山區(qū)水土保持綜合治理研究

羅木城

(福建省云霄縣林業(yè)局莆美林業(yè)站，福建云霄363300)

1 引言

長(zhǎng)期以來，由于自然和人為原因，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境惡化，造成境內(nèi)水旱災(zāi)害頻繁發(fā)生，危及到當(dāng)?shù)厝罕姷纳拓?cái)產(chǎn)的安全，影響了群眾正常的生產(chǎn)與生活;導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件及生存條件進(jìn)一步惡化，成為本地群眾實(shí)現(xiàn)脫貧致富的一個(gè)主要障礙，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)刭Y源的開發(fā)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 項(xiàng)目區(qū)概況

2.1 地質(zhì)情況

項(xiàng)目區(qū)地層從泥盆系中統(tǒng)至第四系全新統(tǒng)都有出露，以石炭系最為完整，分布范圍廣，其它為零星分布。出露的最老地層為泥盆系中統(tǒng)罐子窖組(D2Y)，最新為第四系全新統(tǒng)(Qn)。地質(zhì)構(gòu)造以普安山字型構(gòu)造體系和黔西南渦輪構(gòu)造體系為主要骨架，形成連成一體的向斜、復(fù)背斜、逆斷層、扭斷層、壓扭斷層伏形帶地層。

2.2 土壤

內(nèi)地形、地貌復(fù)雜多樣，土壤主要分布在壩子、槽谷、石旮旯、梯田和坡地上，土壤類型主要有11個(gè)亞類，28個(gè)土屬，49個(gè)土種，其中黃棕壤土是本區(qū)的主要土壤類型，其次是黃壤土。土壤多為粗骨性幼年發(fā)育狀態(tài)，土層較淺。土壤母質(zhì)主要以碳酸鹽巖為主，成土速度慢，土地“石化”現(xiàn)象嚴(yán)重，流失程度極深。

2.3 植被及氣候特征

(1)項(xiàng)目區(qū)植被類型有針葉林、針闊混交林、闊葉林、灌叢、稀疏草坡、草坡等。原生植被破壞嚴(yán)重，多為人工林和次生的灌木林及疏、幼林地，林相單一，疏、殘、幼林居多。其中:喬木林10.73km2，主要樹種有云南松、華山松、杉木、柳杉等;灌木林0.86km2，主要樹種有杜鵑、火棘、麻梨等，森林覆蓋率僅為6.1%。

(2)屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，春季3～5月，各月氣溫在16.3～23.9℃之間。夏季 6～9月，氣溫在26.5～28.2℃之間，以7月份為最高。整個(gè)季節(jié)白天至上半夜炎熱，凌晨至清早有微弱西北風(fēng)，涼爽宜人。由于悶熱，經(jīng)常在午后發(fā)生雷陣雨，并時(shí)有臺(tái)風(fēng)暴雨襲擊。秋季 10～11月，氣溫在19.5～23.2℃之間。初秋白天仍時(shí)有雷陣雨天氣出現(xiàn)，晚秋則天高氣爽氣候宜人。冬季為12月至次年2月，氣溫在13.4～15.4℃之間，以1月份為最低。整個(gè)季節(jié)干燥少雨，但遇有南風(fēng)出現(xiàn)時(shí)便會(huì)降雨。

(3)雨量、濕度。云霄縣多年平均年雨日138d，雨量1200～2400mm，平均降雨量1730.1mm。干旱指數(shù)0.66。由于受季風(fēng)強(qiáng)弱及進(jìn)退時(shí)間遲早的影響，雨情變化較大，主要特點(diǎn)為:地理分布不均勻，沿海雨量偏少，常年陳岱 1251.8mm，峛嶼 1380.5mm;西北部山區(qū)、半山區(qū)偏多，烏山東南坡棪樹村常年2403.3mm，為漳州市各測(cè)點(diǎn)之最;云陵地區(qū)1730.6mm。雨期較集中，云陵夏半年(4～9月)1402.8mm，占年總雨量81%，各月均達(dá)140mm以上;冬半年(10～3月)327.8mm，占年總雨量19%，其他觀測(cè)點(diǎn)與此近似。

2.4 水土流失狀況及危害

2.4.1 水土流失狀況

項(xiàng)目區(qū)是水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)之一，屬斜坡切割強(qiáng)度流失區(qū)，根據(jù)實(shí)地調(diào)查，現(xiàn)有水土流失面積103.54km2，占土地總面積的 58.7%，年土壤侵蝕量41.34 萬 t，平均土壤侵蝕模數(shù) 2343.1t/km2·年。水土流失主要分布在坡耕地，其次是荒山荒坡和疏、殘、幼林地。水土流失形式以水力侵蝕的面蝕、溝蝕為主。水土流失的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為流失面積大、潛在危險(xiǎn)程度高及坡耕地分布較廣。

