東北漫川漫崗治理區(qū)水土保持綜合治理初探
——以鐵嶺縣大會小流域為例

趙 健

(遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110003)

1 小流域基本情況

1.1 基本概況

大會小流域位于遼寧省鐵嶺縣東部的李千戶鎮(zhèn)，地理位置位于東經(jīng)123°48′37.0″～123°52′31.2″，北緯42°7′22.8″～42°9′39.5″之間。小流域地處長白山系哈達(dá)嶺余脈的低山丘陵區(qū)，海拔平均在200～300 m之間，溝壑密度為0.40 km/km2。

1.2 氣象水文

大會小流域氣候?qū)儆诒睖貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，夏季溫?zé)岫嘤辍⒂隉嵬?。多年平均降水量?80 mm，多年平均蒸發(fā)量1626 mm。降水全年分布不均，一般降雨集中在7—9月之間。年最大降雨發(fā)生在1995年，降雨量為1018 mm，年最小降雨量在2001年，降雨量為480 mm。5 a一遇24 h降雨量為132.5 mm，10 a一遇24 h降雨量為154.8 mm，10 a一遇3～6 h最大暴雨為111.8 mm。全年太陽總輻射為5838 MJ/m2，年平均氣溫在6.8 ℃，年積溫3070 d·℃，無霜期為146 d，最大凍土深度為1.5 m，大風(fēng)日數(shù)20 d。小流域氣象特征見表1。

表1 小流域氣象特征

1.3 土壤植被

土壤類型為棕壤，土質(zhì)較好。流域內(nèi)土層在0.2～2.0 m之間。流域內(nèi)植被類型主要為溫帶針闊混交林，屬于華北植物區(qū)系。樹種主要以松樹、落葉松、刺槐為主，經(jīng)濟林樹種主要有榛子、蘋果、李子、山杏等。流域內(nèi)林草覆蓋率39.73 %。

1.4 社會經(jīng)濟概況

流域內(nèi)總?cè)丝?308 人，人口密度為249 人/km2，勞動力1720 人。流域內(nèi)總產(chǎn)值4962萬元，農(nóng)民人均純收入12 534元，糧食總產(chǎn)量0.50 萬t，農(nóng)業(yè)人均糧食1500 kg，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值4464萬元。小流域社會經(jīng)濟情況見表2。

表2 小流域社會經(jīng)濟情況

1.5 土地利用現(xiàn)狀

大會小流域土地總面積1326.45 hm2，在流域內(nèi)現(xiàn)有大量的荒山荒坡，其蓄水保土能力較弱，為適應(yīng)當(dāng)?shù)卮罅Πl(fā)展經(jīng)濟林果產(chǎn)業(yè)的態(tài)勢及農(nóng)民意愿，需要轉(zhuǎn)變土地利用方式。項目區(qū)內(nèi)還有一定比重的坡耕地，造成了比較大的水土流失。同時，有一部分坡耕地屬于農(nóng)民自行開墾的荒地，土層較薄，土壤貧瘠，農(nóng)作物產(chǎn)量不高，需要調(diào)整。小流域土地利用現(xiàn)狀見表3。

表3 小流域土地利用現(xiàn)狀表

1.6 水土流失現(xiàn)狀

小流域水土流失面積為6.15 km2，侵蝕強度以中度侵蝕為主，侵蝕類型以水蝕為主，平均侵蝕模數(shù)為2630 t/km2·a。小流域水土流失現(xiàn)狀見表4。

表4 小流域水土流失現(xiàn)狀表

2 總體布置與措施設(shè)計

2.1 總體布置

結(jié)合小流域內(nèi)自然條件、土地利用現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟狀況等因素，因地制宜，因害設(shè)防，工程措施、林草措施和封育治理措施相結(jié)合，集中連片布置水土保持措施，形成比較完善、系統(tǒng)、全面的綜合治理體系來治理水土流失[1]。

