上海地區(qū)農(nóng)村中小河道水土保持治理技術探析

董一橋

(上海市水利工程設計研究院有限公司，上海 200061)

我國地域遼闊，擁有各種地形類型，其中平原面積占比12%，卻居住了我國一半的人口；平原地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)達，耕地面積占全國總耕地面積的60%以上，是我國最重要的農(nóng)耕區(qū)域；在耕地資源充足的平原地區(qū)，農(nóng)村中小河道交織成網(wǎng)。但由于農(nóng)業(yè)以及經(jīng)濟的快速發(fā)展，不合理的耕作方式以及管理措施欠缺等原因，導致中小河道出現(xiàn)水土流失等問題[1-2]。

上海市雖是我國經(jīng)濟強市，但除市區(qū)外各郊區(qū)也分布著較多的農(nóng)村，農(nóng)村人口還是以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為生計來源，基于上海人口數(shù)量密集以及二三產(chǎn)業(yè)發(fā)達、耕地資源較為稀少、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求大的特點，較大的生產(chǎn)壓力導致上海地區(qū)農(nóng)田水土保持工作有所欠缺，農(nóng)村中小河道出現(xiàn)水土流失問題。

1 農(nóng)村地區(qū)水土保持工作要求

1.1 關于加強新時代水土保持工作的意見

水土保持是我國的一項基本國策，黨和國家一直關注著我國的水土保持工作，2023年1月3日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)了《關于加強新時代水土保持工作的意見》。文件指出，近年來我國水土保持工作已取得階段性成果，但后續(xù)任務仍然繁重；我們應當堅持綠水青山就是金山銀山的理念，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，改善農(nóng)村人居環(huán)境，發(fā)展出更多蘊含水土保持功能的生態(tài)產(chǎn)品[3]。

1.2 上海市生態(tài)清潔小流域建設規(guī)劃

生態(tài)清潔小流域的建設是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要組成部分，生態(tài)振興是鄉(xiāng)村振興中的5個目標之一，是鄉(xiāng)村振興的重要支撐。鄉(xiāng)村振興要提高鄉(xiāng)村人居環(huán)境，建設生態(tài)宜居的現(xiàn)代化新農(nóng)村，走鄉(xiāng)村綠色發(fā)展之路，讓良好生態(tài)成為鄉(xiāng)村振興支撐點。

上海市為了做好鄉(xiāng)村振興工作也提出來多項工作目標，2020年，上海市首次提出建設生態(tài)清潔小流域，2021年3月，小流域建設工作全面啟動，計劃到2035年，在全市范圍內(nèi)建成總數(shù)151個生態(tài)清潔小流域，促進人與自然和諧共生。其中水土流失綜合防治是生態(tài)清潔小流域建設內(nèi)容的主要任務之一，通過土壤侵蝕強度、林草面積占比以及水土流失綜合治理程度3個指標對生態(tài)清潔小流域的水土流失治理進行評價[4-5]。

2 上海地區(qū)農(nóng)村中小河道水土保持現(xiàn)狀問題

上海市農(nóng)村地區(qū)主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，同時布滿了各種中小河道。根據(jù)最新的《2022上海市河道(湖泊)報告》[6]，經(jīng)統(tǒng)計上海全市河網(wǎng)密度為4.8km/km2，市區(qū)的幾個主要行政區(qū)由于城市化程度較高，河網(wǎng)密度僅為1%左右，郊區(qū)的幾個行政區(qū)河網(wǎng)密度在5%左右，特別是崇明區(qū)，河網(wǎng)密度高達7.85%，是上海所有行政區(qū)劃中河網(wǎng)密度最高的行政區(qū)；崇明區(qū)鎮(zhèn)管及鎮(zhèn)管以下河道占比為77%，由此可以看出崇明區(qū)中小河道的水土保持工作相當繁重，急需重視中小河道水土流失問題。

