付興盛,羅萬福,龍啟林,劉志福,仁青卓瑪
(湟源縣水務(wù)局,青海湟源812100)
湟源縣位于青海省東部黃土高原與青藏高原的交接地帶,轄9個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),10個(gè)社區(qū)、146個(gè)行政村,總?cè)丝?3.5萬人,其中農(nóng)業(yè)人口10.62萬人。全縣土地面積1 509 km2,水土流失面積1 008.3 km2,耕地面積17 184 hm2(梯田12 695 hm2,坡耕地4 489 hm2)。氣候?qū)俑咴箨懶约撅L(fēng)氣候,春季干旱多風(fēng),夏季溫涼多雨,秋季陰濕,冬季寒冷。多年平均降水量409.8 mm,最大年降水量614.4 mm(1967年),最小年降水量252.5 mm(1966年),多年平均汛期(6—9月)降水量352.4 mm,約占年降水量的86%,春冬季降水量不足年均降水量的15%,年平均暴雨數(shù)2次。洪澇災(zāi)害是本縣的主要災(zāi)害之一,據(jù)記載自1898年至2001年,104年間共發(fā)生洪水22次,均造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失[1]。從2001年至2010年,10年內(nèi)共發(fā)生洪水4次,呈頻發(fā)趨勢(shì)[2]。
2010年7月6日夜,位于縣城南部的波航、寺寨、大華、和平4鄉(xiāng)遭雷雨冰雹襲擊,暴發(fā)山洪泥石流。縣氣象局資料顯示:冰雹型暴雨于當(dāng)晚22時(shí)40分開始,至次日凌晨0時(shí)15分結(jié)束;縣城實(shí)測(cè)降水量52 mm,歷時(shí)95 min,暴雨峰值持續(xù)25 min。災(zāi)后縣氣象局實(shí)地調(diào)查,以村民家中放置在院內(nèi)空曠地帶閑置的不同盛水器皿所承接的雨水推算,波航鄉(xiāng)石崖灣村和寺寨鄉(xiāng)草原村是這次暴雨的中心,當(dāng)晚降水量分別為111和113 mm,最大降雨強(qiáng)度71.4 mm/h,強(qiáng)降水引發(fā)山洪泥石流。
此次山洪泥石流造成全縣4鄉(xiāng)受災(zāi)。4鄉(xiāng)絕大多數(shù)村交通、通信、供水、供電等基礎(chǔ)設(shè)施癱瘓,共10 900戶54 662人受災(zāi),13人遇難、2人失蹤,1 707戶房屋進(jìn)水,853戶房屋成危房,受災(zāi)農(nóng)田5 800 hm2,損失牲畜5 400頭(只);青藏鐵路和315國道也受到不同程度的沖擊。山洪泥石流肆虐,不僅抗洪搶險(xiǎn)代價(jià)巨大,而且災(zāi)后恢復(fù)重建速度緩慢、難度大、代價(jià)高。如今洪災(zāi)已經(jīng)過去了一年,部分災(zāi)民還居住在帳篷或租借的房屋內(nèi)。
災(zāi)害帶給人們無比的傷痛,痛定思痛,怎樣才能防止山洪泥石流的發(fā)生或最大限度地減輕其災(zāi)害程度呢?尋求防災(zāi)減災(zāi)的辦法,為政府部門提供決策依據(jù),是水保工作者的職責(zé)所在,為此我們進(jìn)行了災(zāi)情調(diào)查研究。調(diào)查中發(fā)現(xiàn),波航溝和寺寨溝兩條小流域面積相差不大,自然條件相近,在相同的暴雨條件和相似的經(jīng)營方式下,形成的山洪泥石流的規(guī)模和造成的危害程度卻迥然不同,前者輕微,后者嚴(yán)重。兩條小流域基本條件大致相同,在同一時(shí)段產(chǎn)生的山洪泥石流卻為何在規(guī)模和成災(zāi)程度上形成極大反差?帶著這個(gè)問題,在災(zāi)情調(diào)查時(shí),我們著重對(duì)兩條小流域進(jìn)行了認(rèn)真的實(shí)地調(diào)查和分析。分析認(rèn)為:兩條小流域在自然植被、水土保持綜合治理程度和人為擾動(dòng)自然的程度上存在很大差異,導(dǎo)致了兩條小流域成災(zāi)程度的明顯不同。