(1)幼林及疏林地治理。針對具有母樹、天然下種的殘林疏林地及人、畜活動頻繁區(qū)域林地實行封育治理，建設(shè)攔護(hù)設(shè)施和標(biāo)志牌，充分發(fā)揮大自然的自我修復(fù)能力，恢復(fù)生物的多樣性，防止人為破壞，形成控制水土流失第一道防線。

(2)荒山荒坡的治理?；钠律喜客翆虞^薄，立地條件相對較差，春季實施整地工程，并在秋季營造經(jīng)果林，保持水土的同時增加經(jīng)濟效益[2]，形成控制水土流失第二道防線。

(3)坡耕地治理。結(jié)合農(nóng)業(yè)耕作，在坡度較緩的坡耕地實施地埂植物帶措施，改變坡耕地微地形，減輕水土流失；在流域內(nèi)的農(nóng)民自行開墾的坡耕地上營造經(jīng)果林，形成控制水土流失第三道防線。

(4)溝壑治理。在對農(nóng)民生產(chǎn)、生活環(huán)境造成安全隱患、嚴(yán)重切割土地的侵蝕溝，修筑干砌石谷坊，步步設(shè)防、層層攔蓄[3]，減輕侵蝕溝的擴張對耕地的切割，形成控制水土流失的第四道防線。

2.2 措施設(shè)計

2.2.1 工程措施

2.2.1.1 谷坊工程

(1)谷坊形式。谷坊是溝壑綜合防治體系的溝道治理工程，主要形式包括土谷坊、漿砌石谷坊、干砌石谷坊等。當(dāng)?shù)囟嗄昶骄涤炅繛?80 mm，修筑土谷坊容易被強降雨徑流沖刷損壞，漿砌石谷坊造價比較高，同時結(jié)合鐵嶺縣多年溝壑治理工程經(jīng)驗，綜合考慮，本工程谷坊形式采用干砌石谷坊[4]。

干砌石谷坊平均高度2.0 m，頂寬1.0 m，平均長度10.0 m，基礎(chǔ)埋深0.5 m，迎水坡1∶1.25，背水坡1∶1.0。谷坊典型設(shè)計圖如圖1所示。

(2)谷坊設(shè)計。以典型溝道進(jìn)行典型設(shè)計，以“頂?shù)紫嗾铡睘樵瓌t確定谷坊數(shù)量，并根據(jù)實際情況進(jìn)行修正。根據(jù)設(shè)計流量進(jìn)行驗算[5]，確定溢洪口斷面尺寸為底寬1.5 m，深0.5 m，布設(shè)在谷坊頂部中間位置。溢洪口下接干砌石護(hù)坦防止沖刷。

圖1 谷坊典型設(shè)計圖(單位：cm)

2.2.1.2 作業(yè)路

工程區(qū)作業(yè)路支離破碎，不僅給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不便，而且極易產(chǎn)生水土流失，甚至運輸困難而貽誤農(nóng)作物和經(jīng)濟林果的銷售。為了保持水土、方便施工、利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展接軌，在工程區(qū)建設(shè)作業(yè)路工程。

作業(yè)路設(shè)計上盡量利用原有道路，施工形式主要為砂礫石鋪路形式。根據(jù)實際地形，施工前對其進(jìn)行平整，在原有路面基礎(chǔ)上填筑砂礫石15 cm，形成3 m寬路面，再由推土機推平壓實。作業(yè)路排水采用散排水形式，路面由高處向低處設(shè)置0.2%橫坡。作業(yè)路典型設(shè)計圖如圖2所示。

圖2 作業(yè)路典型設(shè)計圖

2.2.1.3 標(biāo)志碑

在小流域內(nèi)設(shè)立標(biāo)志碑。標(biāo)志碑尺寸為長200 cm，高184 cm。其中：底座高60 cm，上部高124 cm?；A(chǔ)為漿砌石基礎(chǔ)，地上部分為磚砌結(jié)構(gòu)。

