女兒河項(xiàng)目區(qū)水土保持綜合治理效益評價(jià)探討

林 楓

(北票市大板水利服務(wù)站，遼寧 北票 122114)

水土保持不僅是修復(fù)生態(tài)環(huán)境的重要途徑，也是促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。葫蘆島市女兒河項(xiàng)目不僅植被覆蓋率低，而且由于自然條件限制再加之汛期洪水肆虐影響，漫進(jìn)良田、林地甚至村屯導(dǎo)致該地區(qū)的水土流失狀況十分嚴(yán)峻。嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的失衡，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平低下，自然災(zāi)害持續(xù)發(fā)生。頻繁的自然災(zāi)害，會導(dǎo)致土地蓄水保土能力下降，自我發(fā)展和抗御自然災(zāi)害能力有限，導(dǎo)致該地區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整緩慢，嚴(yán)重地制約著該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步。水土流失現(xiàn)象已成為遼寧地區(qū)所面臨的關(guān)鍵生態(tài)建設(shè)問題之一，保護(hù)兩岸居民生命財(cái)產(chǎn)及土地等資源也就成為了現(xiàn)階段任務(wù)的重中之重。

目前，國內(nèi)外眾多學(xué)者針葫蘆島市南票區(qū)女兒河的水土保持問題進(jìn)行了大量的研究，研究成果較為豐富，但大多數(shù)的研究僅是從單一效益評價(jià)方面分析，結(jié)論過于片面，不能完整體現(xiàn)整個(gè)流域的水土保持治理情況，并且對該地區(qū)水土保持的綜合治理和效益評價(jià)方面研究的不夠深入，已有的評價(jià)指標(biāo)也存在一些值得商榷之處。

因此，本文以葫蘆島市女兒河項(xiàng)目區(qū)為研究區(qū)域和目標(biāo)，運(yùn)用層次分析法和生態(tài)護(hù)岸法，重點(diǎn)針對葫蘆島市女兒河項(xiàng)目區(qū)水土保持治理方法與治理效果進(jìn)行研究，既可以探究本次活動對該地區(qū)人民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，又可以分析出科學(xué)治理方法，這對推動該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，涵養(yǎng)地下水，改善環(huán)境十分有利，并為治理者下一步工作的開展提供了重要考究。

1 研究概況

國家水土保持綜合治理工程——葫蘆島市南票區(qū)女兒河項(xiàng)目區(qū)工程處在南票區(qū)中部，屬于暖溫帶季風(fēng)大陸性氣候。該項(xiàng)目區(qū)暴雨強(qiáng)度大，主要集中在7、8月份，這2個(gè)月的降水量占全年降水的52%以上。項(xiàng)目區(qū)多年平均氣溫為9.3℃，多年平均相對濕度為56%。最大相對濕度為83%，出現(xiàn)在7月；最小相對濕度為49%，出現(xiàn)在3月。女兒河流域的降水主要受華北氣候、臺風(fēng)及低氣壓影響，多年平均降水量為600mm。多年平均蒸發(fā)量2000mm，多年平均無霜期166d。項(xiàng)目區(qū)共有5條小型河流，河流總面積約為218.12km2，水土流失總面積約為112.13km2，其中輕度侵蝕面積約為70.12km2，中度侵蝕面積約為21.31km2，強(qiáng)度侵蝕面積約為12.13km2(見表1)，平均土壤侵蝕模數(shù)1231t/(km2·a)。自然因素和人為因素是導(dǎo)致水土流失的主要原因，項(xiàng)目區(qū)的土壤類型大部分是棕壤土，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)高山屹立，地勢陡峭，耕地比較少，土壤質(zhì)量較差，產(chǎn)量也偏低，植被覆蓋率低下(見表2)。

表1 女兒河項(xiàng)目區(qū)水土流失狀況

表2 女兒河項(xiàng)目區(qū)土地利用狀況

2 研究方法

本文通過全方位多層次的治理效益評價(jià)方法，對葫蘆島市南票區(qū)女兒河項(xiàng)目區(qū)的水土保持治理效益進(jìn)行評價(jià)。運(yùn)用層次分析法對各個(gè)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)處理，進(jìn)而產(chǎn)生不同的指標(biāo)結(jié)果。對于每一個(gè)時(shí)期的水土保持治理效益通過生態(tài)護(hù)岸法的方式進(jìn)行科學(xué)可靠的穩(wěn)定判別，最終得出每一個(gè)時(shí)期的水土保持治理效益分級，通過明確該項(xiàng)目區(qū)水土保持綜合治理效益評價(jià)指標(biāo)和體系得出最后的評價(jià)結(jié)果，對今后女兒河項(xiàng)目區(qū)水土保持工作進(jìn)一步開展工作具有重要參考價(jià)值。

