佳縣神靈廟小流域綜合治理工程措施分析

陳建國，封 春，張飛飛

（1.佳縣水土保持工作隊，陜西 榆林 719200；2.佳縣水利水電工作隊，陜西 榆林 719200）

0 前言

神靈廟小流域水土保持綜合治理工程位于黃河二級支流五女河水系，是人口活動較為頻繁的地帶，也是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基地，水土流失最為嚴重，生態(tài)環(huán)境最為脆弱的區(qū)域之一。

神靈廟小流域水土保持綜合治理工程項目區(qū)為典型的黃土丘陵溝壑區(qū)，地形支離破碎，梁、峁廣泛分布，植被覆蓋率低，由于黃土疏松，易遭侵蝕，加之項目區(qū)內(nèi)人為活動密集，加劇了項目區(qū)的水土流失。項目區(qū)內(nèi)流失的土壤隨地表徑流進入黃河，不但降低了黃河的行洪能力，影響防洪、供水、灌溉等效益的發(fā)揮，同時導致土地資源破壞，地下水位下降，土壤發(fā)育緩慢、貧瘠低能，使當?shù)剞r(nóng)民生產(chǎn)生活水平降低。同時項目區(qū)內(nèi)水土流失形成和發(fā)展十分活躍。干旱和洪澇交替，土壤抗蝕能力削弱，強降雨和大暴雨天氣集中，雨滴直接濺蝕嚴重，水力面蝕發(fā)育，加劇了水土流失，急需治理。

本文對佳縣神靈廟小流域綜合治理工程的工程措施進行分析。

1 項目區(qū)概況

項目區(qū)屬于黃土丘陵溝壑區(qū)，地表全被黃土所覆蓋。項目區(qū)內(nèi)主要為黃土梁峁地貌，大部分為黃土梁峁區(qū)。項目區(qū)屬溫帶半干旱氣候，多年平均降水量395.0 mm，最高年降水量576.3 mm（1978年），最少年降水量235.7 mm（1972年）。年蒸發(fā)量2378 mm，大于10℃積溫為3812.6℃，平均氣溫10.0℃，最高氣溫38.9℃，最低氣溫-29.0℃，年平均無霜期159 d，平均風速3.0 m/s。項目區(qū)內(nèi)土壤類型主要為黃綿土。

項目區(qū)涉及官莊鄉(xiāng)的草垛楞村和朱官寨鄉(xiāng)的曹家崖窯村等2 個行政村，總?cè)丝?04 人，農(nóng)業(yè)人口304 人，勞力110 人，人口密度112 人/km2?？偼恋孛娣e2.72 km2，耕地面積0.74 km2，農(nóng)業(yè)人均耕地3.67 畝，人均基本農(nóng)田1.29 畝，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值80.59 萬元。

項目區(qū)水土流失類型以水力侵蝕和風力侵蝕為主，尤以水力侵蝕嚴重，其中面蝕廣泛，部分地區(qū)有溝蝕。項目區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)為15000 t/（km2·a）。根據(jù)《陜西省人民政府關于劃分水土流失重點防治區(qū)的通告》，屬水土流失重點治理區(qū)。

2 防治目標及任務

在現(xiàn)有治理程度的基礎上通過優(yōu)化措施配置，實現(xiàn)水土流失治理度70%以上，減少水土流失量，流域生態(tài)環(huán)境得到改善。大力發(fā)展經(jīng)濟林、灌木林和草面積，以提高農(nóng)民收入，解決流域飼料、燃料需求，提高流域內(nèi)林草覆蓋率，林草覆蓋率達到40%以上，減輕水土流失危害?；巨r(nóng)田達到2.0 畝/人以上，人均糧食達到400 kg 以上。大力發(fā)展生態(tài)林，發(fā)展畜牧業(yè)。

根據(jù)項目區(qū)水土流失防治目標，確定項目區(qū)總面積為272.07 hm2，其中治理面積125.12 hm2。

3 土地利用調(diào)整

3.1 土地分級和適宜性評價

依據(jù)規(guī)范BG/T 15772-1995 中土地適宜性評價的因子及指標體系要求，在對流域土地資源利用現(xiàn)狀調(diào)查的基礎上，結(jié)合當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)習慣，充分考慮地形、地貌、土壤及水土流失等自然條件差異，確定按坡度、土壤侵蝕強度、徑流、土層厚度、地貌及土壤等六個因子，將現(xiàn)狀土地用途綜合評定為五個等級，劃定生產(chǎn)用地和生態(tài)用地。