2.2.1.4 地埂植物帶

在修筑梯田難度較大[6]、坡度5°～10°的坡耕地上，沿等高線布設(shè)，修筑地埂植物帶。根據(jù)《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 446—2009)，地埂植物帶埂間距確定為40 m，埂頂寬為0.3 m，埂高為0.5 m，內(nèi)坡坡比為1∶0.5，外坡坡比為1∶0.5。土埂人工夯實，在坡頂栽植紫穗槐，栽植密度為株距1 m，每埂栽植一排。地埂植物帶典型設(shè)計圖如圖3所示。

圖3 地埂植物帶典型設(shè)計圖(單位：cm)

2.2.2 林草措施

2.2.2.1 造林樹種及密度

(1)樹種選擇。小流域內(nèi)適宜經(jīng)濟林種包括榛子、蘋果、李子、山杏等，結(jié)合鐵嶺縣地區(qū)市場需求，充分考慮農(nóng)民個人意愿及小流域內(nèi)經(jīng)濟林種分布情況。綜合分析，經(jīng)果林樹種選擇榛子和寒富蘋果。

(2)造林密度。依據(jù)相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定主要適生造林樹種的初植密度。榛子栽植以行距2 m，株距2 m，造林密度2500 株/hm2。寒富蘋果栽植以行距3 m、株距2 m，造林密度1667 株/hm2。

2.2.2.2 栽植技術(shù)

栽植技術(shù)其要求是“三填、兩踩、一提苗”，即先在栽植穴坑底填入表土，放入苗木。然后填入較濕潤熟土，用腳踩實一次。輕提苗木，再將生土填入、踩實。

2.2.2.3 整地方式

經(jīng)果林栽植整地方式為魚鱗坑整地，樹種為榛子和寒富蘋果。魚鱗坑平面呈半圓形，規(guī)格尺寸為長徑0.8 m，短徑0.5 m，坑深0.5 m，坑內(nèi)取土在魚鱗坑下沿做成弧狀土埂，埂高0.3 m，埂頂寬0.2 m，榛子栽植株行距2 m×2 m，寒富蘋果栽植株行距2 m×3 m。魚鱗坑沿等高線布設(shè)，相鄰行呈“品”字形排列。榛子苗木每穴坑內(nèi)栽植1株，寒富蘋果每穴坑內(nèi)栽植1株。魚鱗坑整地典型設(shè)計圖如圖4所示。

2.2.3 封育治理措施

針對具有母樹、天然下種的殘林疏林地及人畜活動頻繁區(qū)域林地實行封育治理，主要采取封禁措施，加強管護(hù)，防止人畜毀壞，促進(jìn)植被自然恢復(fù)，提高植被覆蓋度。

圖4 魚鱗坑整地典型設(shè)計圖(單位：mm)

(1)封禁組織管理措施。建立健全嚴(yán)格的封禁管理制度，做到有封山育林標(biāo)記，有鄉(xiāng)規(guī)民約[7]，技術(shù)檔案；封禁(封育)期間適時做好撫育間伐；禁止封禁期間進(jìn)行砍柴、放牧等活動；制定《封禁治理鄉(xiāng)規(guī)民約》；封育工程級別執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)，封育年限為5 a。

(2)封禁技術(shù)措施。主要采用圍欄對封禁區(qū)域進(jìn)行圍封。圍欄設(shè)置規(guī)格為混凝土樁間距4.0 m，預(yù)埋坑長×寬為0.4 m×0.4 m，地下埋深0.5 m，地上高1.6 m。水平刺線5道，對角線共2道。為使混凝土樁更加穩(wěn)固，每隔3個混凝土樁樁基采用混凝土基礎(chǔ)。同時，鋼骨架鐵板標(biāo)志牌，尺寸為2.0 m×4.0 m。圍欄典型設(shè)計圖如圖5所示。

圖5 圍欄典型設(shè)計圖(單位：m)

3 結(jié) 語

通過鐵嶺縣大會小流域綜合治理，地表徑流量將會明顯的降低，減少地表徑流對土壤的沖刷，增強土壤的抗蝕性和抗沖性，極大程度保護(hù)和改善流域內(nèi)自然環(huán)境和群眾生存條件，帶動農(nóng)、林、牧各業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步調(diào)整，逐步形成水土保持產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)趨于向多元化可持續(xù)發(fā)展。