2.1 層次分析法原理

層次分析法所達(dá)到的最終效果是把一個(gè)不易解決的問題細(xì)化為n多個(gè)不同的層次，并對不同層次里的單一元素進(jìn)行比較，最終可以產(chǎn)生不同的權(quán)重值，能有效的對每一種單一元素所掌控的事物進(jìn)行全方位多層次效益指標(biāo)評價(jià)。

在通過層次分析法處理疑難問題時(shí)，首先是發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)，通過以上問題理解和研究，進(jìn)一步對整個(gè)系統(tǒng)切分為相異的影響因素欄和指標(biāo)欄，通過預(yù)先指定的公式明確所有判斷矩陣的最大特征值。最后根據(jù)計(jì)算公式得出一致性指標(biāo)的數(shù)值，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)材料進(jìn)一步確定與之相對應(yīng)的具有隨機(jī)性的一致性指標(biāo)的數(shù)值。

通過公式最終得出隨機(jī)的一致性比值。一般來說，當(dāng)最終計(jì)算結(jié)果不大于0.2時(shí)，判斷矩陣的一致性偏差比較小，可以實(shí)施層次單排序工作；當(dāng)最終計(jì)算結(jié)果不小于0.2時(shí)，判斷矩陣的誤差較大，需重新修改矩形，直至計(jì)算結(jié)果滿足以上要求(見表3)。

表3 評價(jià)指標(biāo)項(xiàng)排列順序結(jié)果

2.2 生態(tài)護(hù)岸法應(yīng)用

新修護(hù)岸位置根據(jù)實(shí)際地形及保護(hù)對象布置，以原有岸坡為基礎(chǔ)，通過削坡處理和生態(tài)防護(hù)使坡面穩(wěn)定，防止滑坡、塌岸，同時(shí)減少水土流失，美化生態(tài)環(huán)境。結(jié)合河道現(xiàn)狀，從建筑物功能、造價(jià)、地質(zhì)、主次要矛盾等方面綜合考慮，盡可能使岸線確定達(dá)到方案最佳。河道護(hù)岸布置充分考慮河道現(xiàn)狀及上、下游實(shí)際情況確定，岸線布置遵循以下原則：

(1)岸線應(yīng)與河勢流向相適應(yīng)，并與大洪水的主流線大致平行。

(2)岸線應(yīng)力求平順，各堤段平緩連接。

(3)布置在占用耕地、林地較少的地帶。

根據(jù)河道現(xiàn)狀，確定兩側(cè)護(hù)岸坡腳間距，岸線布置在河灘地與耕地交界處，或耕地與道路交界處，盡量少占用耕地和林地。

明渠均勻流計(jì)算公式：

Q=AC(RJ)0.5,C=1/n*R/6,R=A/X

(1)

式中，Q—洪峰流量，m3/s；A—過水?dāng)嗝?，m2；C—謝才系數(shù)；n—糙率；X—濕周；J—河道比降。

由于該河道治理工程以生態(tài)措施為主，河道采用了復(fù)式斷面設(shè)計(jì)，因此河道水力計(jì)算的糙率應(yīng)采用綜合糙率，計(jì)算公式為：

(2)

式中，n1—生態(tài)護(hù)岸糙率，選用草地，無叢林標(biāo)準(zhǔn)糙率，n1取值為0.02；n2—河底糙率，n2取值為0.03；n3—生態(tài)護(hù)岸糙率，無叢林標(biāo)準(zhǔn)糙率，n3取值為0.05；x1—生態(tài)護(hù)岸斜長；x2—河底寬度；x3—生態(tài)護(hù)岸斜長。

計(jì)算見表4。

表4 河道綜合糙率計(jì)算表

3 研究的結(jié)果與分析

通過層次分析法和生態(tài)護(hù)岸法，計(jì)算出了女兒河項(xiàng)目區(qū)水土保持綜合治理與效益評價(jià)的數(shù)值，并選取了合適的公式，最后得出女兒河項(xiàng)目區(qū)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)兩大效益的指標(biāo)數(shù)值見表5。

