晉西殘塬溝壑區(qū)水土保持措施體系研究

李小芳，張 霞，朱莉莉，樊 華，張 超，王治國(guó)

(1.水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120；2.水利部黃河水利委員會(huì)黃河上中游管理局西安規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710021)

黃土塬是黃土高原溝壑區(qū)一個(gè)特殊的地貌區(qū)域，塬面平坦開闊，農(nóng)耕地面積大，是農(nóng)村居民主要生產(chǎn)生活場(chǎng)所，適宜發(fā)展種植業(yè)，是糧食生產(chǎn)的主體功能區(qū)。長(zhǎng)期以來，由于自然和人為因素的雙重作用，該區(qū)域水土流失十分嚴(yán)重，塬邊支毛溝在頻繁的塬面洪水沖刷下，不斷變寬變深，溝頭不斷前進(jìn)，塬面逐年萎縮，嚴(yán)重影響道路交通及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。開展固溝保塬工作，控制水土流失，對(duì)保證糧食安全、改善生態(tài)環(huán)境、發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)、助推脫貧攻堅(jiān)具有重要意義。本文選取全國(guó)水土保持區(qū)劃二級(jí)區(qū)“晉陜甘高塬溝壑保土蓄水區(qū)”中的山西省蒲縣、汾西縣、隰縣、大寧縣、吉縣、鄉(xiāng)寧縣等6縣進(jìn)行研究。

1 研究區(qū)概況

晉西殘塬溝壑區(qū)地處呂梁山南端，包括黃河以東、汾河以西、火焰山以北，涉及山西省臨汾市的6個(gè)縣，51個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，1827個(gè)村。區(qū)域總面積0.85萬km2。

該區(qū)主要地貌以黃土臺(tái)塬和山地為主，屬暖溫帶大陸季風(fēng)性半干旱氣候，熱量資源較為豐富，年平均氣溫9.5℃，年平均降水量450～550mm，降水的年際變化大。涉及的流域有昕水河、鄂河、芝河、清水河等。主要的土壤類型有山地褐土、碳酸鹽褐土和褐土性土。該區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)落葉闊葉林與森林草原地帶，植物種類豐富，植被覆蓋率較低。植被主要為：刺槐、油松、山楊、沙棘、虎榛子等。

該區(qū)黃土深厚，塬面起伏不平，塬邊殘破，溝深坡陡，溝塬相對(duì)高差100～200m。區(qū)內(nèi)侵蝕以水力侵蝕為主，兼有重力侵蝕，是多沙粗沙的主要來源地。溝壑面積占總面積40%～50%，溝壑密度4km/km2，年侵蝕模數(shù)8000～10000t/km2。黃土塬主要分布在海拔800～1200m之間，塬面完整性、連續(xù)性很差，多呈細(xì)梁狀或串珠狀，嵌入塬面的侵蝕溝短而深，尤其是太德塬、古縣-無愚塬等較大的塬周侵蝕溝較為活躍，危害嚴(yán)重，本區(qū)70%以上的溝道對(duì)塬面居民、耕地和交通設(shè)施構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

區(qū)域總?cè)丝?8.8萬人,其中農(nóng)業(yè)人口65.02萬人，農(nóng)業(yè)勞力33.6萬人，人口密度92人/km2，人均耕地0.23hm2。2015年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值110.7億元，糧食總產(chǎn)量36萬t，農(nóng)村居民人均純收入3695元/a。

該區(qū)土地利用以林草地為主，占土地總面積的73.4%；耕地面積占土地總面積的16.53%，耕地類型以旱地為主，主要分布在塬面，以坡耕地所占比例較大；園地占土地總面積的2.73%，其中82%以上為果園，主要種植蘋果、梨等。此外，該區(qū)農(nóng)村居民住宅用地面積較大，發(fā)展庭院經(jīng)濟(jì)也是一大亮點(diǎn)。

各類型土地面積及在總面積中所占比例見表1，耕地坡度組成如圖1所示。

表1 土地利用類型面積統(tǒng)計(jì)表

圖1 耕地坡度組成

該區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，主要有煤、鐵、石膏、石灰?guī)r、膨潤(rùn)土等，在全國(guó)均占重要地位，是大規(guī)模工業(yè)園區(qū)建設(shè)、城市發(fā)展和新農(nóng)村建設(shè)的集聚區(qū)。是華夏民族的重要發(fā)祥地之一，黃河文明的搖籃，自古為兵家必爭(zhēng)之地，素有“華夏第一都”之稱，戰(zhàn)略意義重大。

