玉皇溝小流域綜合治理成效與進(jìn)一步治理的可行性分析

秦夫鋒，王連磊，吳 欣

(1.莒南縣石蓮子水利服務(wù)中心，山東 莒南 276600；莒南縣水土保持服務(wù)中心，山東 莒南 276618；3.莒南縣大店水利服務(wù)中心，山東 莒南 276612)

莒南縣玉皇溝小流域地處魯東南地區(qū)、沭河水系潯河中上游，位于莒南縣北部大店鎮(zhèn)境內(nèi)，總面積14.12 km2，其中水土流失面積8.75 km2，屬國家級水土流失重點治理區(qū)，內(nèi)有玉皇溝、前官莊、后官莊、天湖、五龍山前等5個行政村3 596人。小流域呈南北走向的不規(guī)則紡錘形，整體地勢北高南低，玉皇溝縱貫?zāi)媳?，海?22.2～341.0 m。境內(nèi)山巒眾多，溝谷縱橫，屬暖溫帶季風(fēng)性氣候，多年平均降水量838.8 mm。

2019年，莒南縣利用中央財政專項資金及地方配套資金435萬元，組織實施了玉皇溝小流域國家水土保持重點工程。

1 項目區(qū)治理前存在的問題

(1)水土流失嚴(yán)重。該小流域地處低山地區(qū)，地質(zhì)巖性為花崗片麻巖，表層風(fēng)化程度大，保水能力差，加之不合理的人為生產(chǎn)活動，致使水土流失十分嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為水力侵蝕，年均土壤侵蝕模數(shù)1 221 t/km2，年均土壤流失量10 684 t。

(2)耕地質(zhì)量差。項目區(qū)有耕地625.6 hm2，其中低標(biāo)準(zhǔn)梯田394.3 hm2、旱平地192 hm2，占耕地面積的93.7%。這些耕地有的堰埂破壞嚴(yán)重，有的沒有堰埂，坡面向坡腳傾斜，土層薄、沙礫多、農(nóng)作物產(chǎn)量低。

(3)荒坡多、疏林多。流域內(nèi)有荒坡86.7 hm2、疏林389 hm2，約占水土流失面積的54%，極易發(fā)生水土流失。

(4)溝道多、攔蓄少。流域內(nèi)有主支溝7條，主干溝(玉皇溝)長8.2 km,支溝總長28.1 km，溝底寬度一般為6～50 m，缺少攔沙蓄水護(hù)岸工程，溝道侵蝕強烈，沖刷嚴(yán)重。

(5)道路不暢。流域內(nèi)道路均為土質(zhì)路面，窄而曲折、凹凸不平，大部分路側(cè)無排水溝，道路兼作排水，不僅不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還容易造成水土流失。

2 項目采取的治理措施

根據(jù)玉皇溝小流域的地形地貌特點、水土流失規(guī)律和當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃，以治理水土流失、改善生態(tài)環(huán)境、發(fā)展經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)，工程措施、植物措施、耕作措施相結(jié)合，因地制宜，合理布局。在山頂及25°以上陡坡地，對原有郁閉度低的稀疏水保林進(jìn)行封育治理；15°～25°之間的山坡地以栽植經(jīng)濟(jì)林和水保林為主，部分緩坡整修成梯田；坡腳至15°以下緩坡整修梯田，并在溝道合適位置建設(shè)谷坊、堰壩和護(hù)岸工程。

(1)整修梯田。現(xiàn)有梯田多為新中國成立初期和20世紀(jì)六七十年代人工修建，經(jīng)過數(shù)十年的運行，多成了坡式梯田，地塊田面不平整，堰埂損壞嚴(yán)重，田間排水不暢，已退化為低標(biāo)準(zhǔn)梯田。項目實施期間整修并深翻梯田382.5 hm2，配套修建了梯田內(nèi)側(cè)排水溝與路邊排水溝，并在梯田內(nèi)側(cè)排水溝與路邊排水溝相會且落差較大處設(shè)置了沉沙池。

