陜西省水土保持措施配比研究

袁 瀛，王山河，馬 寧，管 濱，郝惠莉，任京柱

(陜西省水土保持勘測(cè)規(guī)劃研究所，710004，西安)

合理布設(shè)水土保持措施，科學(xué)確定水土保持措施數(shù)量，是水土流失綜合治理項(xiàng)目達(dá)到費(fèi)省效宏的前提條件[1-2]。筆者在查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，還未曾有專門針對(duì)科學(xué)和合理布設(shè)水土保持措施配比的文獻(xiàn)和理論，因此，該研究顯得尤為重要。陜西省在水土保持項(xiàng)目管理中，針對(duì)于小流域綜合治理，常用的措施配比指標(biāo)為坡改梯面積>5%，封禁治理面積<60%。為科學(xué)確定《陜西省水土保持規(guī)劃》中的全省水土保持措施類型和數(shù)量，合理安排水土保持小流域綜合治理實(shí)施方案中的措施配置，通過調(diào)研和總結(jié)陜西省小流域水土流失綜合治理[4]措施配比，再回到小流域水土流失綜合治理實(shí)踐中進(jìn)行檢驗(yàn)，匯總得出陜西省水土流失綜合治理措施配比，并用于陜西省水土保持規(guī)劃和小流域水土流失綜合治理的措施配置中，以期為水土保持小流域治理的措施布設(shè)，以及市、縣級(jí)水土保持規(guī)劃的措施配置提供方法及依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

陜西省設(shè)10個(gè)省轄市、楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)和韓城計(jì)劃單列市，總土地面積20.58萬(wàn)km2。其中：農(nóng)業(yè)用地18.91 萬(wàn)km2，城鎮(zhèn)及交通用地1.01萬(wàn)km2，水域0.31萬(wàn)km2，其他用地0.35萬(wàn)km2。陜西是我國(guó)水土流失面積占國(guó)土面積比例最大、侵蝕強(qiáng)度最高和水土流失影響最為嚴(yán)重的省份之一。全省原有水土流失面積13.75萬(wàn)km2，已累計(jì)實(shí)施水土保持措施面積7.40萬(wàn)km2。其中：水土流失強(qiáng)度減少到微度以下的治理面積為1.85萬(wàn)km2，有5.55萬(wàn)km2的治理面積中，水土流失強(qiáng)度得到了不同程度的降低，但沒有降低到微度以下。因此，全省仍有水土流失面積11.90萬(wàn)km2，其中輕度、中度、強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈和劇烈侵蝕面積分別為4.03、3.54、1.87、1.39和1.07萬(wàn)km2。

截至2015年，全省開展綜合治理小流域4 000多條，累計(jì)實(shí)施水土保持措施面積7.40萬(wàn)km2。其中：建設(shè)基本農(nóng)田165.44萬(wàn)hm2、水土保持林331.89萬(wàn)hm2、經(jīng)濟(jì)林103.68萬(wàn)hm2、種草61.59萬(wàn)hm2、實(shí)施生態(tài)修復(fù)74.65萬(wàn)hm2、其他3.05萬(wàn)hm2，累計(jì)建設(shè)淤地壩3萬(wàn)3 750座(淤地6.64萬(wàn)hm2)，坡面水系工程5 085 km，小型蓄水保土點(diǎn)狀工程68.17萬(wàn)個(gè)、線狀工程1.31萬(wàn)km。陜西省的水土保持工作雖然成績(jī)顯著，但與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、國(guó)家生態(tài)建設(shè)的總體目標(biāo)要求相比還存在一定差距?！笆濉逼陂g，全省規(guī)劃實(shí)施水土保持措施面積3.25萬(wàn)km2。其中建設(shè)基本農(nóng)田16.84萬(wàn)hm2、水土保持林87.83萬(wàn)hm2、經(jīng)濟(jì)林16.31萬(wàn)hm2、種草18.39萬(wàn)hm2、實(shí)施封禁治理185.63萬(wàn)hm2，新建及加固淤地壩8 000座，坡面水系工程3 032 km，小型蓄水保土點(diǎn)狀工程1.89萬(wàn)個(gè)、線狀工程9 459 km。