表5 女兒河項(xiàng)目區(qū)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)兩大效益的指數(shù)值

通過表5可知，隨著治理時(shí)間的不斷推移，女兒河項(xiàng)目區(qū)不同治理階段的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)兩大效益的指標(biāo)數(shù)值全部呈現(xiàn)不同幅度的上漲，生態(tài)效益的和經(jīng)濟(jì)效益均有不同幅度的上漲。第二治理階段的兩大效益指數(shù)值相比于第一治理階段分別上漲213.12%和66.99%。總之，兩個(gè)治理階段過后，女兒河項(xiàng)目區(qū)水土流失得到進(jìn)一步緩解，水土保持措施結(jié)構(gòu)比例不斷趨于合理化，生態(tài)環(huán)境得到進(jìn)一步的改善。

4 結(jié)語

本次評價(jià)工作參考了大量女兒河項(xiàng)目區(qū)的有關(guān)資料，將層次分析法和生態(tài)護(hù)岸法兩者有效的結(jié)合起來，對女兒河項(xiàng)目區(qū)水土保持工作效益進(jìn)行了全方位評價(jià)，得到如下結(jié)論：

(1)2010～2015年期間女兒河項(xiàng)目區(qū)植被密度由原來的21.2%增加到31.3%，預(yù)計(jì)2025年整體植被密度將達(dá)到65%以上，到2035年，女兒河項(xiàng)目區(qū)水土保持經(jīng)濟(jì)總收入約為3112.12萬元。

(2)層次分析法和生態(tài)護(hù)岸法兩者有效結(jié)合是科學(xué)可行的，不僅能夠得到準(zhǔn)確的判定結(jié)果，而且適用于各個(gè)地區(qū)的水土保持工作效益評價(jià)。水土保持治理綜合效益是生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的綜合體現(xiàn)，女兒河項(xiàng)目區(qū)的水土保持治理工作根據(jù)女兒河項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際狀況，因地制宜，采取水土保持綜合治理措施，治理保護(hù)和開發(fā)水土資源，工程措施與生物措施并舉，營造水土保持林等措施改善生態(tài)條件，為女兒河項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)創(chuàng)造條件。通過研究結(jié)果能夠看出女兒河項(xiàng)目區(qū)的治理措施已經(jīng)初見效果，治理思路和方式是正確的。

[1] 梁會民, 趙軍. 小流域綜合治理的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益評估研究[J]. 生態(tài)經(jīng)濟(jì), 2001(08): 12- 14.

[2] 才慶欣. 南票區(qū)沙金溝小流域水土流失綜合治理分析[J]. 水土保持應(yīng)用技術(shù), 2014(01): 42- 44.

[3] 林斌, 邸利, 張富, 等. 黃土丘陵小流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)指標(biāo)體系研究: 以安家溝小流域?yàn)槔齕J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2010, 24(05): 31- 36.

[4] 劉元寶, 閻百興, 沈波, 等. 東北黑土區(qū)農(nóng)地水土流失現(xiàn)狀與綜合治理對策[J]. 中國水土保持科學(xué), 2011, 6(01): 1- 8.

[5] 李鳳榮, 張鳳勇. 阜新市黑土區(qū)水土流失綜合防治措施[J]. 東北水利水電, 2011(01): 60- 61.

[6] 劉紀(jì)根, 張平倉, 喻慧花. 水土流失治理綜合評價(jià)指標(biāo)體系框架研究[J]. 長江科學(xué)院院報(bào), 2008, 25(08): 82- 89.

[7] 陳小華, 李小平. 農(nóng)業(yè)流域的河流生態(tài)護(hù)坡技術(shù)研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 25(增刊): 140- 145.

[8] 王曉峰, 張暉, 董小平, 等. 南水北調(diào)中線中工程陜西水源區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)[J]. 水土保持通報(bào), 2010, 30(03): 230- 232, 236.

[9] 李俠. 某小流域綜合治理工程設(shè)計(jì)分析[J]. 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì), 2015(12): 57- 60.

[10] 秦廣莉. 水土保持措施對地表徑流的影響[J]. 水利技術(shù)監(jiān)督, 2016(03): 100- 101.