遼東山區(qū)小流域治理模式研究

張野　林佳旭

摘要：為實現(xiàn)小流域水土資源保護和生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善，以本溪市溪湖區(qū)三會廠小流域為例，在研究區(qū)內(nèi)開展小流域建設，通過采取營造水土保持林、封育及修建方塘、谷坊等植物保護措施及工程措施，探索適合遼東山區(qū)的小流域治理模式。

關鍵詞：小流域；水土資源；遼東山區(qū)；措施配置

中圖分類號：S157.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）06-0069-04

隨著我國社會經(jīng)濟水平的不斷提高，水土流失及江河湖泊水體污染、富營養(yǎng)化等問題日益嚴重，流域水土環(huán)境不斷惡化，已成為制約當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展的重要因素。開展小流域綜合治理，能夠改善流域內(nèi)的水土環(huán)境，實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的以水土保持為目標的小流域治理，已經(jīng)難以滿足當前社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。隨著水土環(huán)境污染的加劇，對小流域綜合治理提出了新要求，在水土保持防治基礎上，增加了面源污染控制、人居環(huán)境改善等目標。以本溪市溪湖區(qū)三會廠小流域為例，建立水土流失綜合治理技術體系，為遼東山區(qū)小流域治理理念和技術創(chuàng)新提供理論與實踐基礎。

1 研究區(qū)治理措施

1.1 研究區(qū)概況

本溪市溪湖區(qū)三會廠小流域為典型研究區(qū)，流域面積3.552 km2，其中土壤侵蝕面積0.484 km2（無侵蝕區(qū)3.067 km2，輕度侵蝕區(qū)0.267 km2，極強度侵蝕區(qū)0.218 km2）。研究區(qū)地處中緯度，屬中溫帶大陸性季風氣候區(qū)，四季冷暖分明，冬季寒冷干燥，夏季溫濕多雨，年平均氣溫6～8 ℃，年均降水793.7 mm。區(qū)域內(nèi)土壤類型主要為棕壤土，土壤偏砂，含有大量石礫、石片。質地多為重砂礫壤，表層土壤有機質含量為3.8 mg/kg，全氮0.11%～0.30%，全磷0.10%～0.27%，pH 6.0～6.2。項區(qū)內(nèi)植被為長白植物區(qū)系，其地帶性植被為溫帶針闊葉混交林，植被覆蓋率73.04%。

1.2 治理原則與措施體系配置

三會廠小流域建設是在生態(tài)文明建設的新形勢下，針對區(qū)域水資源問題，結合當?shù)厮亮魇攸c，在傳統(tǒng)水土保持措施的基礎上，提出以小流域為單元，根據(jù)系統(tǒng)論、景觀生態(tài)學、水土保持學、生態(tài)經(jīng)濟學和可持續(xù)發(fā)展等理論，結合流域地形地貌特點、土地利用方式和水土流失特性等，將小流域劃分為“生態(tài)修復、生態(tài)治理、生態(tài)保護”三道防線。圍繞研究區(qū)水少、水臟兩大問題，應用“三道防線”小流域治理理論，堅持山、水、田、林、路統(tǒng)一規(guī)劃，工程措施、生物措施、農(nóng)業(yè)技術措施有機結合，治理與開發(fā)并重，攔、蓄、灌、排、節(jié)綜合治理的新理念，實現(xiàn)控制侵蝕、凈化水質、美化環(huán)境的目的。

本溪市溪湖區(qū)三會廠小流域實施的治理措施體系主要有：通過實施封山育林使林草植被自我修復，在流域最上游地區(qū)形成第一道生態(tài)防線；通過生態(tài)農(nóng)牧措施、植被恢復措施和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，建立第二道生態(tài)防線；通過溝道水土保持措施、河道整治措施和河岸植被緩沖帶建設等，綜合利用水陸交錯帶和生態(tài)過渡帶的攔沙濾水、凈化水質、美化環(huán)境作用，建立第三道生態(tài)防線。

在研究區(qū)設計的主要水土保持工程措施包括修建方塘、谷坊、道路作業(yè)等，該流域的綜合治理歷時4 a時間完成。

1.2.1 方塘典型設計 方塘是為攔蓄地表徑流而修建的蓄水工程，可攔蓄地表徑流，充分利用自然降雨或泉水，是滿足山區(qū)、丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)用水需求的一直有效工程措施。三會廠小流域夏季降雨充沛，為有效利用區(qū)域內(nèi)水土資源，在工程建設中將方塘規(guī)劃在坡面水匯流的低凹處，并充分利用當?shù)赝亮?，工程造價低，基礎穩(wěn)固，來水充足，能滿足三會廠小流域的農(nóng)、林用水需求。