2.1 河道護岸水土保持能力差

由于中小河道建成較早，大部分位于農(nóng)村區(qū)域，且我國鄉(xiāng)村建設還處于起步階段，管理制度不完善，大多數(shù)河道處于無人管護狀態(tài)，河道護岸保護非常不到位，河道邊坡大多為開挖河道后未受保護的自然土坡。上海地區(qū)土質(zhì)松軟容易塌陷，岸坡土壤隨著水力侵蝕的作用會造成水土流失問題，土壤隨著雨水沖刷進入河道中，形成河道淤積堵塞河道。

少量擁有護岸的河道也只是村政府或者村民自發(fā)對河道進行的輕度治理，從未做過系統(tǒng)性的小流域規(guī)劃，比如部分河道距離村民房屋較近，村民在修建房屋時為了保障地基穩(wěn)定性，會對涉及的河道部分進行修建護岸以及對岸坡進行加固處理，但由于受經(jīng)濟因素影響，這種護岸往往具有不美觀、穩(wěn)定性較差以及長期缺乏管護的特點，相應的水土保持能力也較為低下。

2.2 岸坡林草覆蓋率不達標

農(nóng)村地區(qū)一般林草植被要求不高，河道陸域控制帶范圍內(nèi)植被較少，部分土壤存在裸露的情況，土壤缺少植被保護，在雨水沖刷下會造成水土流失等環(huán)境問題；部分區(qū)域在河道兩側范圍內(nèi)種植了農(nóng)作物，由于農(nóng)作物根系較淺的特點，不具備水土保持能力，且農(nóng)作物距離河道護岸太近，這種不合理的耕作方式會使得河道護岸受到破壞[7-8]。上海市農(nóng)村地區(qū)中小河流主要起到農(nóng)田灌溉以及防洪排澇的作用，基于目前農(nóng)村地區(qū)受傳統(tǒng)觀念的影響，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求為第一優(yōu)先級，景觀生態(tài)需求較低，未注重生態(tài)環(huán)境發(fā)展，忽視了中小河道生態(tài)景觀建設，導致出現(xiàn)河道不美觀，林草植被覆蓋不達標等問題。

2.3 岸后農(nóng)田水土流失情況嚴重

上海市農(nóng)村地區(qū)由于農(nóng)業(yè)發(fā)達，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)壓力較大，高強度的耕作方式使得農(nóng)田受到水力侵蝕，同時村民水土保持意識較為淡薄，導致上海地區(qū)農(nóng)田水土流失問題嚴重。通常會在農(nóng)田的四周設立田埂用以與河道隔離起到水土保持的作用，提高灌溉效率，但由于生產(chǎn)機械擾動以及人為踩踏等原因，多年下來田埂缺乏維護導致破壞嚴重，很難再維持原有作用，下雨以及農(nóng)田灌溉時會使農(nóng)田中的土壤受到?jīng)_刷，進入河道中造成河道淤積等水土流失問題。

3 案例應用

3.1 項目概況

本文選取上海市崇明區(qū)中興鎮(zhèn)生態(tài)清潔小流域河道綜合整治工程為研究對象。項目區(qū)位于崇明島東部，東鄰陳家鎮(zhèn)，西接向化鎮(zhèn)，南北皆為長江；屬于亞熱帶海洋性季風氣候，空氣溫和濕潤，四季分明，季風氣候顯著，極冷和極熱天氣不長，雨量豐沛，多年平均降水量為1050mm，光熱資源充足，多年平均氣溫15.3℃，無霜期229d。

中興村、愛國村生態(tài)清潔小流域治理單元面積為19.31hm2，另外施工期間臨時借地4.17hm2，工程總用地面積為23.48hm2。本次治理單元內(nèi)現(xiàn)狀共有河道130條；其中鎮(zhèn)管河道4條，河口寬15～28m不等，大部分為10～20m；村管河道126條，河口寬2.9～6.8m不等；另有小微水體73條分布在治理區(qū)域內(nèi)。