(1)社會(huì)情況。兩條流域行政上各隸屬于1個(gè)鄉(xiāng),具體情況見表1。
表1 兩條流域社會(huì)情況
(2)自然狀況。兩條流域主溝道均有常流水,具體情況見表2。
(3)土地利用結(jié)構(gòu)。波航溝流域農(nóng)業(yè)用地1 392.4 hm2(其中梯田928.0 hm2,坡地464.4 hm2),其他用地387.8 hm2,占流域面積的4.8%。寺寨溝流域農(nóng)業(yè)用地1 490.2 hm2(其中梯田282.7 hm2,坡地1 207.5 hm2),其他用地 1 322.8 hm2,占流域面積的13.5%。具體情況見表3。
表2 兩條流域自然狀況
表3 兩條流域土地利用結(jié)構(gòu)情況
從以上的基本資料不難看出,兩條小流域基本情況相近,然而在侵蝕模數(shù)、土地利用結(jié)構(gòu)上差別較大。
只統(tǒng)計(jì)了山洪泥石流造成的損失,冰雹災(zāi)害損失不計(jì)其中。
“7·6”洪災(zāi)中,波航溝流域僅有納隆村斷水,波航村因2根電線桿被沖毀而斷電。全流域沖毀道路350 m,進(jìn)水24戶,造成危房8戶,沖毀農(nóng)田24 hm2,損失牲畜185頭(只)。流域內(nèi)僅8條支溝形成泥石流,在與主溝道交匯處較開闊地帶形成沖積物堆積,總量約1.5萬m3。
寺寨溝流域13個(gè)村全部不同程度受災(zāi),8個(gè)村斷電斷水、道路不通,2個(gè)村斷電,3個(gè)村斷水。全鄉(xiāng)沖毀道路1.8 km,靠近溝道的11 km鄉(xiāng)村公路幾乎全部被泥沙和亂石不同程度地掩埋,沖毀掩埋防洪堤1.4 km、農(nóng)田120 hm2、房屋46戶,進(jìn)水520戶,造成危房380戶,4人遇難,1人失蹤,損失牲畜2 300頭(只)。流域內(nèi)長300 m以上的溝道均發(fā)生泥石流,災(zāi)后沖積堆積物從流域主溝道中部到與湟水河的交匯處12 km范圍內(nèi)到處皆是,估算堆積物總量有45萬m3。
此次山洪泥石流對(duì)寺寨溝流域造成的危害極其嚴(yán)重,波航溝流域相對(duì)較輕。
(1)高山草甸和高山灌叢草甸植被。該植被分布在海拔3 000 m以上區(qū)域,是高海拔地區(qū)特有的植被群落。由于海拔高、溫度低、土壤濕度大,草本植物多為蒿草、苔草,草類地上部分長得并不高,高度在1~5 cm,但密度極大,土壤表層根系密集,固土性強(qiáng);灌叢植物多為金露梅、高山柳,地上部分高10~30 cm,簇生在草本植物中。這兩類植被蓋度都在60%以上,而在不發(fā)生暴雨的情況下,56.5%的蓋度即屬于有效蓋度[3]。兩類植被水土保持作用很強(qiáng),一般不形成沖刷,在此次暴雨后的調(diào)查中也未見明顯沖刷痕跡;但自然修復(fù)能力很弱,一旦破壞就很難恢復(fù),應(yīng)加以保護(hù)。這兩類植被在波航溝流域和寺寨溝流域的分布面積分別為328和198 hm2,波航溝流域比寺寨溝流域多130 hm2,波航溝明顯優(yōu)于寺寨溝,而且調(diào)查發(fā)現(xiàn)寺寨溝這兩類植被遭破壞嚴(yán)重,面積有逐漸萎縮的趨勢(shì)。