2 水土流失及其治理現(xiàn)狀

晉西殘塬溝壑區(qū)生態(tài)脆弱等級(jí)以強(qiáng)度-極強(qiáng)度脆弱為主，土壤侵蝕以水蝕為主，局部發(fā)生有坍塌等重力侵蝕。濺蝕、面蝕和細(xì)溝侵蝕主要發(fā)生塬面、塬坡耕地，其次溝坡荒坡多為鱗片狀面蝕，坡度越陡流失越嚴(yán)重；淺溝侵蝕發(fā)生在坡度陡的塬邊、塬坡耕地上；重力侵蝕主要發(fā)生在溝坡、溝岸、溝頭，常與水力侵蝕伴隨而來，有崩塌、滑塌、瀉溜、陷穴等形式。

根據(jù)第一次水利普查水土保持成果，該區(qū)涉及6縣水土流失面積共4292.54km2，占土地總面積的50%，中度及以上水土流失面積占水土流失總面積的65.22%。嚴(yán)重的水土流失對(duì)塬面城鎮(zhèn)安全和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的威脅。水力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)面積統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 水力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)面積統(tǒng)計(jì)

經(jīng)過多年治理，截至2015年底，該區(qū)共實(shí)施水土保持措施面積3242.07km2，其中基本農(nóng)田8.26萬hm2，人工造林16.6萬hm2，果園6382hm2，人工草地3960.95hm2，封禁治理6.52萬hm2，中小型淤地壩1180座，溝頭防護(hù)3.5km，谷坊1862座，澇池(蓄水池)2312處，水窖360眼，旱井13618處。

3 晉西殘塬溝壑區(qū)治理措施體系

在長(zhǎng)期的水土保持工作中，對(duì)黃土高塬溝壑區(qū)水土保持綜合治理模式進(jìn)行不斷的研究探索，不同時(shí)期水土流失綜合治理模式主要可歸納為①“三道防線”綜合治理模式；②“四個(gè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶”綜合治理模式；③基于徑流調(diào)控利用的多元綜合治理模式。

通過對(duì)不同時(shí)期水土保持綜合治理模式的研究以及晉西殘塬溝壑區(qū)現(xiàn)狀分析，本文提出立體防控和塬面徑流調(diào)控兩大綜合治理體系。

3.1 立體防控體系

根據(jù)區(qū)域地形地貌特征、水土流失規(guī)律、土地利用及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局等情況綜合分析，以“固溝保塬”為目的，結(jié)合當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村建設(shè)、生態(tài)及人居環(huán)境建設(shè)，建成塬面及塬坡、溝頭、溝坡、溝道四個(gè)相對(duì)獨(dú)立而又相互聯(lián)系的防控區(qū)，使之形成自上而下層層設(shè)防、節(jié)節(jié)攔蓄的立體防控體系。

3.1.1塬面、塬坡治理

主要進(jìn)行水窖、澇池等小型集洪、蓄水工程建設(shè)，以減少塬面徑流下泄為目的，加強(qiáng)新農(nóng)村雨水利用，整治村容村貌，鞏固改造梯田、埝地，配套節(jié)水灌溉設(shè)施，發(fā)展高效農(nóng)業(yè)和旱作農(nóng)業(yè)，建設(shè)循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)示范區(qū)。

3.1.2溝頭治理

對(duì)溝頭進(jìn)行溝邊埂及防護(hù)林帶建設(shè)，攔截塬面徑流，防止雨洪下泄，通過排洪渠、豎井等排水工程疏導(dǎo)雨洪，防止水土流失；居民點(diǎn)及城鎮(zhèn)周邊溝頭侵蝕危害嚴(yán)重的部位進(jìn)行溝頭填埋，阻止溝頭前進(jìn)，維護(hù)城鎮(zhèn)安全。

3.1.3溝坡治理

溝坡主要進(jìn)行林草植被保護(hù)和建設(shè)，輔以排水(洪)設(shè)施和防護(hù)及攔擋工程，建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害防治工程，減少水土流失。

