蒲縣坡耕地水土流失保護研究

馮 樂

(韶關(guān)市水利水電勘測設(shè)計咨詢有限公司 惠州分公司，廣東 惠州 516008)

0 引 言

土地資源是城市發(fā)展建設(shè)、居民生產(chǎn)生活不可缺少的資源。水土資源流失將對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟、生態(tài)造成不利影響[1-3]。針對水土流失現(xiàn)象，及時采取水土保護措施十分重要。水土流失尤其是耕地水土流失事關(guān)農(nóng)業(yè)發(fā)展，影響深遠。目前，退耕還林是常用的水土流失治理措施，并取得了良好的效果，但也影響到耕地使用面積。因此，選取適宜的治理方法，在改善水土流失的基礎(chǔ)上不影響農(nóng)業(yè)發(fā)展是十分必要的。通過多年的工程經(jīng)驗總結(jié)，坡改梯工程具有良好的生態(tài)、社會效益，取得了較好的應(yīng)用效果[4-6]。因此，坡改梯工程在坡耕地治理工程中的應(yīng)用得到發(fā)展。

1 土地利用及水土流失現(xiàn)狀

1.1 土地利用現(xiàn)狀

根據(jù)蒲縣2020年土地資料，薛關(guān)鎮(zhèn)項目區(qū)土地總面積14 023.26 hm2，其中耕地面積3 029.55 hm2，占全部總土地面積的21.60%。耕地中，坡耕地面積為2 419.11 hm2，占耕地面積的79.85%；旱坪地面積52.29 hm2，占耕地面積的1.72%；梯田面積558.15 hm2，占耕地面積的18.42%。調(diào)查分析表明，工程區(qū)產(chǎn)量低下的坡耕地所占比例較大，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的梯田、溝壩地極少。

1.2 水土流失現(xiàn)狀

工程區(qū)水土流失面積大，土壤侵蝕強度也大。工程區(qū)僅坡耕地一項，若不采取治理措施，每年流失水13.40×104m3，流失土4.21×104t。坡耕地的大量存在，嚴重的水土流失一方面導(dǎo)致土壤質(zhì)地的下降，降低了土地的生產(chǎn)力，影響當(dāng)?shù)丶Z食生產(chǎn)；另一方面，水土流失可加重自然災(zāi)害造成的損失，對生態(tài)環(huán)境保護造成不利影響。

2 坡改梯工程總體布置

項目區(qū)劃分為4個工程區(qū)，即佛聯(lián)村工程區(qū)、勸學(xué)村工程區(qū)、古驛村工程區(qū)和刁坪村工程區(qū)。項目區(qū)設(shè)計坡改梯面積206.66 hm2，生產(chǎn)道路4.94 km。其中，佛聯(lián)村工程區(qū)坡改梯面積126.78 hm2，勸學(xué)村工程區(qū)坡改梯面積24.06 hm2，古驛村工程區(qū)坡改梯面積18.27 hm2，刁坪村工程區(qū)坡改梯面積37.55 hm2。地面坡度按照5°～10°、10°～15°和15°～20°共3個坡度級劃分為93個小斑(地塊)。其中，5°～10°坡耕地小斑(地塊)43個，面積128.94 hm2，占62.39%；10°～15°坡耕地小斑(地塊)31個，面積58.25 hm2，占28.19%；15°～20°坡耕地小斑(地塊)19個，面積19.47 hm2，占9.42%。

3 坡改梯措施設(shè)計

3.1 水平梯田

3.1.1 設(shè)計原則及標準

水平梯田設(shè)計時需要充分結(jié)合現(xiàn)在地形，根據(jù)確定的地塊坡度進行優(yōu)化設(shè)計。工程田寬在6～20 m，工程坡耕地設(shè)計標準為20年一遇6 h最大暴雨，攔蓄徑流80%以上，攔沙90%以上。

3.1.2 水平梯田斷面設(shè)計

1)梯田斷面設(shè)計。水平梯田斷面尺寸見表1。斷面設(shè)計見圖1，根據(jù)圖1計算出梯田斷面各要素，見表2。

表1 水平梯田斷面尺寸表

圖1 水平梯田設(shè)計要素圖

圖1中各要素的含義如下：θ為原地面坡度，(°)；α為田坎坡度，(°)；b為田坎占地寬，m；H為田坎高度，m；H′為邊埂高，H′=0.3 m；B為田面凈寬，m。

水平梯田斷面設(shè)計參數(shù)見表2。

表2 水平梯田斷面設(shè)計表

2)防御標準校核。當(dāng)?shù)?0年一遇6h最大暴雨量為77.13 mm，田面最大徑流深77.13 mm，水平梯田邊埂高30 cm，完全可以攔蓄，因此坡改梯工程斷面設(shè)計滿足安全性要求。

