高安市瑞埠項(xiàng)目區(qū)坡耕地水土流失綜合治理

童鴻強(qiáng)，黃 歡

(1.宜春市水土保持監(jiān)督監(jiān)測(cè)站，江西 宜春 336000；2.袁州區(qū)電力建設(shè)管理站，江西 宜春 336000)

1 項(xiàng)目區(qū)概況

1.1 自然概況

高安市位于江西省中部，全市總面積1289 km2。瑞埠項(xiàng)目區(qū)位于高安市中部，項(xiàng)目區(qū)范圍涉及三鎮(zhèn)十村，土地總面積346.06 km2。項(xiàng)目區(qū)地處亞熱帶，氣候濕潤(rùn)，雨量充沛。全市的降水量1560 mm，主要集中在4—6月份，多以大雨、暴雨形式出現(xiàn)。項(xiàng)目區(qū)水系發(fā)達(dá)，地表水和地下水資源豐富，地帶性土壤以紅壤和水稻土為主，土壤黏性高，利于修筑土坎梯田。項(xiàng)目區(qū)屬中亞熱帶常綠闊葉林帶，現(xiàn)狀植被多為人工林和次生林。項(xiàng)目區(qū)坡耕地以種植花生、芝麻、棉花、大豆和蔬菜為主[1]。

1.2 坡耕地情況

項(xiàng)目區(qū)土地總面積 22 864.00 hm2，其中耕地10 662.46 hm2，占46.64%，土地開發(fā)利用程度高，耕地資源豐富。耕地中，坡耕地面積占比大，一定程度上影響到當(dāng)?shù)胤N植業(yè)的發(fā)展，難以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型和規(guī)模化生產(chǎn)，不利于農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高。長(zhǎng)期以來(lái)，由于水土流失防治措施不到位、理念落后，加之土地不合理耕作、濫砍濫伐以及陡坡開荒增地等因素，出現(xiàn)了地力下降、施肥無(wú)效、作物產(chǎn)量下降的現(xiàn)象。

1.3 水土流失情況

項(xiàng)目區(qū)坡耕地以自然坡面耕種為主，沒有有效的蓄排水措施，大部分地塊采用順坡耕種的作業(yè)方式，不可避免的造成嚴(yán)重的水土流失。由于頻繁的翻耕，使得表土松散，暴雨來(lái)時(shí)，表面松土易被雨水沖刷順坡面流失，造成地力減退，威脅糧食安全。流失的土壤還造成河道和庫(kù)區(qū)泥沙淤積，大大降低了現(xiàn)有水利工程的使用壽命和效益。經(jīng)調(diào)查，項(xiàng)目區(qū)屬紅壤丘陵侵蝕區(qū)，土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主。項(xiàng)目區(qū)有水土流失面積2757.0 hm2。其中輕度流失1722.8 hm2，中度流失 1034.2 hm2。

2 治理方案

2.1 主要思路

為合理有序開發(fā)利用自然資源，進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)村農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)，秉承節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的治理理念，優(yōu)先選取項(xiàng)目區(qū)內(nèi)坡耕地比例高、面積大、水土流失較為嚴(yán)重的區(qū)域，坡耕地宜相對(duì)集中連片，易形成坡改梯大示范區(qū)，發(fā)揮集中示范效益[2]。

2.2 整體布置

建設(shè)內(nèi)容以新建坡改梯為主體工程，設(shè)置部分截排水溝、沉沙池等必要的輔助措施，通過形成完整的坡面水系，最終形成低水土流失水平的高產(chǎn)基本農(nóng)田。

2.3 主要工程量

本項(xiàng)目安排綜合治理坡耕地面積228.64 km2，其中新修水平梯田488.87 hm2；修筑蓄水池4座、沉沙池244口、截排水溝43.55 km，涵管1878處，田間生產(chǎn)道路17.48 km，地埂植物帶 55.84 hm2，宣傳標(biāo)牌15處，機(jī)耕橋2座。擬完成土方量63.01萬(wàn)m3、水泥95.93 t、燃油142.58 t、草籽4.47 t、投勞20.63萬(wàn)工日，施工機(jī)械1.78萬(wàn)臺(tái)班。項(xiàng)目總投資為1833.26萬(wàn)元。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