(2)天然次生林。沒有經(jīng)過人為干擾的原始森林比人工林具有特殊的水土保持作用[4]。因?yàn)樘烊涣侄疾皇羌兞址N,有喬、灌、草三個(gè)層次。當(dāng)然,有很厚枯枝落葉層的原始森林可以更好地涵養(yǎng)水源,保持水土,起到緩洪減沙的作用[4]。波航溝流域有天然次生林988 hm2,寺寨溝流域有963 hm2,波航溝流域比寺寨溝流域多25 hm2。
其實(shí)山洪泥石流就是水土流失“慢性病”在特定條件下的“急性發(fā)作”。一次降雨的產(chǎn)流與降雨量、歷時(shí)、強(qiáng)度、雨型等特性有關(guān),也與流域的土壤、植被、地形、土壤含水量、地下水位等因素有關(guān)。在降雨因素相同的條件下,流域的水土保持綜合治理程度對(duì)抵御災(zāi)害起著決定性作用[5]。
3.2.1 坡面綜合治理對(duì)山洪泥石流的影響
(1)生態(tài)修復(fù)工程。生態(tài)修復(fù)工程使小流域內(nèi)植被大面積恢復(fù),生態(tài)環(huán)境明顯好轉(zhuǎn),土壤侵蝕總量減少,水土流失得到基本控制,蓄水能力增強(qiáng)[6]。波航溝流域于2000年實(shí)施了生態(tài)修復(fù)工程,實(shí)現(xiàn)全流域休牧,使自然植被得到極大的修復(fù),流域內(nèi)4 328.7 hm2草地中蓋度達(dá)不到有效蓋度的2 885 hm2荒坡通過自然修復(fù)和人工輔助補(bǔ)植,其中有2 008 hm2植被蓋度超過56.5%;而寺寨溝流域沒有采取過類似的生態(tài)修復(fù)措施,5 012 hm2荒坡草地植被處于退化和沙化狀態(tài),嚴(yán)重退化、沙化的有1 670 hm2。
(2)退耕還林還草工程。退耕還林還草是近年來大力推行的一項(xiàng)重要的水土保持措施,退耕還林還草后坡耕地常年有植被保護(hù),蓋度達(dá)到有效蓋度時(shí),一般非暴雨情況下幾乎不產(chǎn)生侵蝕,同時(shí)還為畜牧業(yè)發(fā)展提供了飼草料。波航溝流域退耕坡耕地350 hm2,寺寨溝流域退耕215 hm2,波航溝比寺寨溝多退耕135 hm2。
(3)水保林工程。許多試驗(yàn)資料表明,喬、灌、草多種植被組合的林分,其水土流失量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于純林。因此,營造水保林必須堅(jiān)持喬、灌、草多種植被組合,力求達(dá)到最佳的水土保持效果。波航溝流域近年來一直實(shí)施小流域水土保持綜合治理,共營造水保林286 hm2;而寺寨溝流域沒有進(jìn)行過系統(tǒng)的小流域綜合治理,其人工林分為純林,單一性強(qiáng),水土保持效果不佳。
(4)坡改梯工程。梯田能攔蓄雨水,使降水達(dá)到有效利用,提高作物單產(chǎn),還能改善生產(chǎn)條件,實(shí)現(xiàn)機(jī)械化耕作,節(jié)省勞力,降低勞動(dòng)成本。它不僅是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和作物產(chǎn)量的農(nóng)業(yè)措施,而且是一項(xiàng)水土保持功能極強(qiáng)的水保措施,能截短坡長,增大降水的地面入滲,有效阻滯形成坡面徑流,從而起到很好的水土保持作用。同時(shí),梯田提高作物單產(chǎn)也為退耕還林措施的落實(shí)提供了保證。波航溝流域經(jīng)多年實(shí)施坡改梯,共有梯田928 hm2;而寺寨溝流域僅有“學(xué)大寨”時(shí)期修的標(biāo)準(zhǔn)較低的梯田282.7 hm2。
3.2.2 溝道治理工程對(duì)山洪泥石流的影響
