水;河庫出現淤塞;水利工程效益下降;引發泥石流等災害,破壞水利工程。水利工程遭到破壞之后,不僅存在較大的安全隱患,還要花費大量的精力與物力進行維修,增加費用支出。
生態治理是小流域水土流失治理的重要手段,通過這樣的方式能實現綠色治理。生態治理包括兩方面:種植林草和封禁治理。通過這兩方面的綜合運用,能有效增加植被覆蓋率,有效控制水土流失問題,通過法律制度強化對生態環境的保護,讓本就脆弱的小流域環境得到保護[1]。
影響小流域水土流失的重要因素之一是植被覆蓋率,植被覆蓋率也是強化水土保持的重要手段。對于降水、風等外界因素造成的水土流失,提高植被覆蓋率能發揮積極作用,能使土壤肥力與物理性質能得到改善,有效降低水土流失。主要有以下3 種方式:(1)人工造林。在改善土壤環境條件過程中,通過人工造林方式能提升植被覆蓋率,所以,在水土流失治理過程中可因地制宜選擇適合的樹種造林,并加強對樹木的養護,提升樹木成活率。(2)封山育林技術措施。對小流域采取人工干預措施,讓流域內的林草自然繁殖和生長,并在人工林草結合下,逐漸提升小流域內的植被覆蓋率。(3)人工栽培經濟林。在小流域水土流失治理過程中,栽培經濟林也是重要渠道,比如,種植果樹種類,在治理水土流失的同時,也能提升當地群眾收入。
改變耕作方式與種植類型是小流域水土流失治理的農業技術措施,這種方式主要表現為觀光農業與生態農業,具有良好的生態與經濟效益。順坡耕作是陡坡耕地的主要方式,這種耕作方式是引起水土流失的因素之一,所以,需轉變這種模式,采取橫坡耕作技術,與工程措施相結合,將坡耕地改造為梯地[2]。橫坡耕作能在平行于等高線的方向形成蓄水溝,起到涵養水源的作用,土地的透水性能得到極大提升,在提升作物產量的同時,也能強化水土流失的治理。
針對坡度不同,采取的耕作方式也會有所不同。坡度小于5°時,可采取橫坡耕作;坡度在5°~8°時,可采取修筑水平梯田的方式;坡度超過15°時,可采取退耕還林的方式。同時,在堅守耕地紅線基礎上發展生態農業與觀光農業,這兩種農業方式可通過外部資金的引進,提升本地經濟效益。
水土流失工程治理的方式較多,有山坡防護、山溝治理等,需針對具體情況采取不同的工程進行治理。山坡防護表現為坡改梯,能減少坡地水土流失。山溝治理采取溝渠修建等方式,讓山洪能安全排出。
4.3.1 山坡治理
在坡改梯過程中,必須做好以下要點:(1)統一梯坎坡度,將高度控制在1.2 m。(2)需深挖底土,將表土還原,確保在梯面上土壤性能良好。(3)梯面設置需合理,要求外面高、里面低,能讓反坡形成。(4)將梯梗夯實,能起到良好的蓄水作用,避免水土流失。(5)在梯面內設置橫向排水溝,排水溝規格為0.3 m×0.3 m。(6)由于橫溝相對較長,所以,要將沉沙函設置子溝頭,同時,沉沙函在設置時,要求間隔距離為50 m,沉沙函規格為1 m×1 m×1 m,使用底寬為0.4~0.5 m 的縱溝連接上下梯田間的沙函,坡上多余的水可以由此排下來。(7)配套“之”字路,便于梯田的管理。
坡改梯在水土流失治理中,能對土壤水分特征產生影響,在降水后土壤的含水率增加,在水分的垂直變化中,土壤水分相對比較穩定;坡改梯會對坡面產匯流過程產生影響,由于原有地貌產生了微小變化,坡度變得緩和,在田面上不會形成徑流,會直接滲透到土壤中。土層增厚后土壤蓄水能力增加,起到良好的雨水攔蓄作用,能有效減弱水土流失;能對坡面水分循環進行影響,通過坡改梯可以讓入河徑流總量減少。
4.3.2 山溝治理
1)坡面工程防護體系。在對小流域水土流失治理中,坡面治理是重要手段,主要措施為坡耕地治理與坡面攔蓄。在坡度較大與水土流失比較嚴重的地方采取田間工程,其同時在基本農田建設中發揮著重要作用。坡度為0.25°~3°時,將順坡壟改為橫坡壟;坡度在3°~5°時,且土層厚度在30 cm 以內,修筑的埂植物在坡耕地上,將其作為防沖帶,截短坡長,對水勢進行分割,土層厚度在30 cm 以上,壟向與坡降要結合山形與土質。為減緩坡度可以修建水平梯田,對徑流進行攔截。
2)溝道工程防護體系。按照10%設計溝道縱比,將消能設施設置在溝底高程發生突變處,按照落差2~2.5 m 設置。常用的消能設施分為3 種,分別為實用堰消能、直跌式消能與陡坡消能,如圖1 所示。其中,工程量最小的是陡坡消能;對地基要求較高的是直跌式消能;在砂卵石基地中可以使用實用堰消能。

圖1 消能設施的3 種方式
溝道護岸工程的修建能有效避免對水土造成的沖刷。護岸需設置在溝道兩側,對溝岸的擴張作用顯著。溝道兩側寬闊處與村莊等比較窄小處可以分別采取河道式護坡與直墻式護坡。從安全與便捷性角度,可選擇混凝土預制板作為河道式護坡的主要方式。混凝土預制板需現場制作,預制板的規格為15 cm×50 cm×75 cm。在混凝土預制板進行安裝前,要檢查模板與肋板焊點的開裂情況,檢查面板時,要求將不平度控制在≤2 mm。拌制混凝土過程中,要求按照溫度添加早強劑,一般情況下早強劑的添加量是水泥用量的1.5%~2%,當溫度>25 ℃時,不用添加早強劑。
小流域水土流失問題的發生與當地農民不科學的坡耕方式有關,同時也存在亂砍濫伐的現象。所以,在水土流失的綜合治理過程中,提高群眾水土保持意識十分重要。當地可以通過多種途徑進行宣傳工作,讓群眾了解水土流失的危害與水土保持的重要性,同時,也要鼓勵群眾改變不合理的耕作方式,采取更加科學的耕作方式,減少小流域水土流失問題的發生。
為加強對小流域水土流失地治理,強化水土保持,要求當地政府要強化監管力度,重點監管亂砍濫伐現象。坡度在25°以上時,嚴禁開墾種植農作物。對于基本建設活動的審批手續進行嚴格管理。通過綜合監管,有效控制人類的行為活動,對小流域水土流失要有效治理。
在對小流域水土流失問題進行監測過程中,可以采用3S技術對水土流失進行監測。可以對水土流失進行遙感調查、遙感監測,對地類地物變化進行辨別。隨著現代計算機技術的快速發展,在對小流域水土流失進行監測時,通過數據采集可以有效提升水土流失監測與治理效果。通過3S 等先進技術的應用,能為小流域水土流失地監測、治理等提供支持,強化水土流失防控與治理效果。
小流域水土流失綜合治理能有效減少水土流失,保持良好的生態環境,確保當地生態與經濟效益的平衡。在我國社會經濟的快速發展過程中,人類活動對水土流失的影響較大,可通過綜合治理手段,避免水土繼續流失,強化水土保持,讓小流域的生態得以平衡。除了常見的3 種治理手段之外,還要提高群眾水土保持意識、加大監管力度與加強監測,實現小流域的可持續發展。