甘肅省黃土丘陵區(qū)梯田建設(shè)的幾點(diǎn)思考

［關(guān)鍵詞］ 梯田建設(shè)；水土流失；防治對(duì)策；黃土丘陵區(qū)；甘肅省

［摘" 要］ 梯田是坡耕地水土流失治理的重要措施，起著不可替代的作用，但是梯田建設(shè)時(shí)極易造成嚴(yán)重的水土流失。甘肅省黃土丘陵區(qū)坡耕地以水力侵蝕為主，土壤侵蝕強(qiáng)度以中度至強(qiáng)烈侵蝕為主。根據(jù)第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)，區(qū)內(nèi)坡度大于5°的坡耕地面積為329.24萬(wàn)hm2，“十四五”期間，甘肅省計(jì)劃新修梯田1.97萬(wàn)hm2/a，其中黃土丘陵區(qū)新修梯田1.54萬(wàn)hm2/a。基于梯田施工過(guò)程中的水土流失成因，依據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤流失量測(cè)算導(dǎo)則》（SL 773—2018），經(jīng)計(jì)算，甘肅省黃土丘陵區(qū)非汛期梯田施工期間可能產(chǎn)生的土壤流失量為24.59 t/hm2，而汛期施工可能產(chǎn)生的土壤流失量是非汛期的4.2倍。建議將梯田施工期水土流失防治納入工程整體設(shè)計(jì)，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)對(duì)施工期水土流失風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的監(jiān)管，以控制施工造成的水土流失。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ S157" ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ C "DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.09.009

［引用格式］ 張曉虹，楊靖文.甘肅省黃土丘陵區(qū)梯田建設(shè)的幾點(diǎn)思考［J］.中國(guó)水土保持，2024（9）：25-27.

梯田是坡耕地水土流失治理的重要措施，起著不可替代的作用。研究表明，在日降水量50～100 mm時(shí)，水平梯田可全部攔蓄徑流泥沙［1］；在5—9月汛期降水量400 mm時(shí)，一類(lèi)梯田減沙效益為97.0%，二類(lèi)梯田減沙效益為95.7%，三類(lèi)梯田減沙效益為91.9%［2］。然而，梯田建設(shè)時(shí)需全面開(kāi)挖擾動(dòng)、重塑微地貌，易造成項(xiàng)目建設(shè)區(qū)大面積裸露、原地表植被損毀殆盡，且施工區(qū)均位于梁峁溝坡，極易造成嚴(yán)重的水土流失（見(jiàn)圖1、圖2）。

圖1" 汛期梯田建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)" 圖2" 非汛期梯田建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)

由于坡耕地水土流失綜合治理項(xiàng)目是在各級(jí)水土保持規(guī)劃范圍內(nèi)由行業(yè)管理部門(mén)負(fù)責(zé)實(shí)施的對(duì)自然水土流失進(jìn)行治理的水土保持項(xiàng)目，不屬于36類(lèi)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目［3］之一，因此通常不編制水土保持方案。另外，在編制水土保持項(xiàng)目可行性研究報(bào)告［4］、初步設(shè)計(jì)報(bào)告［5］，水土保持小流域綜合治理項(xiàng)目實(shí)施方案，坡耕地水土流失綜合治理項(xiàng)目實(shí)施方案等時(shí)，均不涉及梯田施工過(guò)程中的水土流失防治措施體系設(shè)計(jì)。由于沒(méi)有針對(duì)性的設(shè)計(jì)依據(jù)和投資來(lái)源，因此在梯田施工過(guò)程中水土流失防治工作往往依賴(lài)于施工單位的施工經(jīng)驗(yàn)。筆者基于多年工作實(shí)踐，對(duì)甘肅省黃土丘陵區(qū)梯田建設(shè)中的水土流失問(wèn)題進(jìn)行研究探討，并提出相應(yīng)的防治對(duì)策，以期引起水土保持管理部門(mén)、設(shè)計(jì)單位和施工單位的重視，為防治梯田建設(shè)造成的水土流失提供借鑒。