方塘水位—容積（H—V）曲線見圖1。

式中：G為多年平均懸稱質年輸沙量，G=gF，g取400 t/km2；T為設計淤積年限，取10 a；R為淤積泥沙容重，取1.4；E為岸崩及推移質泥沙占懸移質泥沙比重，取10%。

經(jīng)計算得V墊=300 m3，墊底水位H墊=2.5 m。

方塘的縱剖面及垂直投影圖分別見圖2和圖3。

1.2.2 谷坊設計 谷坊是水土流失地區(qū)溝道治理的一種主要工程措施。三會廠小流域谷坊的主要作用是固定、抬高侵蝕基準點，防止溝道下切和溝岸擴張。三會廠谷坊設計標準參考GB/T16453.1—2008《水土保持綜合治理技術規(guī)范》，按10年一遇24 h最大降雨量標準設計，在實際工程中，可結合實際情況相應提高設計標準。

1） 谷坊出流流量計算。當谷坊上游水面高于谷坊高度時，其出流形態(tài)近似堰流。若忽略谷坊頂水流的水頭沿程損失及楊干的側收縮影響，谷坊出流流量可用下面公式計算：

2） 谷坊高度與間距的確定。谷坊間距、高度與淤積泥沙表面的臨界不沖坡度有關。實際調(diào)查資料證明，在谷坊淤積滿之后，其淤積泥沙的表面不可能絕對水平，而是有一定的高度，即穩(wěn)定坡。按照瓦蘭亭（Valentine）公式計算穩(wěn)定坡度：

2 項目實施效益分析

在研究區(qū)設計的主要水土保持措施為：建設方塘3座、谷坊24座，小河道治理1.6 km，修建作業(yè)路2.4 km，營造水土保持林10.98 hm2，封育71.36 hm2，總投資551.49萬元。方塘能夠滿足附近經(jīng)濟林果的需水要求，有效蓄積降水，實現(xiàn)雨水的高效利用；谷坊層層攔蓄的配置，能夠有效阻止溝壑發(fā)展，且有很好的景觀效果；經(jīng)濟林果的栽植，能夠增加經(jīng)濟收入，改善生活條件；排水渠的修整，可減少渠內(nèi)泥沙的堆積。三會廠小流域水土保持治理工程效果圖見圖5—8。

2.1 生態(tài)效益分析

三會廠小流域治理措施體系實施后，可有效防治流域內(nèi)的水土流失。水土保持三大措施發(fā)揮效益顯著，使區(qū)域生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)條件得到明顯改善。截止2016年工程完工，當全部水土保持措施發(fā)揮效益時，流域內(nèi)植被覆蓋率可提高至86%，比治理前提高14.67%；年保水量為11.59×104 m3；年保土量0.70×104 m3。主要措施保水、保土量見表1及表2。

2.2 經(jīng)濟效益分析

在研究區(qū)內(nèi)實施的所有水土保持措施全部發(fā)揮效益后，預計年可增加效益258.46萬元。其中水土保持林年可產(chǎn)生活立木4 941 m3，增加效益197.64萬元；方塘年可養(yǎng)殖林蛙12 000只，增加效益18.00萬元；封育年可產(chǎn)生枝條214.08 t，增加效益42.82萬元。

2.3 社會效益分析

三會廠小流域水土保持治理工程剛開工建設，各項水土保持措施還未產(chǎn)生經(jīng)濟效益。工程完工后，林木、牧草、方塘等經(jīng)濟效益顯著，預計人均純收入可達13 611元，比治理前增加1.65倍，解決就業(yè)人數(shù)38人，增加就業(yè)崗位10個，促進區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。同時，工程實施后，可有效提高研究區(qū)植被覆蓋率和土壤肥力，為區(qū)域農(nóng)、林、牧生產(chǎn)發(fā)展及生態(tài)旅游開發(fā)創(chuàng)造良好條件，拓寬農(nóng)村勞動力的就業(yè)渠道，有效地促進區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

3 結語

三會廠小流域治理是傳統(tǒng)小流域治理方式的繼承和創(chuàng)新，其將整個小流域作為一個完整的社會—經(jīng)濟—環(huán)境復合生態(tài)系統(tǒng)，以控制水土流失、治理面源污染和提高流域內(nèi)生產(chǎn)生活環(huán)境為主要工作內(nèi)容，堅持生態(tài)優(yōu)先、人工治理、自然修復相結合的原則，根據(jù)當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境面臨的突出問題和矛盾，采取對應的工程措施與植物保護措施，建立適合遼東山區(qū)的小流域綜合治理措施體系，使當?shù)氐纳鷳B(tài)、經(jīng)濟、社會效益明顯提高，對遼東山區(qū)小流域建設具有示范作用。

參考文獻

[1] 王振華，李青云，黃茁，等.生態(tài)清潔小流域建設研究現(xiàn)狀及展望[J].人民長江，2011，42（Z2）：115-118.