高安市瑞埠項(xiàng)目區(qū)屬于贛中低山丘陵土壤保持區(qū)，地形地貌特征以低丘崗地為主，項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，土壤侵蝕形態(tài)以面蝕為主。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)坡耕地坡面完整，地勢(shì)起伏小，坡長(zhǎng)多在 15～220 m 之間。各地塊間差異不大，坡度較緩，以5°分布面積最廣，地形地貌、土壤等條件基本一致，地形地貌相對(duì)簡(jiǎn)單。主要工程內(nèi)容包括新建坡改梯、截排水溝、沉沙池及田間生產(chǎn)道路等。

3.2 典型設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目在坡度 5°左右地塊修筑土坎水平梯田，采用前埂后溝+植物護(hù)坎埂形式，輔以截排水溝、沉沙池、道路等配套工程，能有效減少坡地水土流失、保留土壤養(yǎng)分、增加地埂經(jīng)濟(jì)收益。

3.2.1 坡改梯

本項(xiàng)目梯田工程級(jí)別設(shè)定為Ⅱ級(jí)，P=10%下6 h最大降雨量作為防御暴雨標(biāo)準(zhǔn)。按照有助于提高機(jī)械作業(yè)效率和田間生產(chǎn)、灌排水組織工作效率的原則設(shè)計(jì)，機(jī)修梯田。梯田的整體布設(shè)應(yīng)根據(jù)地形因勢(shì)利導(dǎo)，改造工程應(yīng)順應(yīng)坡勢(shì)，田面高程相差較小，田面寬度適度，田塊形狀應(yīng)盡可能整齊。

田坎設(shè)計(jì)為土坎，土坎高 1.0 m，田面寬度為5.5～71.6 m。土坎橫斷面各點(diǎn)高程保持一致。梯田土質(zhì)側(cè)坡平均為70°。梯田外側(cè)，根據(jù)實(shí)際情況布置蓄水埂帶，埂高30 cm，埂頂寬 30 cm，內(nèi)、外坡坡率取1∶1；在梯田的內(nèi)側(cè)，于坎下設(shè)溝，縱向比降約為1/1000，高程應(yīng)均勻下降，一般采取適宜大小的梯形斷面，并與排水溝相連接。同時(shí)應(yīng)盡可能保持土壤原有肥力，保留熟土層。水平梯田斷面典型設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 水平梯田斷面典型設(shè)計(jì)圖(單位：mm)

3.2.2 地埂植物帶

土坎水平梯田外側(cè)設(shè)坎埂，田坎高 1.0 m 左右，采用植草防護(hù)；田埂高 30 cm，埂頂寬30 cm，內(nèi)外坡坡率均為1∶1。田埂防護(hù)的混合草籽按照80 kg/hm2，進(jìn)行條播，條播間距25 cm，種植時(shí)用少量泥沙和磷肥拌種，播后蓋細(xì)土1～2 cm。選擇栽植難度小，抵御病蟲害或惡劣自然條件下生存能力較強(qiáng)，保水固土能力強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)草種，播種季節(jié)為春季或者秋季，田埂植物帶種植如圖2所示。

3.2.3 截排水溝設(shè)計(jì)

截排水溝按照10 a一遇短歷時(shí)暴雨量計(jì)算，工程設(shè)計(jì)等級(jí)為Ⅰ級(jí)。排水溝布置在道路兩側(cè)或溝谷地帶，接沉沙池，排水溝與承泄區(qū)河道之間互為30°～60°，當(dāng)截排水溝坡長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在溝渠中端設(shè)置沉沙池，在田面、截排水溝、田間生產(chǎn)道路匯集地設(shè)置過水涵管。

圖2 田埂植物帶種植示意圖

3.2.4 沉沙池設(shè)計(jì)

沉沙池按照10 a一遇 24 h 最大降雨量計(jì)算，主要對(duì)排水溝中裹夾的泥沙雜物等起到攔截、沉降作用，方便建后管護(hù)、有利于保護(hù)土地資源，同時(shí)也能延長(zhǎng)工程使用壽命。沉沙池采用矩形斷面，池體長(zhǎng)度一般為寬度的2倍，池深0.7～1.2 m。沉沙池內(nèi)側(cè)采用水泥砂漿抹面。使用時(shí)，應(yīng)在降水過程后定期清理沉沙池中淤積的泥沙與雜物。