3.2 水土保持技術應用

傳統(tǒng)的河道治理工程主要是以工程措施為主，對河道采用硬質(zhì)護岸建設進行治理，這種方法雖然可以將河道建設的較為美觀，但卻忽視了河道治理的生態(tài)效益；而在農(nóng)村地區(qū)中小河道綜合治理工程中，水體保持治理體系是較為科學合理的治理辦法，水土保持治理體系可以從生態(tài)治理的角度出發(fā)，采取生態(tài)護岸工程、生態(tài)綠化工程以及生態(tài)攔截工程相結合的方法，對農(nóng)村地區(qū)中小河道進行生態(tài)治理，做到預防為主、防治結合、綜合治理的原則實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的綜合治理[9]。

3.2.1生態(tài)護岸工程

崇明島位于長江入?？谔帲怯捎谀嗌硾_擊形成的島嶼，土壤為沙洲沖積土，具有松散易塌陷的土質(zhì)特點。島內(nèi)中小河道交織成網(wǎng)，如不對河道護岸進行修建與維護，岸坡土壤在水力侵蝕的作用下極易形成坍塌以及水土流失。為解決這一問題，在本次河道治理工程中采用了建設生態(tài)護岸的方法進行岸坡治理。

圖4、圖5為圖3的局部放大圖，其中5800cm-1～5500cm-1與4400cm-1～4200cm-1譜段處可見雷公藤木質(zhì)部和皮部NIR光譜存在較大差異，故選取這兩個譜段作為近紅外的建模特征譜段。

農(nóng)村地區(qū)中小河道建設生態(tài)護岸要保證不能阻斷水土之間的交換，本次河道整治工程中針對河道的不同現(xiàn)狀主要設計了幾種不同的生態(tài)護岸結構形式。

(1)針對鎮(zhèn)管河道，目前本工程范圍內(nèi)所涉及的鎮(zhèn)管河道大部分已經(jīng)進行了護岸修建，少部分岸段未按規(guī)劃河道藍線實施。本工程鎮(zhèn)管河道部分主要以護岸維護提升工作為主。

目前已有護岸的鎮(zhèn)管河道部分現(xiàn)狀護岸為砼結構，存在護岸較硬質(zhì)、水生植物缺失的問題。本次治理在現(xiàn)狀護岸墻前采用密排定植木樁，密排木樁內(nèi)側布設土工布用以格擋土壤與河水，并布設0.5～1.0m寬挺水植物種植平臺。每100m岸線布設30m，在挺水植物種植平臺回填土方，種植挺水植物綠化。同時在現(xiàn)狀插板樁護岸頂部種植樣本植物進行遮蓋，減少硬質(zhì)護岸視覺效果，并在岸坡鋪設水土保護毯可以保護岸坡土壤，防治岸坡水土流失問題。

部分現(xiàn)狀未按規(guī)劃河道藍線實施的鎮(zhèn)管河道，如有條件可按藍線實施，本次小流域河道整治工程充分考慮景觀效果以及護岸安全性并根據(jù)鎮(zhèn)管河道現(xiàn)狀進行開挖，進行放坡新修生態(tài)護岸。

(2)針對村管河道，目前本工程范圍內(nèi)所涉及的村管河道大部分未進行護岸修建，本次小流域河道整治工程村管河道部分主要以新建護岸工作為主。村級河道由于缺少管理，出現(xiàn)河道淤積等問題，本工程會對所涉及的河道進行清淤治理，通常清淤工程中產(chǎn)生的土方需進行外運處理，不僅需要增加運輸成本，在運輸過程中也會造成水土流失等問題；本工程結合實際情況清理出的淤泥通過綜合利用可改良為固化土用于護岸格梗建設使用，不僅起到了綠色生態(tài)的作用，還降低了工程建設過程中的原材料成本，具有較好的經(jīng)濟效益。固化土格梗可以起到固結岸坡土壤的作用，提高岸坡穩(wěn)定性的同時還可以發(fā)揮生態(tài)效益，在固化土岸坡的上部鋪設水土保持毯，也起到保持水土的作用。