1" 甘肅省黃土丘陵區(qū)梯田建設(shè)現(xiàn)狀

1.1" 研究區(qū)基本情況

甘肅省黃土丘陵區(qū)是指隴山以西的黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)、第四副區(qū)、第五副區(qū)［6］范圍，也稱(chēng)隴西黃土丘陵區(qū)或隴中黃土丘陵區(qū)，分屬黃河干流及其支流渭河、祖厲河、洮河等流域，土地總面積6.44萬(wàn)km2。該區(qū)海拔1 200～2 500 m，地貌類(lèi)型以黃土溝壑及其分割的黃土梁、峁、丘為主，地形破碎，溝壑縱橫，梁峁起伏，平均溝壑密度1.70 km/km2，坡度5°～25°的土地面積占區(qū)內(nèi)土地總面積的69.75%。區(qū)內(nèi)不同地點(diǎn)年均降水量為190～520 mm，5—9月汛期降水量占全年降水量的76%～82%，年均汛期降水量不超過(guò)400 mm；年均氣溫7.2～11.4 ℃，日照充足，日溫差大。土壤類(lèi)型主要有黃綿土、黑壚土、棕壤土、灰鈣土等，以黃綿土分布最廣；土壤透水性、耕性好，但有機(jī)質(zhì)含量低，pH值為7.5～8.5；土壤疏松多孔，顆粒組成以細(xì)砂粒和粉粒為主，密度小，抗沖、抗蝕性弱，降水時(shí)極易產(chǎn)生水土流失。植被類(lèi)型多樣，西北部為干旱荒漠草原植被和半干旱草原植被，東南部是半濕潤(rùn)森林草原植被，總體上以干旱、半干旱植被為主，平均植被覆蓋度15%。屬于水力侵蝕類(lèi)型區(qū)西北黃土高原區(qū)甘寧青山地丘陵溝壑區(qū)，土壤侵蝕強(qiáng)度以輕度至中度侵蝕為主，其中坡耕地土壤侵蝕強(qiáng)度以中度至強(qiáng)烈侵蝕為主。

1.2" 梯田建設(shè)現(xiàn)狀

根據(jù)第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)，甘肅省黃土丘陵區(qū)坡度大于5°的坡耕地面積為329.24萬(wàn)hm2。根據(jù)甘肅省2019年水土保持統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，研究區(qū)有各類(lèi)梯田130.25萬(wàn)hm2?！笆奈濉逼陂g，國(guó)家下達(dá)甘肅省坡耕地水土流失綜合治理任務(wù)為1.65萬(wàn)hm2/a，甘肅省計(jì)劃在“十四五”期間新修梯田1.97萬(wàn)hm2/a，其中研究區(qū)新修梯田1.54萬(wàn)hm2/a。2021—2023年，甘肅省已修建梯田5.83萬(wàn)hm2，其中2021年1.85萬(wàn)hm2、2022年1.68萬(wàn)hm2、2023年初步統(tǒng)計(jì)2.30萬(wàn)hm2。

2" 水土流失分析

2.1" 水土流失因素分析

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，梯田建設(shè)造成水土流失的因素主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)和施工方面，坡耕地水土流失綜合治理項(xiàng)目重在項(xiàng)目實(shí)施后的水土保持效果，但對(duì)施工過(guò)程中造成的水土流失防治考慮不足。

1）設(shè)計(jì)方面。由于現(xiàn)行的涉及水土保持項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)報(bào)告、實(shí)施方案編制等內(nèi)容的規(guī)范中，均沒(méi)有涉及梯田施工過(guò)程中水土流失防治措施體系設(shè)計(jì)的規(guī)定，而按照水土保持規(guī)劃實(shí)施的水土保持項(xiàng)目（坡改梯工程、小流域水土流失綜合治理工程）也不編制水土保持方案，因此造成梯田施工時(shí)水土流失防治目標(biāo)、防治措施及其資金來(lái)源均不明確。

2）施工方面主要體現(xiàn)在施工質(zhì)量和施工環(huán)節(jié)。工程質(zhì)量是影響梯田水土保持效益的重要因子［7］，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，甘肅省黃土丘陵區(qū)坡耕地水土流失綜合治理項(xiàng)目在施工期普遍存在梯田埂坎斷面尺寸和壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，建成后不能完全防御設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水的問(wèn)題。施工過(guò)程普遍不是嚴(yán)格按照“定線(xiàn)、清基、筑埂、保留表土、修平田面”［8］的工序進(jìn)行，往往定線(xiàn)、清基后不是先筑埂，而是直接推土修田，田埂最后由推到地邊的土自然堆成，失去了攔蓄徑流泥沙的作用。另外，施工道路也沒(méi)有和永久田間道路緊密結(jié)合，普遍存在隨意開(kāi)辟施工便道的現(xiàn)象，

且施工便道普遍沒(méi)有設(shè)置臨時(shí)截排水措施。受上述因素影響，梯田施工過(guò)程中普遍存在順坡溜土的現(xiàn)象。

2.2" 土壤流失量分析

甘肅省黃土丘陵區(qū)梯田施工過(guò)程中產(chǎn)生的土壤流失量目前沒(méi)有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，考慮梯田建設(shè)時(shí)施工擾動(dòng)特點(diǎn)和工程布置情況，采取《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤流失量測(cè)算導(dǎo)則》（SL 773—2018）中的上方有來(lái)水工程開(kāi)挖面土壤流失量測(cè)算方法，計(jì)算式為