(1)谷坊工程。谷坊具有固定溝床,抬高溝道侵蝕基準(zhǔn),防止溝底下切、溝岸擴(kuò)張的作用,在新建初期還具有緩洪攔沙的作用。波航溝流域建有漿砌石谷坊85座,而寺寨溝流域僅有15座。災(zāi)后調(diào)查發(fā)現(xiàn),在有谷坊的溝道特別是形成谷坊群的溝道中,基本沒發(fā)生溝岸崩坍?dāng)U張、溝底下切和溝頭前進(jìn)的現(xiàn)象,而沒有谷坊或形不成谷坊群的溝道溝岸崩塌擴(kuò)張、溝道下切和溝頭前進(jìn)較明顯。寺寨溝流域主溝道上游溝岸平均擴(kuò)張2 m、溝底下切1 m,溝口部分形成淤積,溝道被填滿;寺寨溝的支溝直巴溝,溝底下切最厲害,深達(dá)3 m多,溝岸擴(kuò)張平均5 m,溝頭前進(jìn)達(dá)到了35 m。
(2)淤地壩攔蓄工程。建設(shè)控制性的攔蓄工程,可讓工程在攔泥的同時(shí)蓄積汛期洪水,改變流域水資源的時(shí)空分布,變短歷時(shí)的洪水為可控制利用的水資源,保護(hù)下游區(qū)不受洪水危害。波航溝流域2007年實(shí)施了淤地壩壩系工程,共建淤地壩28座,其中骨干壩5座、中型壩4座(土壩2座、漿砌石重力壩2座)、小型壩19座(均為漿砌石重力壩),壩系控制面積35 km2,占流域總面積的43%,總庫容469.11萬 m3,其中滯洪庫容250.18萬m3、攔泥庫容318.93萬m3。災(zāi)后調(diào)查估算,波航溝壩系工程在“7·6”洪災(zāi)中共攔蓄泥沙25萬m3,起到了攔泥緩洪錯(cuò)峰的良好效果,減小了波航溝流域山洪泥石流規(guī)模,對(duì)減輕災(zāi)害起到了關(guān)鍵性的作用。寺寨溝流域沒有攔泥緩洪的控制性工程,這也是“7·6”洪災(zāi)中該流域?yàn)?zāi)害程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于波航溝流域的最重要原因。
3.2.3 溝道防洪工程對(duì)山洪泥石流的影響
溝道防洪堤可有效調(diào)節(jié)山洪泥石流流向,使洪流歸槽,控制山洪泥石流不形成漫流危害,是防止和減輕山洪泥石流災(zāi)害的最后一道防線。波航溝流域2009年實(shí)施世行貸款小流域綜合治理項(xiàng)目,在流域溝口部分的溝道修建了高標(biāo)準(zhǔn)防洪堤3.5 km,有效地阻止了“7·6”山洪泥石流形成漫流危害;而寺寨溝流域由于形成的山洪泥石流規(guī)模大,超出溝口僅有的1.5 km防洪堤的設(shè)防能力,防洪堤被沖毀或淤埋,未能起到控制和導(dǎo)流作用,致使山洪泥石流在流域溝口地帶形成大規(guī)模漫流,沖積物大量堆積,因此寺寨溝流域在這個(gè)地帶受災(zāi)最重。
當(dāng)?shù)厝罕姙榱吮苊馔环N作物在一片坡耕地上連續(xù)種植造成作物對(duì)某些元素的過度吸收,使部分特定肥力下降,導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降,每年都將部分坡耕地休耕一年,當(dāng)?shù)亟行?。這種暫時(shí)不種的坡耕地,汛期由于沒有作物的保護(hù),水土流失極其嚴(yán)重,土壤侵蝕強(qiáng)度往往達(dá)到極強(qiáng)烈。歇地?fù)p失了肥沃的表土,同時(shí)使耕作土壤加速變薄,有的坡耕地幾度歇地后,表土流失殆盡,砂礫化嚴(yán)重,不得不棄耕,從而造成坡耕地棄耕越來越多、砂礫化面積越來越大的惡性循環(huán),加劇了水土流失。
近年來由于波航溝流域內(nèi)一直進(jìn)行水土保持綜合治理,通過治理和宣傳,群眾認(rèn)識(shí)到了歇地的危害,現(xiàn)已摒棄了這種陋習(xí)。而寺寨溝流域每年還有約81 hm2坡耕地輪流歇地,因土壤流失變薄、砂礫化嚴(yán)重而棄耕的坡耕地就有42 hm2。