(2)栽植水保林?？紤]到小流域的立地條件及農(nóng)民的接受能力，經(jīng)綜合分析，確定在陽向、半陽向的緩坡地、陡坡地栽植當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土樹種黑松，面積86.7 hm2。選種喬木樹種黑松，可以有效預(yù)防日本松蚧的危害，在干旱瘠薄山區(qū)快速成林，有效防治水土流失。

(3)栽植經(jīng)濟(jì)林。根據(jù)小流域的氣候類型和適宜的立地條件，以經(jīng)濟(jì)價值高、滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要為原則，選擇在交通便利、土質(zhì)較好的地塊栽植板栗，面積11.8 hm2。該地塊為坡式梯田，栽植前對梯田進(jìn)行條帶整地，并整修排水溝、蓄水埂。栽植完成后由當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶各自管理、經(jīng)營。

(4)封禁治理。封禁區(qū)域為疏林地，面積389 hm2。主要采取的措施有：①劃定封禁區(qū)界，明確封禁治理范圍，設(shè)置封禁警示標(biāo)志；②根據(jù)國家和地方的有關(guān)法規(guī)，制定鄉(xiāng)規(guī)民約，并做到家喻戶曉；③落實護(hù)林員(以行政村為單位，由森林防火員兼任)；④加強林木病蟲害防治。

(5)建設(shè)攔沙谷坊。谷坊盡量建在谷口狹窄、谷底平整、上游開闊平坦、地基牢靠的地方，下一座谷坊的頂部大體上與上一座谷坊的基部平齊。根據(jù)不同地形，共建設(shè)谷坊8座。

(6)溝道治理。為有效減少水土流失，保護(hù)溝道兩岸農(nóng)田及村居安全，合理開發(fā)利用水資源，對玉皇溝部分溝道進(jìn)行了清淤并修建了護(hù)岸、攔蓄工程。該段溝道位于玉皇溝村東及村前，屬玉皇溝的上游。①攔水堰壩。按照5年一遇設(shè)計、10年一遇校核的防洪標(biāo)準(zhǔn)，因地制宜、就地取材，建設(shè)攔水堰壩2座，結(jié)構(gòu)形式為重力式漿砌石溢流壩，壩下采用底流式消能防沖措施建消力池，堰壩兩側(cè)采用漿砌石護(hù)岸。2座堰壩集水面積均為2.38 km2，1#堰壩興利庫容1 500 m3，2#堰壩興利庫容1 800 m3。②溝道護(hù)岸?？傞L460 m，兩岸均采用漿砌石護(hù)坡，溝道斷面為底寬14 m、邊坡系數(shù)1.5、深2.1 m的梯形。

(7)修建生產(chǎn)路。根據(jù)流域內(nèi)生產(chǎn)需要，新修田間路，以便于耕種、收獲、運輸，共修建路面寬3 m的土質(zhì)生產(chǎn)路1.53 km。路兩側(cè)設(shè)排水溝，排水溝與梯田內(nèi)排水溝相連、與下游排洪溝相接。

3 項目治理成效

(1)經(jīng)濟(jì)效益。①新栽植板栗11.8 hm2，3年后可進(jìn)入盛果期，按照當(dāng)前市場價格估算，在效益期內(nèi)每年可帶來收入21.24萬元。②整修梯田382.5 hm2,按照當(dāng)前市場價格，正常年份小麥、玉米、花生這三種農(nóng)作物增加的產(chǎn)量可增加農(nóng)民純收入201.138萬元。③新增水保林86.7 hm2，根據(jù)相似地塊的樣地調(diào)查結(jié)果，效益期內(nèi)每年可增加產(chǎn)值16.26萬元。以上項目，效益期內(nèi)每年可為當(dāng)?shù)厝罕娫黾蛹兪杖?38.638萬元，平均每人664元。