3)水平梯田工程量計算。單位面積土方量V計算見下式：

V=1/2(B/2×H/2×L)=1/8×BHL

(1)

式中:L為單位面積梯田長度，m。

單位面積土方移運量W按下式計算：

W=V×2/3B=1/12B2HL

(2)

通過計算，水平梯田工程量見表3。

表3 水平梯田工程量表

3.2 生產(chǎn)道路

經(jīng)實測，工程區(qū)坡改梯工程需要新建干路4.94 km。

3.2.1 干路設(shè)計

干路用于運輸物資及農(nóng)產(chǎn)品，路面寬3 m。據(jù)調(diào)查，各工程區(qū)干路基本暢通，為節(jié)約用地和節(jié)省投資，盡量利用原有道路，本次設(shè)計新增干路建設(shè)4.94 km。見圖2。

圖2 干路布設(shè)立體示意圖

3.2.2 支路設(shè)計

支路即為田間作業(yè)道路，路面寬確定為2 m。支路布設(shè)立體示意圖詳見圖3。

圖3 支路布設(shè)立體示意圖

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟效益

梯田修建完成后即可滿足糧食種植需求，也可為經(jīng)濟作物種植提供條件。通過坡改梯工程建設(shè)可改善土地利用結(jié)構(gòu)，促進農(nóng)民收入提升。坡改梯工程建設(shè)完成后，耕地種植面積增加至195.16 hm2。以玉米種植為例，每公頃增收7 065元，受益人口年均增收約393元。同時，坡改梯工程建設(shè)，將南方常見的梯田“移植”至北方，對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)旅游業(yè)發(fā)展也具有促進作用。

4.2 生態(tài)效益

通過坡改梯工程建設(shè)可減少水土流失情況。將坡耕地改為水平梯田，增加了徑流滯流時間，有利于徑流下滲；同時徑流流速減小，對于改善水土流失效益顯著。

生態(tài)效益主要計算項目實施后的新增蓄水能力和保土能力?？紤]區(qū)域平均降雨量、侵蝕模數(shù)等因素，采用類比法推算，項目區(qū)坡耕地流失水140.62 m3/hm2·a，流失土44.16 t/hm2·a，梯田保水122.30 m3/hm2·a，保土38.78 t/hm2·a。項目實施后，平均每年可攔蓄泥沙0.76×104t，集蓄雨水2.39×104m3。

4.3 社會效益

4.3.1 提高土地生產(chǎn)力，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量

坡改梯每公頃平均增產(chǎn)2 078 kg，平均增產(chǎn)幅度為50%。坡耕地改造為梯田后，變成了保水、保土、保肥的“三保田”，糧食產(chǎn)量大幅度提高。

4.3.2 加速機械化進程，提高勞動生產(chǎn)率

現(xiàn)有的坡耕地改造成梯田修成后，配套進行生產(chǎn)道路修建，這就使現(xiàn)代化的小型農(nóng)機可以直接暢通到達田間地頭，變畜力耕播為農(nóng)機耕播，農(nóng)民進行田間管理更加科學(xué)便捷，省時省力，可以極大地提高農(nóng)民的勞動效率。

4.3.3 促進農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增強農(nóng)業(yè)后勁

坡地改造為梯田后，可以發(fā)展極具特色的地埂經(jīng)濟。同時，促進了一些農(nóng)業(yè)高附加值的新型特色產(chǎn)業(yè)實施和發(fā)展，實現(xiàn)由單一種糧型向糧食、經(jīng)濟作物和種植果樹方向結(jié)合型，農(nóng)業(yè)發(fā)展后勁十足，梯田建設(shè)真正成為廣大農(nóng)民的糧屯子和錢袋子，使得落后的農(nóng)村展現(xiàn)生態(tài)文明的新氣象。

4.3.4 增加就業(yè)機會，促進農(nóng)村脫貧致富

通過項目的實施，工程建設(shè)需要投入10.43萬工日的勞動力。同時，坡改梯工程為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)觀光旅游提供了基礎(chǔ)條件，也可為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民就業(yè)提供更多的崗位、機會。

5 結(jié) 論

蒲縣地形起伏大，目前耕地類型主要為坡耕地，根據(jù)調(diào)查，水土流失現(xiàn)象嚴重，農(nóng)業(yè)發(fā)展受到較大的影響。為了改善蒲縣坡耕地水土流失的現(xiàn)狀，結(jié)合工程所在地實際情況，采取坡改梯的方式加以治理。通過這一工程措施，可改善水土流失現(xiàn)狀，增大耕地面積，有利于生態(tài)環(huán)境建設(shè)，在經(jīng)濟、社會、生態(tài)等方面具有良好的效益。