陜西省的地貌特點(diǎn)是南北高，中間低，北有黃土高原，南有秦巴山區(qū)，中為渭河階地。降雨特點(diǎn)是水平和垂直，特別是時(shí)空分布差異很大，雨量大部分集中在雨季的個(gè)別次暴雨中。水土流失類型多樣，主要表現(xiàn)為水蝕、風(fēng)蝕、重力侵蝕和混合侵蝕等。開展陜西省水土保持措施配比研究，因地制宜地確定水土保持措施類型及數(shù)量，對(duì)于建設(shè)生態(tài)文明，振興經(jīng)濟(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 數(shù)據(jù)與方法

根據(jù)陜西省水土保持區(qū)劃，分區(qū)選擇具有代表性的典型小流域進(jìn)行調(diào)查研究，用典型小流域的數(shù)據(jù)，推求各分區(qū)的水土保持措施配比；根據(jù)各個(gè)分區(qū)的水土流失治理面積加權(quán)平均，得出陜西省水土保持措施配比；根據(jù)各市所占各個(gè)分區(qū)的水土流失治理面積加權(quán)平均，得出全省12個(gè)市(區(qū))的水土保持措施配比。

2.1 陜西省水土保持區(qū)劃

根據(jù)《陜西省水土保持規(guī)劃(2016—2030)》[3]，按照頂層設(shè)計(jì)的理念[4]，陜西省水土保持區(qū)劃以國(guó)家劃定的水土保持8個(gè)三級(jí)區(qū)[5-9]作為陜西省一級(jí)分區(qū)(表1)；在分析陜西省自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、水土流失特征和水土保持功能的基礎(chǔ)上，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為基本單元，進(jìn)一步劃分陜西省的水土保持二級(jí)分區(qū)23個(gè)。

表1 陜西省水土保持區(qū)劃分區(qū)表Tab.1 Division of the Shaanxi provincial soil and water conservation regions

2.2 典型小流域的選取

近年來(lái)，陜西省開展多項(xiàng)國(guó)家和省級(jí)投資的水土保持重點(diǎn)項(xiàng)目，主要有陜北淤地壩建設(shè)工程、丹江口庫(kù)區(qū)及上游水土保持工程、國(guó)家水土保持重點(diǎn)建設(shè)工程、坡耕地水土流失綜合治理工程、國(guó)家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)水土保持項(xiàng)目、省級(jí)水土保持補(bǔ)償費(fèi)使用項(xiàng)目以及京津風(fēng)沙源水土保持工程等，為筆者提供豐富的典型小流域設(shè)計(jì)資料。隨著這些項(xiàng)目的陸續(xù)竣工驗(yàn)收，每年都能得到上百個(gè)小流域水土保持綜合治理項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料。在對(duì)這些小流域的水土保持治理措施現(xiàn)狀和規(guī)劃措施數(shù)量分析整理的基礎(chǔ)上，科學(xué)選取典型小流域[10-12]。通過高分影像數(shù)據(jù)信息獲得的土地利用情況，初步對(duì)選取的典型小流域的已有、規(guī)劃的治理面積及措施數(shù)量進(jìn)行對(duì)比核實(shí)，以每個(gè)二級(jí)分區(qū)選擇3條以上、每個(gè)一級(jí)分區(qū)不少于5條典型小流域?yàn)樵瓌t，共選擇73條典型小流域進(jìn)行分析匯總(表2)。

表2 各類項(xiàng)目、各分區(qū)選擇的典型小流域數(shù)量表Tab.2 Quantities of representative small basins for different projects and regions

2.3 分區(qū)水土保持措施配比的獲得

首先提取各個(gè)典型小流域已經(jīng)治理的面積、措施類型及數(shù)量，同時(shí)提取規(guī)劃治理的水土流失面積、措施類型及數(shù)量，再回到實(shí)際中調(diào)查后，進(jìn)行修正[13-15]，從而得出每條典型小流域水土流失綜合治理的已有和規(guī)劃措施數(shù)量。累加每個(gè)分區(qū)內(nèi)的所有典型小流域已治理面積、規(guī)劃治理面積、已有措施數(shù)量和規(guī)劃措施數(shù)量，以此分別推算出各個(gè)分區(qū)的已有和規(guī)劃水土保持措施配比。措施配比即單位治理面積內(nèi)(km2)各類水土保持措施的數(shù)量。已有措施配比即單位已治理面積內(nèi)，已有水土保持措施的數(shù)量，規(guī)劃措施配比即單位規(guī)劃治理面積內(nèi)的各類水土保持措施數(shù)量。