表1 小流域土地分級及適宜性評價表

一級土地共有27.15 hm2，占總面積的9.98%。此類為水域及土地平緩，坡度＜5°，現(xiàn)狀多為壩地、梯田。宜繼續(xù)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地。

二級土地共有53.75 hm2，占總面積的19.76%。主要分布于梁峁坡上部，地面較平緩，坡度在5°～15°，現(xiàn)狀大多是坡耕地，土壤侵蝕強度為輕度，可發(fā)展為水平梯田、經(jīng)濟林。

三級土地共有70.68 hm2，占總面積的25.98%。這類土地坡度較陡（15°～25°）主要分布于梁峁坡中下部和部分溝谷坡上部，土壤侵蝕強度為中度，可營造水保灌木林，部分立地條件較好的區(qū)域可發(fā)展經(jīng)濟林，種植牧草。

四級土地共有78.56 hm2，占總面積的28.87%。主要分布在坡度達（25°～35°）以上的梁峁坡上部，水土流失強烈。利用方向以改造后宜林、牧為主。

五級土地共有41.93 hm2，占總面積的15.41%。主要分布坡度大于35°的梁峁坡及溝道下切較深的兩壁和支毛溝溝頭，土層薄，重力侵蝕嚴重，水土流失強烈。利用方向以營造灌木林及封禁為主。

根據(jù)土地適宜性評價和流域內(nèi)實際狀況，經(jīng)對各種用地的實際需求進行校核，規(guī)劃生產(chǎn)用地59.11 hm2，生態(tài)用地為164.01 hm2。

3.2 土地調(diào)整

根據(jù)本方案確定的土地調(diào)整方向，結(jié)合土地適宜性劃分結(jié)果，本方案實施后，土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整為農(nóng)地59.11 hm2，林地148.94 hm2，牧草地15.07 hm2，未利用地41.93 hm2，其他用地7.02 hm2，農(nóng)地、林地、草地、未利用地、其他用地比例由治理前的1∶0.61∶0.13∶1.82∶0.09 調(diào)整為1∶2.52∶0.25∶0.71∶0.12，土地利用結(jié)構(gòu)趨于合理，可基本實現(xiàn)土地資源的有效開發(fā)利用。

4 工程措施

4.1 梯田工程

4.1.1 斷面設計

①水平梯田斷面設計需求得不同坡度下梯田的優(yōu)化斷面［1]。田面應有適當?shù)膶挾龋ǘ钙聟^(qū)一般5 m～15 m，緩坡區(qū)一般20 m～40 m）。

②梯田的斷面要素

水平梯田斷面各要素關系式：

田面寬：B=H（ctgα-ctgβ）；田面毛寬：Bm=Hctgα；田面占地寬：Bn=Hctgβ；耕地田面寬：b=B-D；田面斜寬：；田坎高：H=Lsinα。式中：α 為地面坡度；h為地埂高；β 為田塊坡度；Bn為田坎占地寬；H為田坎高度；b為耕作田面寬；B為田塊寬；Bm為田面毛寬；D為地埂底寬；L為田面斜寬；d為地埂頂寬。

田面呈倒反坡狀，內(nèi)低外高，坡度1°～3°；蓄水埂高0.3 m、頂寬0.5 m，埂內(nèi)外坡比1∶1；田坎坡度根據(jù)田坎高度確定，田坎越高，坡度越緩，一般為71°～76°；軟坎按天然休止角確定，一般為42°～45°，并栽植植物保護。

③水平梯田工程量計算

單位面積土方量按下列公式計算：

式中：V為單位面積梯田土方量，m3；L為單位面積梯田長度，m；H為田坎高度，單位為m；B為田面凈寬，m。

故單位面積V（hm2）土方量為：

4.1.2 典型設計

流域內(nèi)共修水平梯田16.05 hm2，流域內(nèi)水平梯田各圖斑地形條件基本相近，共設計官莊鄉(xiāng)草垛楞村32 號、35 號、45 號圖斑，將3 個圖斑水平梯田按不同坡度進行細化設計。

32 號圖斑面積為8.32 hm2，地面平均坡度為7.6°，田面寬度取20 m，梯田田坎采用軟坎形式，田坎坡度為45°，田坎高度為2.73 m，地埂頂寬0.5 m，高0.3 m，內(nèi)外坡比均為1∶1，田坎占地寬為2.73 m，田面毛寬22.73 m，土方量為5.57 萬m3。