2.4.2 水土流失的危害

嚴(yán)重的水土流失造成項(xiàng)目區(qū)內(nèi)土地資源的破壞，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生態(tài)環(huán)境惡化，生態(tài)平衡失調(diào)，水旱災(zāi)害頻繁，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，直接或間接地危及到社會(huì)的各個(gè)方面，甚至對(duì)本地群眾的生存環(huán)境造成嚴(yán)重威脅，阻礙著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。水土流失造成的危害主要有以下幾方面。

(1)土地石化，農(nóng)民失去了生存條件。水土資源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最根本資源，水土流失使有限的土地資源遭受嚴(yán)重的破壞，尤其是陡坡耕地，遇上暴雨時(shí)，大量泥沙即隨水流下泄，造成地形破碎，山上“石化”，山下“砂化”，群眾生存環(huán)境受到嚴(yán)重威脅。

(2)肥力降低，糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn)。項(xiàng)目區(qū)出露地層多為碳酸鹽巖，具有典型的喀斯特地貌特征，隨著水土流失程度的加劇，土層變薄，土壤養(yǎng)分流失，肥力降低，中低產(chǎn)田土所占比例不斷擴(kuò)大，土地日益瘠薄，保水能力變差，造成糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn)。

(3)水源枯竭，灌溉面積減少，人畜飲水困難。由于森林植被遭受破壞，林草覆蓋率低，水源涵蓄能力差，每年冬春季節(jié)，不少山溪、小河水源枯竭，河水干涸斷流，影響農(nóng)業(yè)灌溉用水，造成農(nóng)村人畜飲水困難。

(4)淤積水庫、河道，抬高河床，降低防洪標(biāo)準(zhǔn)。由于嚴(yán)重的水土流失，每年暴雨季節(jié)，山洪攜帶大量的泥沙流入河道、水庫、渠道，降低了現(xiàn)有水利工程的效益，嚴(yán)重影響到水利工程的安全運(yùn)行，縮短水利工程的壽命。河道泥沙的淤積抬高了河床，使過水?dāng)嗝鏈p少，削弱了河道行洪能力，降低了防洪標(biāo)準(zhǔn)，直接威脅到河道兩岸群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全。

(5)生態(tài)環(huán)境惡化，水旱災(zāi)害頻繁?！靶∮甏鬂?，無雨則旱”是本項(xiàng)目區(qū)氣候特征的真實(shí)寫照。由于森林植被大幅度減少，水土流失加劇，導(dǎo)致光山禿嶺遍布，每小時(shí)10mm以上的降雨就會(huì)造成洪澇災(zāi)害，同時(shí)造成區(qū)內(nèi)小氣候變化明顯:地表溫度升高，蒸發(fā)量加大，降雨地面匯流加快，洪澇和干旱災(zāi)害加劇，山洪暴發(fā)，山體滑坡，良田好土被水沖砂壓，房屋被沖毀，人畜死亡，群眾生命財(cái)產(chǎn)沒有保障。

3 水土保持存在的主要問題

3.1 水土流失治理任務(wù)大，投入不足，治理進(jìn)度緩慢

由于經(jīng)濟(jì)落后，群眾生活貧困，難以依靠自身力量大面積開展水土流失綜合治理。要全面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有水土流失面積的初步治理，按現(xiàn)有的投入水平和治理進(jìn)度，還需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。另外，由于所開展的水土保持綜合治理工程投資少，投入與任務(wù)之間矛盾突出，使重點(diǎn)防治設(shè)施質(zhì)量偏低，綜合治理配套不夠。

3.2 水土保持意識(shí)和法制觀念淡薄，人為水土流失較嚴(yán)重

《中華人民共和國(guó)水土保持法》頒布已10多年，頒發(fā)了相關(guān)的地方配套法規(guī)文件并付諸實(shí)施，但由于一些部門、企事業(yè)單位和個(gè)人對(duì)水土保持的重要性、緊迫性認(rèn)識(shí)不足，水土保持意識(shí)和法制觀念淡薄，忽視生態(tài)環(huán)境保護(hù)在經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中的作用，不惜以毀壞資源為代價(jià)，在開發(fā)建設(shè)中盲目追求眼前效益和政績(jī)，亂挖亂棄，淤塞河道，造成人為水土流失。

4 山區(qū)水土保持綜合治理對(duì)策

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況和水土流失的特點(diǎn)，規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)以水為主線，以坡面水系工程、溝道治理工程、坡耕地改造為重點(diǎn)，充分利用生態(tài)的自我修復(fù)能力，大面積實(shí)施封育治理，并適當(dāng)發(fā)展水土保持防護(hù)林和經(jīng)濟(jì)果木林，有效控制水土流失，遏制土地石化，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活條件和生態(tài)環(huán)境。

4.1 工程布局

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)實(shí)施坡改梯工程369hm2;營(yíng)造水土保持林2141hm2，種植優(yōu)質(zhì)經(jīng)果林697hm2;實(shí)施封禁治理4335hm2，其中補(bǔ)植補(bǔ)種360hm2;修建排洪溝4305km，蓄水池(窖)180個(gè)，沉沙池180座，沼氣池479口，塘堰2座。