2.4 陜西省水土保持措施配比的獲得

根據(jù)各個(gè)分區(qū)的水土保持措施配比及水土流失治理面積，計(jì)算每個(gè)分區(qū)的水土保持措施類型和數(shù)量；把全部分區(qū)的水土保持措施數(shù)量和水土流失治理面積累加起來(lái)，獲得全省的水土保持措施配比。

2.5 各市水土保持措施配比的獲得

計(jì)算各市所占各個(gè)水土保持分區(qū)的水土流失治理面積和水土保持措施數(shù)量，把各市所含分區(qū)的水土流失治理面積和措施數(shù)量累加起來(lái)，獲得各市的水土保持措施配比。

2.6 數(shù)據(jù)來(lái)源

典型小流域水土流失綜合治理實(shí)施方案由陜西省水土保持局提供，高分影像數(shù)據(jù)資料由水利部監(jiān)測(cè)中心提供，社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料、水土流失及水土保持現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來(lái)源于《陜西省水土保持規(guī)劃(2016—2030)》。

3 結(jié)果與分析

3.1 分區(qū)水土保持措施配比

3.1.1 已有水土保持措施分區(qū)配比 截至2015年，全省累計(jì)實(shí)施水土保持措施面積7.40萬(wàn)km2。其中基本農(nóng)田(包括梯田、壩地和其他水保措施)、喬木林、灌木林、經(jīng)濟(jì)林、種草和封禁治理6大措施所占比例分別為22.3%、27.7%、17.2%、14.0%、8.3%和10.5%。全省已治理的1 000 km2的水土流失面積中，有骨干壩35座、中型壩124座、小型壩297座、截排水溝245 km、以及蓄水池窖9 209個(gè)(表3)。

各分區(qū)的已有水土保持措施配置比例差異明顯。其中：基本農(nóng)田占比例最大的是Ⅴ區(qū)，占比例最小的是Ⅵ區(qū)；喬木林占比例最大的是Ⅷ區(qū)，占比例最小的是Ⅱ區(qū)；灌木林占比例最大的是Ⅱ區(qū)，占比例最小的是Ⅴ區(qū)；經(jīng)濟(jì)林占比例最大的是Ⅲ區(qū)，占比例最小的是Ⅱ區(qū)；種草占比例最大的是Ⅱ區(qū)，占比例最小的是Ⅵ區(qū)；封禁治理占比例最大的是Ⅵ區(qū)，占比例最小的是Ⅱ區(qū)；淤地壩主要集中在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ區(qū)，Ⅴ區(qū)很少，Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ沒有分布。

3.1.2 規(guī)劃水土保持措施分區(qū)配比 “十三五”期間，全省規(guī)劃實(shí)施水土保持措施面積3.25萬(wàn)km2。其中：梯田、喬木林、灌木林、經(jīng)濟(jì)林、種草和封禁治理6大措施所占比例分別為5.6%、12.3%、11.7%、6.7%、4.7%和59.0%。全省每治理1 000 km2的水土流失面積，需要修建骨干壩29座、中型壩66座、小型壩255座、截排水溝354 km、以及澇池93個(gè)(表4)。

表3 陜西省各分區(qū)已有水土保持措施配比Tab.3 Proportions of water and soil conservation measures in the different regions of Shaanxi

表4 陜西省各分區(qū)規(guī)劃水土保持措施配比Tab.4 Proportions of the planned water and soil conservation measures in the different regions of Shaanxi

各分區(qū)規(guī)劃的水土保持措施，除梯田和封禁治理措施差異較小以外，其他措施差異顯著。其中：梯田占比例最大的是Ⅴ區(qū)，占比例最小的是Ⅲ區(qū)；喬木林占比例最大的是Ⅴ區(qū)，占比例最小的是Ⅱ區(qū)；灌木林占比例最大的是Ⅱ區(qū)，占比例最小的是Ⅴ區(qū)；經(jīng)濟(jì)林占比例最大的是Ⅵ區(qū)，占比例最小的是Ⅱ區(qū)；種草占比例最大的是Ⅲ區(qū)，占比例最小的是Ⅵ區(qū)；封禁治理占比例最大的是Ⅵ區(qū)，占比例最小的是Ⅲ區(qū)；淤地壩主要集中在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)，Ⅴ區(qū)很少，Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ沒有分布；澇池主要分布在Ⅴ區(qū)和Ⅳ區(qū)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)較少，Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ沒有分布。