Mky=FkyGkyLkySkyA（1）

Fky=W0.95×104（2）

Gky=0.004e［1.86SIL（1－CLA）］/ρ（3）

Lky=（λ/5）－0.73 （4）

Sky=1.18sin θ+0.10（5）

A=ωλxcos θ×10－4（6）

式（1）～式（6）中參數(shù)的含義及取值見(jiàn)表1。其中，單寬來(lái)水量（W）為1 m寬來(lái)水面上的施工期徑流量，因研究區(qū)梯田建設(shè)一般在秋收后10月開(kāi)始、翌年4月底前完工，因此降水量按照施工期間平均值88 mm計(jì)算，參考《甘肅省小流域水土流失綜合防治工程建設(shè)技術(shù)規(guī)程》（DB62/T 346—1994），徑流系數(shù)取0.68，來(lái)水面取調(diào)查均值；粉粒含量（SIL）為粒徑0.002～0.050 mm的粉粒含量；黏粒含量（CLA）為粒徑＜0.002 mm的黏粒含量；土壤密度（ρ）取研究區(qū)平均土壤密度；坡度（θ）取研究區(qū)坡耕地平均坡度；寬度（ω）取單寬1 m；坡長(zhǎng)（λx）取研究區(qū)坡改梯平均坡長(zhǎng)。

經(jīng)計(jì)算，得出甘肅省黃土丘陵區(qū)梯田建設(shè)在非汛期施工可能產(chǎn)生的土壤流失量為24.59 t/hm2，按照“十四五”新修梯田1.54萬(wàn)hm2/a計(jì)算，則每年梯田施工期間可能產(chǎn)生的土壤流失量為37.87萬(wàn)t；若梯田施工期在汛期，則可能產(chǎn)生的土壤流失量達(dá)到103.64 t/hm2，是非汛期的4.2倍，說(shuō)明工期選擇對(duì)控制梯田施工造成的水土流失至關(guān)重要。

3" 防治對(duì)策

根據(jù)水土流失分析結(jié)果，主要從工程設(shè)計(jì)、施工、管理方面提出防治對(duì)策。

1）工程設(shè)計(jì)。甘肅省黃土丘陵區(qū)坡耕地水土流失綜合治理項(xiàng)目在可行性研究、初步設(shè)計(jì)、實(shí)施方案編制等前期工作階段，要將梯田施工期水土流失防治納入整體設(shè)計(jì)中，在主體工程設(shè)計(jì)中增加梯田水土流失防治專(zhuān)章，明確水土流失防治目標(biāo)、施工擾動(dòng)范圍、水土流失預(yù)防和治理措施體系及具體設(shè)計(jì)、防治資金來(lái)源等。

2）施工。在招投標(biāo)文件和施工合同中明確施工單位的水土保持責(zé)任，規(guī)范施工行為。一是嚴(yán)格控制工期，按照設(shè)計(jì)工期完成全部建設(shè)內(nèi)容。二是嚴(yán)格按照施工期水土流失防治要求施工，認(rèn)真落實(shí)水土流失防治措施。三是嚴(yán)禁亂開(kāi)施工道路，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工道路行車(chē)。由于梯田工程施工的特殊性，因此控制了施工道路也就基本上控制了梯田施工擾動(dòng)范圍。四是嚴(yán)格按照規(guī)定的工序施工，以確保埂坎施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3）管理。建議各級(jí)水行政主管部門(mén)加強(qiáng)對(duì)梯田施工的全過(guò)程監(jiān)管，除加強(qiáng)對(duì)梯田主體工程的督查外，還要加強(qiáng)對(duì)施工期水土流失風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的監(jiān)管和水土流失防治效果的驗(yàn)收，將梯田建設(shè)水土流失防治目標(biāo)納入驗(yàn)收指標(biāo)中。

4" 結(jié)論

1）坡改梯工程需全面開(kāi)挖擾動(dòng)、重塑微地貌，造成施工區(qū)原植被損毀，地表大面積裸露，加之施工區(qū)位于梁峁溝坡，下墊面疏松易蝕，施工過(guò)程中極易造成嚴(yán)重的水土流失，尤其是汛期施工可能產(chǎn)生的土壤流失量是非汛期的4.2倍，但目前對(duì)施工過(guò)程中造成的水土流失防治考慮不足。

2）為充分發(fā)揮梯田建設(shè)成果，減少修筑過(guò)程中的水土流失，建議從工程設(shè)計(jì)、施工、管理方面進(jìn)行全過(guò)程防治。將施工期水土流失防治納入梯田建設(shè)工程整體設(shè)計(jì)中，增加施工期水土流失防治專(zhuān)章；將水土保持措施與梯田主體工程同步實(shí)施，加強(qiáng)全過(guò)程監(jiān)管，開(kāi)展施工期水土流失風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的監(jiān)管；將水土流失防治目標(biāo)納入驗(yàn)收指標(biāo)中。

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收稿日期： 2024-03-14

基金項(xiàng)目： 甘肅省水利科學(xué)試驗(yàn)研究及技術(shù)推廣項(xiàng)目（甘水建管發(fā)〔2020〕46-10，甘水建管發(fā)〔2021〕71）

第一作者： 張曉虹（1970—），女，安徽長(zhǎng)豐人，正高級(jí)工程師，學(xué)士，主要從事水土保持與林業(yè)生態(tài)工作。

通信作者： 楊靖文（1969—），男，甘肅武山人，正高級(jí)工程師，學(xué)士，主要從事水土保持工作。

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（責(zé)任編輯" 張緒蘭）