森林具有涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)徑流、固土防蝕的功能[7]。然而,全墾造林意味著對(duì)保持水土十分重要的草、灌植被遭到毀滅性破壞,因此每到造林后的第一個(gè)雨季,松散的表土隨洪水俱下,往往導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失。據(jù)專家估算,全墾造林后第一年水土流失強(qiáng)度在強(qiáng)烈以上,侵蝕模數(shù)在8 000 t/(km2·a)以上,需3 年才能轉(zhuǎn)為輕度[8]。
波航溝流域685.1 hm2人工林中有548 hm2為喬、灌、草結(jié)合的水保林種,占人工林的80%;寺寨溝流域824 hm2人工林中水保林僅占20%,只有164.8 hm2,其余659.2 hm2人工林均為純林,且林齡結(jié)構(gòu)失調(diào),其中幼林地面積占64%以上,不具備有效的水土保持功能。
新中國建立以來,特別是20世紀(jì)50、60年代的“向荒山要糧”,80年代的“林權(quán)更替”,引起大規(guī)模亂墾、亂伐,造成水土流失加劇、生態(tài)環(huán)境惡化的情況有目共睹[9]。在缺乏導(dǎo)向和必要的行為規(guī)范的情況下,必然導(dǎo)致大量農(nóng)墾、亂砍濫挖和過度放牧,在土地表層粗化、沙化而被放棄之后,更大規(guī)模的惡性循環(huán)又將開始[5]。
波航溝流域開荒棄耕地通過實(shí)施生態(tài)修復(fù)工程,植被得到有效恢復(fù);而寺寨溝流域開荒棄耕地依然可見,開荒棄耕地植被達(dá)不到有效蓋度的估計(jì)有100 hm2以上。
當(dāng)?shù)仄赂卮蠖紴橐坏匾婚g(間:上下坡耕地中間的自然草坡),間是用來挖草皮燒灰當(dāng)肥料用的,逐年采挖,間地挖完了就另找草皮挖,使坡面原有植被遭到嚴(yán)重破壞,保土保水能力喪失。1982年時(shí)任中共中央總書記的胡耀邦來青海視察,經(jīng)過日月山時(shí)發(fā)現(xiàn)了這一破壞生態(tài)的嚴(yán)重問題,后責(zé)成有關(guān)部門出臺(tái)政策下令禁止。然而挖過草皮的地塊植被恢復(fù)緩慢,痕跡依然清晰可見。
波航溝流域通過實(shí)施生態(tài)修復(fù)工程,挖過草皮的地類植被得以恢復(fù),但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如原有植被蓋度高;寺寨溝流域挖過草皮的地類仍然荒禿,植被達(dá)不到有效蓋度的達(dá)420 hm2。
農(nóng)村實(shí)行生產(chǎn)責(zé)任制初期大量勞力閑置,為了耕田的需要和發(fā)家致富,農(nóng)民盲目擴(kuò)大牲畜養(yǎng)殖,使牲畜量猛增,比集體經(jīng)營時(shí)普遍增加3~5倍。牲畜量的增加導(dǎo)致過度放牧、草場(chǎng)退化、坡面沙化,水土流失加劇。
波航溝流域通過實(shí)施生態(tài)修復(fù)工程,政府下令休牧,減少了牲畜量,實(shí)現(xiàn)了舍飼圈養(yǎng);寺寨溝流域牲畜仍然實(shí)行放養(yǎng)。
采礦不僅使山(巖)體受到破壞,增加了不穩(wěn)定隱患,而且產(chǎn)生的大量棄渣就近散亂堆放在坑口的溝谷及斜坡地帶,使原本就狹窄的排水溝道被擠占,影響了自然排洪,并成為泥石流形成的重大隱患[10]。
