遼東地區(qū)侵蝕溝治理模式初探

遲 銘

(丹東市水務(wù)服務(wù)中心，遼寧 丹東 118000)

近年來，由于低山丘陵地區(qū)的地貌類型、溫帶大陸性季風(fēng)氣候以及不合理的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)等因素綜合作用，侵蝕溝逐漸成為遼東地區(qū)水土流失的主要表現(xiàn)形式。侵蝕溝的發(fā)展不僅蠶食耕地、破壞土壤養(yǎng)分、降低土地生產(chǎn)力、減少糧食產(chǎn)量，而且破壞生態(tài)環(huán)境、誘發(fā)山洪地質(zhì)災(zāi)害、損毀基礎(chǔ)設(shè)施、威脅人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，制約著區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展[1-2]。因此，對侵蝕溝進(jìn)行綜合整治就顯得尤為重要。鳳城市位于遼東半島東部，臨近黃海北岸，擁有遼東地區(qū)典型的自然地貌特征，可基本概括為“八山半水一分田，半分道路和莊園”。本文主要以國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)侵蝕溝綜合治理工程——2018年鳳城市劉家河項(xiàng)目區(qū)為例，對遼東地區(qū)侵蝕溝治理模式進(jìn)行初步探討。

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目所在地劉家河鎮(zhèn)位于鳳城市北部，距離鳳城市24km，屬于低山丘陵地貌類型，侵蝕溝大部分為水蝕溝，多呈雞爪狀。項(xiàng)目區(qū)總面積17028.94hm2，現(xiàn)有水土流失面積7034.00hm2，占總面積的41.31%。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)中型侵蝕溝的干溝主要分布在坡耕地最低處，部分分布于兩側(cè)山體的谷地，匯流入草河、金家河或兩河的一級支流；中型侵蝕溝的支溝一般分布于坡耕地自然分區(qū)的低處，與干流垂直或交角較大。小型侵蝕溝直接匯入草河、金家河以及兩河的一級支流或中型溝。該項(xiàng)目共治理侵蝕溝37條，其中中型侵蝕溝19條，小型侵蝕溝18條，控制水土流失面積10.72km2。共修建作業(yè)路6.541km，修建谷坊344座，溝道格室護(hù)砌4.967km，預(yù)制混凝土槽護(hù)砌2.071km，格賓籠干砌石護(hù)砌1.528km，溝道修整12.599km，秸稈填埋3.131km，溝頭及坡面植物措施26.50hm2，退耕還林1.74hm2，土地復(fù)墾1.29hm2，工程總投資1287萬元。

2 項(xiàng)目治理典型措施

2.1 溝頭防護(hù)工程

溝頭防護(hù)工程可以有效防止坡面徑流由溝頭進(jìn)入溝道或?qū)σ呀?jīng)進(jìn)入溝道的徑流加以控制，達(dá)到防止溝頭前進(jìn)的目的。該項(xiàng)目采用柳樁編籬跌水和格賓石籠跌水兩種形式作為主要的溝頭防護(hù)工程措施。項(xiàng)目區(qū)的溝頭防護(hù)工程主要布設(shè)在坡面徑流集中泄入并能引起顯著的溝頭前進(jìn)和擴(kuò)張的位置。

在修建柳樁編籬跌水前要先對溝頭進(jìn)行整形修坡，并在此基礎(chǔ)上鋪設(shè)一層10.0cm厚的熟化土，沿垂直溝道中心線的方向用柳樹的樹干打樁入土0.5m，樁間距0.5m，行間距0.5m。在垂直水流的方向鋪設(shè)柳條，用鐵絲將柳條固定于柳樁上，然后在柳條上再鋪設(shè)柳條，柳條根部順?biāo)鞣较颍⒕o靠溝道末端，覆土。柳條鋪設(shè)完成后，整個(gè)柳樁編籬跌水的兩側(cè)應(yīng)用柳條捆壓實(shí)，并用柳樹樁釘牢，見圖1。柳樁編籬跌水上應(yīng)覆蓋10.0～15.0cm厚的表層土，覆土后壓實(shí)、澆水，有利于柳條的成活。柳樁編籬跌水的尺寸可根據(jù)溝道實(shí)際寬度、坡度以及過水量的大小來確定。柳樁編籬跌水一般在集雨面積大的溝頭進(jìn)行連續(xù)鋪設(shè)，起到降低溝道洪水流速、減輕溝道洪水沖刷、增強(qiáng)溝道穩(wěn)定性的作用。