(2)生態(tài)效益。一是整修梯田，可提高土壤耕作層厚度，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機質(zhì)，加大土壤保水量，減少水土流失。二是建設(shè)的攔沙谷坊及溝道防護(hù)工程，可有效防治水土流失，減少下游淤積。三是新植的水保林、經(jīng)濟(jì)林和采取的封禁治理措施，可使流域內(nèi)森林覆蓋率逐年提高。據(jù)類似小流域樣地調(diào)查， 3年后，該小流域森林覆蓋率可提高26.3百分點，達(dá)到41.68%，能有效改善區(qū)域小氣候，增加動植物種群，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。同時，治理區(qū)土壤侵蝕強度會顯著降低，年均土壤侵蝕模數(shù)可控制在200 t/km2以內(nèi)，年均減少土壤流失量達(dá)8 934 t以上。

(3)社會效益。整修梯田和修建生產(chǎn)道路，可使項目區(qū)推廣農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)，既可以提高勞動生產(chǎn)效率，也可以使農(nóng)民從繁重的體力勞動中解脫出來，增加外出務(wù)工或從事其他產(chǎn)業(yè)的機會，為社會創(chuàng)造更多價值，對周邊產(chǎn)生示范作用，提高當(dāng)?shù)厝罕娭卫硭亮魇У姆e極性。

4 項目存在的不足及解決對策

4.1 項目存在的不足

本工程綜合治理措施比較全面，項目分布也比較合理，但受資金所限，攔蓄水工程少，不能滿足項目區(qū)要求，影響治理效果。

該小流域?qū)儆诘叵滤狈^(qū)，山間泉水也不多，僅能滿足日常人畜飲用水，流域內(nèi)的農(nóng)業(yè)灌溉用水及生態(tài)用水只能利用地表水。治理工程實施后，小流域內(nèi)現(xiàn)有塘壩14座，總興利庫容41萬m3。玉皇溝上游已建有4座堰壩(含本項目建設(shè)的2座)，興利庫容有4.98萬m3。另外，流域內(nèi)有較大汪塘19處，蓄水量3.1萬m3。項目區(qū)內(nèi)可利用的地表水有49.08萬m3。

項目區(qū)有耕地625.6 hm2，天湖村可以依靠陡山水庫灌溉56 hm2耕地，此外尚有569.6 hm2耕地的農(nóng)業(yè)用水需要依賴項目區(qū)內(nèi)的地表水。項目區(qū)群眾目前以小麥、玉米、花生種植為主，有少量大棚蔬菜。據(jù)統(tǒng)計，小麥(小麥?zhǔn)斋@后當(dāng)年絕大部分種植玉米)、花生、大棚蔬菜和其他農(nóng)作物的種植比例依次為35%、50%、6%和9%。按照《山東省農(nóng)業(yè)用水定額》(DB37/T 3772—209)測算，扣除天湖村的耕地灌溉用水，其他項目村普通農(nóng)作物灌溉用水保證率按75%、大棚蔬菜用水保證率按90%考慮，則年需灌溉用水95.4萬m3。因此，本項目在不考慮生態(tài)用水、經(jīng)濟(jì)林用水的前提下，僅當(dāng)前的農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)和面積，灌溉用水就欠缺46.32萬m3。

4.2 解決對策

小流域內(nèi)降雨比較豐沛，但年內(nèi)分配不均，6—9月降水量約占全年降水量的73%，7—8月降水量占全年降水量的50%以上，降雨徑流往往歷時短、流量大。此外，小流域內(nèi)平均溝道密度達(dá)2.57 km/km2,且溝道寬度適中，地質(zhì)巖性為花崗片麻巖，不易滲漏，耐沖刷，適合在溝道的中下游建設(shè)攔蓄水堰壩，攔蓄地表徑流，以解決農(nóng)業(yè)灌溉及生態(tài)用水問題。根據(jù)實地調(diào)查，攔蓄水工程應(yīng)采取“溝頭防護(hù)+上游攔沙+中下游梯級蓄水”建設(shè)模式。

(1)溝頭防護(hù)工程。溝頭防護(hù)工程可使暴雨徑流有控制地進(jìn)入溝道，制止溝頭前進(jìn)，保護(hù)地面不被溝壑切割破壞，防止劇烈水土流失，減少下游淤積。根據(jù)玉皇溝小流域的降雨特征和溝頭特點，溝頭防護(hù)工程可用漿砌石修成跌水，下設(shè)消能設(shè)施，使水流安全進(jìn)入溝道。據(jù)調(diào)查，小流域內(nèi)需建溝頭防護(hù)工程7處，投資2.25萬元。