波航溝流域在實(shí)施小流域治理時(shí)關(guān)停了流域內(nèi)僅有的2個(gè)采石場(chǎng),清理了溝道棄渣,固定堆放在指定地點(diǎn),在“7·6”洪災(zāi)中沒形成棄渣下泄;寺寨溝流域有采石、采礦場(chǎng)3個(gè),目前還在生產(chǎn),“7·6”洪災(zāi)發(fā)生前3個(gè)場(chǎng)點(diǎn)都有不同程度的傾倒棄渣侵占溝道現(xiàn)象,洪災(zāi)時(shí)溝道棄渣被洪水裹挾下泄,導(dǎo)致山洪泥石流加劇。
從波航溝、寺寨溝兩條流域在“7·6”洪災(zāi)中成災(zāi)程度的對(duì)比分析認(rèn)為:波航溝流域自然植被、水土保持綜合治理程度都優(yōu)于寺寨溝流域,人為擾動(dòng)自然的程度低于寺寨溝流域,人為擾動(dòng)的負(fù)面影響通過后來的治理明顯得到改善;而寺寨溝流域不僅沒得到改善,還有進(jìn)一步加劇的趨勢(shì)。簡而言之,波航溝流域水土流失程度比寺寨溝流域輕,因此“7·6”洪災(zāi)中在同一特性暴雨條件下,形成的山洪泥石流危害波航溝流域遠(yuǎn)比寺寨溝流域輕微。
一次較大規(guī)模的泥石流所造成的直接和間接損失是相當(dāng)巨大的,不但使多年來的建設(shè)成果毀于一旦,還造成一個(gè)個(gè)鮮活生命的喪失,帶給失去親人的人們無法撫平的傷痛。在目前的科學(xué)技術(shù)條件下,我們還管不了天要下雨的事,汛期洪水還會(huì)年年有,但從主觀人為因素上看,許多自然災(zāi)害之所以嚴(yán)重,無不包含著人類自己埋下的禍根,人類起到了推波助瀾的作用。因此,只要我們敬畏自然,尊重自然,不做違背客觀規(guī)律的事情和搞人為破壞,就能避免大自然的懲罰和報(bào)復(fù)。我們可以利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),以小流域?yàn)閱卧?,因害設(shè)防、因地制宜,治溝和治坡相結(jié)合,實(shí)施溝坡兼治,工程措施和生物措施相結(jié)合,增加溝道防護(hù)攔蓄工程和坡面植被,防止草場(chǎng)退化、沙化;大力宣傳和認(rèn)真貫徹執(zhí)行水土保持法、森林法、草原法等一系列法律法規(guī),禁止亂砍濫伐,用法律規(guī)范人們的行為,達(dá)到綜合治理科學(xué)、開發(fā)建設(shè)有序。因此,加大投資力度,狠抓小流域水土保持綜合治理,是遏制山洪泥石流的根本措施,是減災(zāi)防災(zāi)最有效的途徑,勢(shì)在必行。
[1]湟源縣志編纂委員會(huì).湟源縣志[M].西安:陜西人民出版社,1993.
[2]湟源水務(wù)志編纂委員會(huì).湟源水務(wù)志[M].北京:中國文史出版社,2010.
[3]郭忠升.水土保持植被建設(shè)中的三個(gè)蓋度:潛勢(shì)蓋度、臨界蓋度和有效蓋度[J].中國水土保持,2000(4):30-31.
[4]郭廷輔.水土保持是江河防洪體系建設(shè)的重要組成部分[J].中國水土保持,1998(11):1-4.
[5]田磊.論青海江河源區(qū)的水土保持生態(tài)建設(shè)[J].中國水土保持,2001(12):19-20.
[6]童成軍.陳家磨小流域生態(tài)修復(fù)的實(shí)踐與思考[J].中國水土保持,2010(11):29-31.
[7]史立人.水土保持是江河治理的根本[J].中國水土保持,1998(11):13-16.
[8]曾大林,蒲朝勇.湘贛兩省水土保持工作調(diào)查報(bào)告[J].中國水土保持,1998(11):7-10.
[9]謝永生.從’98洪災(zāi)看洞庭湖、鄱陽湖流域水土保持問題[J].中國水土保持,1999(3):24-26.
[10]邢永強(qiáng).小秦嶺地區(qū)泥石流發(fā)生趨勢(shì)研究[J].中國水土保持,2007(8):20-23.