圖1 柳樁編籬跌水

2.2 溝道削坡整形

溝道削坡整形適用于溝道擴(kuò)張、溝壑發(fā)育、溝底下切并存在嚴(yán)重危害的侵蝕溝道。根據(jù)侵蝕溝的深度和土壤類型的不同進(jìn)行削坡整形，邊坡比采用1∶1～1∶1.5，溝道寬度按設(shè)計(jì)流量計(jì)算后并結(jié)合現(xiàn)狀寬度合理確定。根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況在部分溝段可采用單側(cè)削坡，并保留原有的且生長較好的喬木、灌木，通過對侵蝕溝進(jìn)行削坡整形，維持了坡面的穩(wěn)定。在經(jīng)過削坡整形后，可根據(jù)溝道治理的具體需求，布設(shè)谷坊、溝頭防護(hù)等工程措施，同時(shí)也為林草措施的實(shí)施創(chuàng)造了有利條件。

2.3 秸稈填溝工程

為增加耕地資源，改善耕作條件，對位于坡耕地中心并且平均流速較小的小型侵蝕溝和水線溝，采用秸稈填溝的方式恢復(fù)耕地資源。首先將耕作層土壤剝離，然后將玉米秸稈打捆鋪設(shè)于溝底，厚度為0.5m，再將剝離的耕作層土壤回填于秸稈上方，回填土厚度不小于0.5m。由于鋪設(shè)的秸稈層有較好的透水性，可以不改變坡面徑流的流動(dòng)路徑，使坡面徑流由秸稈層向下游流動(dòng)，從而減少表層土壤的流失，有效地防止溝道的下切和擴(kuò)張。經(jīng)過秸稈填溝工程治理后的侵蝕溝也可恢復(fù)耕作，進(jìn)一步提高土地的利用率。

2.4 谷坊工程

項(xiàng)目區(qū)的谷坊工程主要修建在溝道比降較大、溝底下切劇烈的溝段，采用柳樁編籬谷坊和格賓石籠谷坊兩種結(jié)構(gòu)形式。格賓石籠谷坊一般布設(shè)在溝道較深、匯水量較大、比降較大、溝道底較寬且不適宜實(shí)施護(hù)堤工程的侵蝕溝段；柳樁編籬谷坊則大多布設(shè)在溝底比降相對較小的侵蝕溝道。該工程大多采用柳樁編籬谷坊的結(jié)構(gòu)形式。

近年來，柳樁編籬谷坊越來越多地應(yīng)用于侵蝕溝治理工程中，在修建柳樁編籬谷坊時(shí)要先對侵蝕溝進(jìn)行整形，在溝底沿垂直水流方向密植柳樁，選擇生長能力強(qiáng)的活立木作為柳樁，柳樁直徑7.0～10.0cm，樁長1.0～1.5m，埋深0.5m，行間距0.5m，樁間距0.5m，見圖2。柳樁之間均用柳條橫向編織成籬，每兩排籬之間由下至上依次為柳條、30.0cm厚覆土、生態(tài)固袋、柳條，生態(tài)固袋與柳條均沿垂直于水流方向布設(shè)，見圖3。待柳樁成活后，可利用新發(fā)出的柳條，在谷坊上游的淤積面上種植柳樹，逐步形成溝底的防護(hù)林，進(jìn)一步鞏固谷坊工程治理效果。

圖2 柳樁編籬谷坊平面圖

圖3 柳樁編籬谷坊標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

2.5 溝道灘岸防護(hù)工程

為保護(hù)岸坎穩(wěn)定，防止溝岸擴(kuò)張、侵蝕耕地，在部分溝段實(shí)施溝道灘岸防護(hù)工程。主要措施有天然植被護(hù)坡工程、土工格室防護(hù)工程以及格賓石籠防護(hù)工程。其中，在流量、流速不大和沖刷能力較弱的溝道采用天然植被護(hù)坡工程；在流量、流速較大和沖刷能力較強(qiáng)的溝道采用格賓石籠防護(hù)工程或土工格室防護(hù)工程。