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[4] 祁生林，韓富貴，楊軍，等.北京市生態(tài)清潔小流域建設理論與技術措施研究[J].中國水土保持，2010（3）：18-20.

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[6] 尹成戌.混砌石谷坊施工技術[J].中國水土保持，2010（2）：49-50.

2.2 經(jīng)濟效益分析

在研究區(qū)內(nèi)實施的所有水土保持措施全部發(fā)揮效益后，預計年可增加效益258.46萬元。其中水土保持林年可產(chǎn)生活立木4 941 m3，增加效益197.64萬元；方塘年可養(yǎng)殖林蛙12 000只，增加效益18.00萬元；封育年可產(chǎn)生枝條214.08 t，增加效益42.82萬元。

2.3 社會效益分析

三會廠小流域水土保持治理工程剛開工建設，各項水土保持措施還未產(chǎn)生經(jīng)濟效益。工程完工后，林木、牧草、方塘等經(jīng)濟效益顯著，預計人均純收入可達13 611元，比治理前增加1.65倍，解決就業(yè)人數(shù)38人，增加就業(yè)崗位10個，促進區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。同時，工程實施后，可有效提高研究區(qū)植被覆蓋率和土壤肥力，為區(qū)域農(nóng)、林、牧生產(chǎn)發(fā)展及生態(tài)旅游開發(fā)創(chuàng)造良好條件，拓寬農(nóng)村勞動力的就業(yè)渠道，有效地促進區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

3 結語

三會廠小流域治理是傳統(tǒng)小流域治理方式的繼承和創(chuàng)新，其將整個小流域作為一個完整的社會—經(jīng)濟—環(huán)境復合生態(tài)系統(tǒng)，以控制水土流失、治理面源污染和提高流域內(nèi)生產(chǎn)生活環(huán)境為主要工作內(nèi)容，堅持生態(tài)優(yōu)先、人工治理、自然修復相結合的原則，根據(jù)當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境面臨的突出問題和矛盾，采取對應的工程措施與植物保護措施，建立適合遼東山區(qū)的小流域綜合治理措施體系，使當?shù)氐纳鷳B(tài)、經(jīng)濟、社會效益明顯提高，對遼東山區(qū)小流域建設具有示范作用。

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[6] 尹成戌.混砌石谷坊施工技術[J].中國水土保持，2010（2）：49-50.

2.2 經(jīng)濟效益分析

在研究區(qū)內(nèi)實施的所有水土保持措施全部發(fā)揮效益后，預計年可增加效益258.46萬元。其中水土保持林年可產(chǎn)生活立木4 941 m3，增加效益197.64萬元；方塘年可養(yǎng)殖林蛙12 000只，增加效益18.00萬元；封育年可產(chǎn)生枝條214.08 t，增加效益42.82萬元。

2.3 社會效益分析

三會廠小流域水土保持治理工程剛開工建設，各項水土保持措施還未產(chǎn)生經(jīng)濟效益。工程完工后，林木、牧草、方塘等經(jīng)濟效益顯著，預計人均純收入可達13 611元，比治理前增加1.65倍，解決就業(yè)人數(shù)38人，增加就業(yè)崗位10個，促進區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。同時，工程實施后，可有效提高研究區(qū)植被覆蓋率和土壤肥力，為區(qū)域農(nóng)、林、牧生產(chǎn)發(fā)展及生態(tài)旅游開發(fā)創(chuàng)造良好條件，拓寬農(nóng)村勞動力的就業(yè)渠道，有效地促進區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

3 結語

三會廠小流域治理是傳統(tǒng)小流域治理方式的繼承和創(chuàng)新，其將整個小流域作為一個完整的社會—經(jīng)濟—環(huán)境復合生態(tài)系統(tǒng)，以控制水土流失、治理面源污染和提高流域內(nèi)生產(chǎn)生活環(huán)境為主要工作內(nèi)容，堅持生態(tài)優(yōu)先、人工治理、自然修復相結合的原則，根據(jù)當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境面臨的突出問題和矛盾，采取對應的工程措施與植物保護措施，建立適合遼東山區(qū)的小流域綜合治理措施體系，使當?shù)氐纳鷳B(tài)、經(jīng)濟、社會效益明顯提高，對遼東山區(qū)小流域建設具有示范作用。

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