3.1.4溝道治理

溝道工程配置以谷坊等小型溝道工程為主，必要時(shí)修建小型淤地壩，溝底營(yíng)造溝道防沖林，緩洪阻沙，攔截坡面及溝道泥沙。

3.2 塬面徑流調(diào)控體系

近年來，隨著塬面城鎮(zhèn)化建設(shè)及新農(nóng)村建設(shè)、資源開發(fā)、塬面小型建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施和道路場(chǎng)院硬化面積的增加，導(dǎo)致降雨地表徑流量增大，加之徑流的無序排導(dǎo)，會(huì)造成溝頭前進(jìn)，溝岸擴(kuò)張，溝床下切，蠶蝕塬面。通過調(diào)控降雨徑流，使雨水資源化，是從源頭上控制塬面水土流失的基本途徑。

塬面徑流調(diào)控體系以實(shí)現(xiàn)水資源高效、安全與持續(xù)利用為原則，兼顧經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境和社會(huì)效益，因地制宜從城鎮(zhèn)、農(nóng)村兩個(gè)方向，通過滲、蓄、綠、排相結(jié)合的方式有效利用降雨資源，從源頭控制塬面水土流失。

3.2.1城鎮(zhèn)徑流調(diào)控

城鎮(zhèn)通過入滲、蓄水、排導(dǎo)三方面實(shí)現(xiàn)徑流控制。首先通過透水鋪裝和下沉式綠地建設(shè)，加強(qiáng)城鎮(zhèn)雨水資源入滲。同時(shí)充分利用城鎮(zhèn)硬化地面相對(duì)集中、集蓄效率高的特點(diǎn)，通過人工湖和蓄水池進(jìn)行城鎮(zhèn)天然雨洪徑流收集。對(duì)于超出入滲和集蓄能力的降雨徑流，建設(shè)與城區(qū)道路及周邊自然地形條件相結(jié)合的排洪工程，最終與塬面、溝頭排洪設(shè)施相銜接。

3.2.2農(nóng)村徑流調(diào)控

通過蓄水、綠化、排導(dǎo)三方面實(shí)現(xiàn)農(nóng)村徑流控制。建設(shè)大型澇池，對(duì)村莊道路、莊院、胡同等集水區(qū)域的雨洪徑流進(jìn)行收集，同時(shí)以澇池為依托綠化村莊、建設(shè)休閑廣場(chǎng)，增加村莊綠化面積，提升生活生態(tài)空間品質(zhì)。結(jié)合鄉(xiāng)村道路及周邊自然地形條件建設(shè)排洪渠，連接村莊雨洪集蓄工程和溝頭防護(hù)措施。

圖2 晉西殘塬溝壑區(qū)治理措施體系

4 結(jié)語(yǔ)

晉西殘塬溝壑區(qū)水土保持主導(dǎo)功能為保土和蓄水，治理方向以固溝保塬為主，防止溝壑發(fā)展蠶食塬面。按塬面塬坡、溝頭、溝坡和溝道，進(jìn)行措施配置，提出以條田埝地為核心的田、林、路、村等相配套的塬面塬坡綜合防護(hù)體系；以修筑溝邊埂、排洪渠、防護(hù)林帶等為核心的攔、導(dǎo)、排水式溝頭防護(hù)體系；以修筑緩坡梯田、陡坡地整地造林種草為核心的溝坡防護(hù)體系；以谷坊、小型淤地壩等工程建設(shè)為主，兼營(yíng)溝道防沖林的溝道防護(hù)體系。

資源型缺水是制約該區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問題，一方面水資源量少，另一方面水分又未被充分利用。此外，徑流是發(fā)生水土流失的主要能動(dòng)力之一，塬面是黃土高塬溝壑區(qū)產(chǎn)生地表徑流的主要區(qū)域。本文通過建立塬面徑流調(diào)控體系，綜合利用雨水資源，從源頭控制塬面水土流失。

塬面水土保持是一項(xiàng)社會(huì)公益性系統(tǒng)工程，固溝保塬水土保持工作需綜合協(xié)調(diào)國(guó)土整治、城鎮(zhèn)建設(shè)、防洪排澇、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展等“固溝保塬”相關(guān)內(nèi)容，統(tǒng)籌發(fā)展改革、財(cái)政、國(guó)土和林草等相關(guān)部門需求，各項(xiàng)措施的實(shí)施需要多部門協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，加強(qiáng)行業(yè)技術(shù)銜接。