該工程首次將土工格室這種新型生態(tài)護(hù)岸構(gòu)件應(yīng)用于侵蝕溝治理中。土工格室的巢室高為15.0cm，單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)巢室展開尺寸為34.0cm×29.0cm。施工時(shí)，沿基線方向鋪裝時(shí)第一個(gè)錨固點(diǎn)距離邊線17.0cm，之后每兩個(gè)錨固點(diǎn)間距34.0cm；兩側(cè)方向展開鋪裝時(shí)，沿邊線第一個(gè)錨固點(diǎn)距離基線14.5cm，之后每兩個(gè)錨固點(diǎn)間距29.0cm。全部錨固工作完成后，在每個(gè)巢室中均勻放置含有草籽的腐殖質(zhì)土，腐殖質(zhì)土要超出巢室5.0cm，以便表面加固和填充壓實(shí)，見圖4。

圖4 土工格室示意圖

2.6 林草措施工程

為減少坡面匯流，在溝道兩側(cè)坡面退耕還林栽植紅松，并采取穴狀整地的方式，紅松栽植的行間距為2.0m，株間距為2.0m。同時(shí)，在侵蝕溝兩側(cè)無硬防護(hù)或防護(hù)未到頂?shù)臏隙芜M(jìn)行刺嫩芽串帶。侵蝕溝經(jīng)過修坡整形后，在兩側(cè)坡上種植刺嫩芽，每側(cè)兩行，行間距0.2m，株間距0.2m。通過林草措施的實(shí)施，一方面可以有效減少水土流失，保護(hù)耕地，改良土壤理化性質(zhì)，改善生產(chǎn)條件，提高生產(chǎn)力；另一方面，可以實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)，改善自然環(huán)境，生態(tài)效益顯著；同時(shí)，紅松、刺嫩芽等植物具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的收入，提高農(nóng)民生活水平，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2.7 其他配套工程

在侵蝕溝治理過程中，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際情況、項(xiàng)目治理措施的特點(diǎn)，修建作業(yè)路、路涵等配套工程，以滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活、生產(chǎn)需求。同時(shí)，對項(xiàng)目實(shí)施后占壓的耕地進(jìn)行深耕、起壟，使耕地恢復(fù)原有的耕種條件。

3 結(jié) 語

國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)侵蝕溝綜合治理工程——2018年鳳城市劉家河項(xiàng)目區(qū)在總體布局上，始終堅(jiān)持“先治坡后治溝，先上游后下游，先支溝后干溝，從溝頭到溝尾”的原則，逐步實(shí)現(xiàn)對侵蝕溝的全面治理。由于項(xiàng)目區(qū)為典型的低山丘陵區(qū)，綜合當(dāng)?shù)氐臍庀?、水文特征，侵蝕溝的分布、發(fā)育特點(diǎn)，當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)、生活需求等，在措施配置上優(yōu)先采用植物措施進(jìn)行治理，對于植物措施難以有效防控的溝段，適當(dāng)?shù)剌o以工程措施。具體做法是在侵蝕溝的集流坡面和溝頭種植水保林、經(jīng)濟(jì)林、布設(shè)柳樁編籬跌水，以達(dá)到恢復(fù)植被、截流蓄水、固土封溝、控制侵蝕溝繼續(xù)發(fā)展的目的；在侵蝕溝的中下游采用以疏導(dǎo)為主的植物措施與工程措施相結(jié)合的治理方式，在侵蝕溝底比降較大、植物措施難以有效防治的溝段，采取工程措施對侵蝕溝進(jìn)行修坡整形，并布設(shè)谷坊、溝道護(hù)岸等措施進(jìn)行層層攔蓄，抑制溝道的發(fā)展和水土資源的流失。綜上所述，鳳城市劉家河項(xiàng)目區(qū)的治理模式可以基本概括為“溝頭防護(hù)林、柳樁編籬跌水，溝坡退耕還林、植物串帯，溝底柳樁編籬谷坊攔蓄，其他配套工程輔助”的綜合治理模式，該模式為遼東地區(qū)侵蝕溝治理工作提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。