(3)另外，部分河道岸后為房屋、道路、基本農(nóng)田或者林地，無開挖條件，本工程在此類河道護岸區(qū)域布設固化土導梁，下設木樁，并在樁后布設一層塑鋼板樁；此類護岸具有占用空間小，易施工的特點，同時也具有較好的生態(tài)效果。

3.2.2生態(tài)綠化工程

水土保持生態(tài)綠化工程是指為保護和治理項目區(qū)水土資源所采取的植樹造林措施，通過種植植物的方法使水土資源受到保護，防止土壤受到水力侵蝕，本次河道治理工程所設計的生態(tài)綠化工程如下。

在工程施工后期，對本工程進行景觀綠化美化措施，既要達到綠容局對本工程綠化率提出的要求，又要做到美麗鄉(xiāng)村、生態(tài)治理的設計要求。本工程遵循“喬灌草”相配合的種植原則，盡量選取適宜崇明區(qū)氣候特點的鄉(xiāng)土品種，做到統(tǒng)一與協(xié)調(diào)的特點，不僅保持植物配置的穩(wěn)定性，還要滿足一定的功能性，滿足鄉(xiāng)村美化需求。具體植物配置選擇見表1。

表1 綠化植物配置統(tǒng)計表

3.2.3生態(tài)攔截工程

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)壓力較大，土地過度耕作以及缺乏水土保持意識，農(nóng)田中會產(chǎn)生水土流失等問題，通?？梢酝ㄟ^采取具有攔截功能的措施對農(nóng)田內(nèi)的水土資源進行保護與改良，本次河道治理工程所設計的生態(tài)攔截工程如下。

(1)建設生態(tài)溝渠

項目區(qū)內(nèi)部分農(nóng)田由于生產(chǎn)機械擾動以及人為踩踏等原因，多年來田埂缺乏維護導致破壞嚴重，針對此問題可以采取建設生態(tài)溝渠的方法進行解決，通過在河道岸坡區(qū)域開挖生態(tài)溝，可以對水土流失現(xiàn)象起到攔截作用，防止農(nóng)田中土壤侵蝕產(chǎn)生的泥土進入河道造成堵塞，起到水土保持的作用。

(2)提高農(nóng)作物對地表的覆蓋度

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中往往對一片區(qū)域采用單一作物的種植方式，而單一作物之間需要進行控制間隔密度，往往會有部分土壤存在裸露的現(xiàn)象，裸露的土壤由于自然的作用往往遭受到水力侵蝕以及風力侵蝕，形成水土流失[10]，針對此問題，可以采用間作套作的耕作方式，降低土壤的裸露率，使農(nóng)作物起到對雨水以及風力的攔截作用，有效控制風力侵蝕、水力侵蝕，不僅做到了水土保持的治理目標還實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4 結語

本文以上海市崇明區(qū)中興鎮(zhèn)生態(tài)清潔小流域河道綜合整治工程為研究對象，針對農(nóng)村中小河道所出現(xiàn)的問題，從水土保持治理的角度出發(fā)，堅持生態(tài)優(yōu)先的治理原則，探討了以生態(tài)護岸工程、生態(tài)綠化工程以及生態(tài)攔截工程相結合的水土保持治理體系；本治理體系對河道護岸、河道岸坡以及岸后農(nóng)田進行了全方位的治理研究，較為全面的對農(nóng)村地區(qū)中小河道所涉及的水土流失問題提出了一套治理方案，可以為后續(xù)類似河道治理項目提供理論依據(jù)。

由于本次研究對象為小流域河道整治工程，主要對鎮(zhèn)管及鎮(zhèn)管以下級別的河道進行了治理研究，而水土保持治理體系作為一項可對全國江河流域進行保護治理的方案措施，不僅要應用于中小河道，還要可應用于各大河道；目前本文對區(qū)管及區(qū)管以上級別的河道暫未進行專項治理研究，這是本研究的不足之處，完善水土保持治理體系還需各專家學者的共同研究。