35 號、45 號圖斑面積分別為3.84 hm2、3.89 hm2，地面平均坡度為13.0°，田面寬度取15 m，梯田田坎采用軟坎形式，田坎坡度為70°，田坎高度為3.62 m，地埂頂寬0.5 m，高0.5 m，內(nèi)外坡比均為1∶1，田坎占地寬為1.32 m，田面毛寬16.32 m，土方量分別為2.72 萬m3、2.76 萬m3。

4.2 小型水利水保工程

4.2.1 谷坊

①谷坊間距確定：以谷坊淤滿形成臺地時，下壩頂與上壩坡腳在同一高程為設計型式，［2]其間距L為：

式中：L為谷坊間距；H為谷坊高；I為溝道比降。

②谷坊數(shù)量：采用谷坊同高時

式中：n為谷坊數(shù)量，座；h為溝道最下游谷坊底到最上游谷坊頂間相應的地形高差，m；H為谷坊高，m。

③斷面設計

谷坊壩體斷面為梯形，斷面尺寸為：壩頂寬1.5 m，底寬為7.5 m～11.3 m，引背水坡坡比為1∶1。

④溢洪口：溢洪口設在土壩一側(cè)的堅實土層上，上下兩座谷坊的溢洪口盡可能左右交錯布設。溢洪口為明渠式，漿砌石砌筑，梯形斷面，底寬1.0 m，深0.5 m，坡比1∶1。

⑤施工工藝

定線：根據(jù)規(guī)劃測定的谷坊位置，按設計的谷坊尺寸，在地面劃出壩基輪廓線。

清基：將輪廓線以內(nèi)的浮土、草皮、亂石、樹根等全部清除。

挖結(jié)合槽：沿壩軸線中心，從溝底至兩岸溝坡開挖結(jié)合槽，寬深各0.5 m～1.0 m。

填土夯實：每層填土厚0.25 m～0.30 m，夯實一次，將夯實土表面刨松3.0 cm～5.0 cm，再上新土夯實，要求干容重1.4 t/m3～1.5 t/m3。

4.2.2 水土保持林草

（1）經(jīng)濟林

①建設條件：緩坡地，村莊周邊。

②樹種配置：純林，株行距4 m×5 m，樹種為核桃。

③技術措施設計

a.整地：提前一季進行整地，采用水平階整地，整地規(guī)格為：階長4.0 m，階寬1.5 m。

b.苗木規(guī)格：選用苗齡2 a 以上的一級苗。

c.造林時間及方法：春、秋雨季植苗造林，每坑定植1 株，踩實灌水。

d.幼林撫育：定植3 a 內(nèi)，每年視旱情澆水2～3 次，施肥2次，松土除草1～2 次，并每年擴樹盤、培土、追肥。

（2）人工種草

興修高標準梯田后下余的、立地條件較好的退耕坡地，本著“以畜定草”原則，優(yōu)先種植優(yōu)質(zhì)牧草。草種選擇紫花苜蓿。

①播種：種子先采取風選篩選的辦法進行種子挑選，并在播前進行晾曬，提高發(fā)芽率，預防病蟲害。選擇春秋季播種，每公頃播種量25 kg，采用穴播，穴距20 cm，覆土厚度2 cm～4 cm，適當淺播。

②田間管理：苗高4 cm～6 cm 時除草一次，苗高12 cm～15 cm時第二次除草，采用藥物、器械與人工相結(jié)合的辦法防治病蟲害、鼠害。

③刈割利用：一般在停止生長前半個月刈割，留茬高5 cm～10 cm。第一次刈割在現(xiàn)蕾前，第二、三茬可刈割或放牧。

5 結(jié)語

神靈廟小流域綜合治理工程的實施使得流域內(nèi)的水土流失得到基本控制，有效減少了進入下游河道的泥沙，延緩下游河道淤積，從而減輕了下游河道清淤工作量，節(jié)省了大量的人力，物力和經(jīng)費。項目實施后，新增林草面積62.39 hm2，林草覆蓋率達到43.12%，可有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，避免了土壤養(yǎng)分的流失，促使生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展。同時坡耕地退耕還林還草，使得勞動生產(chǎn)率得到顯著提高，更快地促進當?shù)厝嗣裨缛彰撠氈赂槐夹】怠?/p>