3.2.5 田間道路工程設(shè)計(jì)

田間道路采用碎石路面和植草路面，田間生產(chǎn)道路布設(shè)示意圖如圖3所示。道路內(nèi)圓弧最小半徑5.75 m。碎石路面寬度為 3.0 m，路基寬度 3.8 m，路基邊坡為1∶1，采用碎石結(jié)構(gòu)，碎石層厚15 cm；素土夯實(shí)路面寬度為 3.0 m，路基寬度 3.6 m，路基邊坡為1∶1，采用素土夯實(shí)10 cm，填土壓實(shí)度≥0.93，填筑土干容量≥1.45 g/cm3。植草路面按照混合草籽每隔25 cm進(jìn)行條播，播種密度80 kg/hm2，播種季節(jié)為春季或秋季。

圖3 田間生產(chǎn)道路布設(shè)示意圖

3.2.6 蓄水池設(shè)計(jì)

蓄水池防御暴雨標(biāo)準(zhǔn)采用10 a一遇最大 24 h 降雨量。選用池體為矩形，規(guī)格為 35 m3，長(zhǎng)5 m，寬4 m，深1.75 m。池底板以C15鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，池板厚度20 cm，蓄水池側(cè)墻高2.25 m，并以水泥砂漿抹面。進(jìn)水管和出水管采用 DN400 雙壁波紋管。蓄水池的布置位置一般應(yīng)為匯流后的坡面凹點(diǎn)，與既有截排水溝連通，池體下部設(shè)排水管與截排溝渠相連。

4 效益監(jiān)測(cè)分析

4.1 工程效益監(jiān)測(cè)

為跟蹤掌握項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)展情況，科學(xué)評(píng)估項(xiàng)目實(shí)施成效，為科學(xué)組織開展水土流失綜合治理和項(xiàng)目驗(yàn)收提供數(shù)據(jù)支持，開展工程效益監(jiān)測(cè)。通過實(shí)地踏勘、典型調(diào)查和詢問走訪等方法，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目區(qū)各項(xiàng)水土保持措施的實(shí)施數(shù)量和質(zhì)量，對(duì)坡改梯及配套措施的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益進(jìn)行調(diào)查監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。

4.2 工程效益分析

4.2.1 蓄水保土和環(huán)境改善效益

坡耕地水土流失綜合治理項(xiàng)目實(shí)施后，耕地坡度普遍降低至 5°以下，項(xiàng)目區(qū)坡耕地基本得到治理。通過調(diào)整徑流，大片坡面匯流得到緩解，能夠防止土壤流失。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目實(shí)施后，年蓄水量可達(dá)146.73萬(wàn)m3，年保土量約為1.50萬(wàn)t。

項(xiàng)目的實(shí)施可以大量減少河流面源污染，有利于改良項(xiàng)目區(qū)土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤保肥能力，極大促進(jìn)了項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)[3]。項(xiàng)目有效降低暴雨的徑流流速，減輕對(duì)下層農(nóng)田或河道的洪水壓力，協(xié)調(diào)水資源時(shí)空分布，提高降水利用率，增強(qiáng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的抗災(zāi)減災(zāi)能力。

4.2.2 社會(huì)效益

本項(xiàng)目的實(shí)施，有效的改善了基礎(chǔ)生產(chǎn)條件，提高了土地生產(chǎn)率，新增基本農(nóng)田 488.87 hm2，同時(shí)完成一批基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)。在促使農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高農(nóng)村綜合生產(chǎn)能力方面有顯著成效。

4.2.3 經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)測(cè)算，正常運(yùn)行后，各項(xiàng)水土保持措施年運(yùn)行費(fèi)約為29.38 萬(wàn)元，年直接經(jīng)濟(jì)效益約為357.12萬(wàn)元，約合7305元/hm2。

5 結(jié) 論

項(xiàng)目建設(shè)后，坡面徑流得到攔截，有效地改善了水土流失現(xiàn)狀，同時(shí)在涵養(yǎng)水源、促進(jìn)項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展上也起到了一定的作用。通過坡耕地水土流失綜合治理，可以提升耕地質(zhì)量，有效促進(jìn)糧食增產(chǎn)增收，對(duì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化專項(xiàng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有著明顯作用，對(duì)發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義。