3.2 各市水土保持措施配比

3.2.1 各市已有水土保持措施配比 陜西省各市已有的水土保持措施種類和數(shù)量差異很大(表5)。其中：基本農(nóng)田(包括梯田、壩地和其他水保措施)占比例最大的是楊凌區(qū)，占比例最小的是商洛市；喬木林占比例最大的是西安市，占比例最小的是榆林市；灌木林占比例最大的是榆林市，占比例最小的是咸陽(yáng)市；經(jīng)濟(jì)林占比例最大的是韓城市，占比例最小的是楊凌區(qū)；種草占比例最大的是榆林市，占比例最小的是商洛市；封禁治理占比例最大的是商洛市，占比例最小的是楊凌區(qū)；已建的淤地壩分布由北向南遞減明顯，主要集中在陜北的榆林和延安2市，關(guān)中的韓城、銅川、渭南、咸陽(yáng)、寶雞、西安6市和楊凌區(qū)分布很少，陜南的商洛、漢中和安康3市沒有分布。

3.2.2 各市規(guī)劃水土保持措施配比 陜西省各市規(guī)劃的水土保持措施種類和數(shù)量差異明顯(表6)。其中：坡改梯占比例最大的是楊凌區(qū)，占比例最小的是延安市；喬木林占比例最大的是韓城市，占比例最小的是榆林市；灌木林占比例最大的是榆林市，占比例最小的是咸陽(yáng)市；經(jīng)濟(jì)林占比例最大的是楊凌區(qū)，占比例最小的是韓城市；種草占比例最大的是楊凌區(qū)，占比例最小的是安康市；封禁治理占比例最大的是安康市，占比例最小的是楊凌區(qū)；規(guī)劃的淤地壩分布由北向南遞減明顯，主要集中在陜北的榆林和延安2市，關(guān)中的渭南、韓城、銅川、咸陽(yáng)、寶雞和西安6市分布很少，楊凌區(qū)和陜南的商洛、漢中和安康3市沒有分布。

表5 陜西省各市已有水土保持措施配比Tab.5 Proportions of the existing water and soil conservation measures in the different cities of Shaanxi

表6 陜西省各市規(guī)劃水土保持措施配比Tab.6 Proportions of the planned water and soil conservation measures in different cities of Shaanxi

4 結(jié)論

陜西省自然條件的水平和垂直差異明顯，地形、地貌、土壤、植被及氣候條件的差異性，決定了各水土保持分區(qū)和各市水土保持措施配置的顯著差異。在水土流失治理工作中，總結(jié)分析不同自然條件下的水土保持措施配比，是開展水土保持規(guī)劃的基礎(chǔ)工作，也是科學(xué)、合理安排不同區(qū)域小流域綜合治理中，水土保持措施類型和數(shù)量的重要參考依據(jù)。開展陜西省水土保持措施配置研究，提出陜西省水土保持措施配比，為《陜西省水土保持規(guī)劃》編制以及規(guī)范陜西省水土流失綜合治理項(xiàng)目的措施布設(shè)，均奠定了重要基礎(chǔ)。

筆者依據(jù)陜西省水土流失綜合治理重點(diǎn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及驗(yàn)收資料，結(jié)合解譯高分影像數(shù)據(jù)和勘測(cè)調(diào)查，得出具有代表性的典型小流域的措施配置，按照典型小流域數(shù)據(jù)，推算各分區(qū)的措施配比，根據(jù)各分區(qū)的措施配比、利用水土流失治理面積，進(jìn)行加權(quán)平均、推求各市及全省的水土保持措施配比。本研究可為陜西省內(nèi)開展水土保持規(guī)劃及小流域綜合治理提供依據(jù)，研究方法可為其他區(qū)域開展水土保持規(guī)劃、科學(xué)管理水土流失綜合治理工作提供理論參考。

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