4.2 工程設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)采取的水土保持措施有坡面水系工程、溝道治理工程、梯田工程、植物措施、封育治理工程、保土耕作等6大類。本文僅對(duì)蓄水池、水窖、谷坊、梯田、造林等5種主要措施進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

4.2.1 坡面水系工程設(shè)計(jì)

(1)設(shè)計(jì)原則。蓄水池布設(shè)在坡腳或坡面局部低處，具體位置應(yīng)根據(jù)地形有利、巖性良好、蓄水容量大、工程量小，施工方便等條件確定。蓄水池的分布與容量，根據(jù)坡面徑流總量、蓄排需求和修建省工、占用耕地少、使用方便等原則，因地制宜具體確定。

(2)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。蓄水池的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)工程規(guī)模具體確定，一般以10年一遇24h最大降雨量不發(fā)生橫向漫溢為原則。

(3)蓄水池容量設(shè)計(jì)。公式為:

V為蓄水池容量，m3;VW為設(shè)計(jì)頻率暴雨徑流量，m3;VS為設(shè)計(jì)清淤年(n年)累計(jì)泥沙淤積量，m3;K為安全系統(tǒng)，取 1.2。

4.2.2 谷坊工程

根據(jù)以往的治理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本項(xiàng)目區(qū)石料豐富的實(shí)際情況，采用漿砌石谷坊設(shè)計(jì)，為階梯式石谷坊或重力式石谷坊。

(1)斷面要素。漿砌石谷坊取壩高3～5m，頂寬1.0 ～1.4m，壩頂過水深0.5 ～1.0m ，一般不蓄水，建壩后2～3年淤滿。

(2)斷面尺寸。谷坊斷面尺寸可參考表1。

表1 石谷坊斷面尺寸數(shù)值參考表

(3)谷坊間距。在侵蝕溝布設(shè)谷坊群時(shí)，谷坊間距用“頂?shù)紫嗾铡痹瓌t確定。

L=H/(i－i')式中:L為谷坊間距，m;H為谷坊底到溢洪底高度，m;i為原坡面比降%;i'為谷坊淤滿后的比降%。

4.2.3 梯田工程

(1)布設(shè)原則。因地制宜，山、水、田、林、路統(tǒng)一規(guī)劃，坡面水系、田間道路和梯田綜合配套，優(yōu)化布設(shè)。選擇坡度較緩、土質(zhì)較好、距村較近、交通方便、位置較低、鄰近水源的地方，以水系、道路為骨架，集中連片。改造范圍是5～15°之間的坡耕地。設(shè)計(jì)時(shí)考慮梯埂的穩(wěn)定性、工程量，梯埂沿等高線布設(shè)，遵循大彎就勢(shì)，小彎取直的原則，保持田面平整，以利于耕作。

(2)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。梯田防御暴雨標(biāo)準(zhǔn)，一般采用10年一遇最大降雨量。

(3)斷面設(shè)計(jì)。梯田斷面要素見圖1。

圖1 梯田斷面要素

圖1中，θ為原地面坡度(°);α為梯田田坎坡度(°);H為梯田田坎高(m);Bχ為原坡面斜寬(m);Bm為原坡面毛寬(m);B為梯田田面凈寬(m);b為梯田田坎占地寬(m)。

斷面尺寸。石坎水平梯田斷面主要尺寸參考數(shù)值見表2。

表2 石坎水平梯田規(guī)格參考表

4.3 生態(tài)效益

減輕下游地區(qū)的洪澇災(zāi)害。每年可增加蓄水能力 113.7 萬 m3，減少土壤流失量 21.1 萬 t，可降低水利水電工程設(shè)施的泥沙淤積，增加下游地區(qū)的防洪安全。水土流失得到有效治理，水土流失危害減輕。水土保持各項(xiàng)治理措施的合理布設(shè)，形成了立體的水土保持綜合防治體系，使水土流失得到有效控制，水土資源得到合理利用，蓄水、保土能力增強(qiáng)，保護(hù)土地不遭受破壞，避免石漠化面積繼續(xù)擴(kuò)大。

5 結(jié)語

水土保持生態(tài)建設(shè)是加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，是扶貧攻堅(jiān)的根本，是逐步縮小地區(qū)差距，最終實(shí)現(xiàn)共同富裕的必然要求。水土的保持 ，對(duì)項(xiàng)目的順利實(shí)施有很大的推動(dòng)作用。

［1］大姚縣水土保持技術(shù)服務(wù)站.國(guó)家水土保持生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)工程云南省大姚縣實(shí)施方案［R］.大姚:大姚縣水土保持技術(shù)服務(wù)站，2002.

［2］王禮先.水土保持學(xué)［M］.北京:林業(yè)出版社，2000.