(2)攔沙谷坊。經(jīng)過重點治理，已在溝道上游修建谷坊8座，可有效攔截上游泥沙，并為下游建壩蓄水創(chuàng)造了條件。

(3)攔水堰壩。主干溝縱貫小流域南北，河床內(nèi)沖積的石塊和清沙充足，上游已建4座堰壩。據(jù)實地勘測，本著節(jié)節(jié)攔蓄、下游水面和上游壩腳相接的原則，主溝道上還可以建12座漿砌石拱形堰壩，凈興利庫容15.75萬m3；考慮到主溝道類似河道，有徑流補源，采用復(fù)蓄系數(shù)3，則興利庫容達(dá)47.25萬m3。據(jù)相關(guān)定額估算，以上攔水壩工程投資約121萬元。另外，據(jù)實地踏勘，在小流域內(nèi)6條支溝上可分別修建1座漿砌石堰壩，總投資約21萬元，興利庫容3.2萬m3。主支溝18座漿砌石壩共需投資約142萬元，建成后可利用庫容50.45萬m3，徹底解決生態(tài)用水、灌溉用水問題。

4.3 進(jìn)一步治理的可行性

(1)項目區(qū)缺水嚴(yán)重，長期來看，如果不進(jìn)一步完善治理措施，將嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會的全面發(fā)展。一是影響農(nóng)業(yè)灌溉，降低農(nóng)作物產(chǎn)量，農(nóng)民收入得不到提高。二是耕地效益低，農(nóng)民管理耕地的積極性會降低，梯田、道路、排水溝等得不到維護(hù)，尤其是遇到暴雨沖刷會造成新的水土流失。三是農(nóng)民收入低，上山砍柴可以降低生活成本，伐木取材可以增加收入，但水保林就會遭到破壞。四是由于蓄水少，每逢春秋干旱，村民爭相灌溉，往往造成塘壩、河道干涸，影響生態(tài)用水。因此，完善蓄水工程，必要而緊迫。

(2)玉皇溝小流域地處深山，交通不便，經(jīng)濟(jì)相對落后?，F(xiàn)在國家實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，統(tǒng)籌山水林田湖草綜合治理，夯實農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力基礎(chǔ)，大規(guī)模推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，提升耕地質(zhì)量，提高抗旱能力，這為玉皇溝小流域攔蓄水工程建設(shè)提供了政策依據(jù)。因此，該小流域攔蓄水工程，可以通過農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門的農(nóng)田水利建設(shè)項目獲得。

(3)莒南縣有庫區(qū)移民村105個，近年來上級庫區(qū)移民管理部門對庫區(qū)移民村的扶持力度較大。例如2018、2019年，縣庫區(qū)移民管理辦公室就通過“大中型水庫移民后期扶持資金(基金)項目”，分別投資1 957萬、1 984萬元，為庫區(qū)移民村建設(shè)了基礎(chǔ)設(shè)施。玉皇溝小流域有5個行政村(8個自然村)是庫區(qū)移民村，曾為陡山水庫的建設(shè)做出過巨大貢獻(xiàn)，該小流域的攔蓄水工程所需資金也可以通過庫區(qū)移民扶持項目解決。

(4)玉皇溝屬于中小型河流。現(xiàn)在各級水利部門正逐步加強中小型河流治理，以使人水和諧、山清水秀，助力美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。因此，玉皇溝攔蓄水工程，也有機會納入中小型河流治理規(guī)劃而實施。

(5)小流域內(nèi)的村莊大部分沿玉皇溝兩岸分布，勞動力充足，尤其是有擅長石塊加工、砌筑的石匠，溝道內(nèi)又有沖積的石塊、清沙，因此攔蓄水工程施工需要的人工、物料基本具備，可以在村兩委的組織下，在村民出工、鎮(zhèn)水利站提供技術(shù)、上級有關(guān)部門補助資金的基礎(chǔ)上，利用春秋農(nóng)閑季節(jié)，完成工程施工。