位山引黃灌區(qū)沉沙高地的水土流失治理

楊成忠，崔紹峰

(1．聊城市水利勘測設(shè)計院，山東聊城252061;2．聊城市水利局，山東聊城252061)

位山灌區(qū)是黃河中下游地區(qū)最大的引黃灌區(qū)，始建于1958年，1962年停灌，1970年復灌。灌區(qū)設(shè)計灌溉面積36 萬hm2，引水能力為240 m3/s，惠及山東省聊城市東昌府、臨清、茌平、高唐、東阿、冠縣、陽谷及聊城經(jīng)濟開發(fā)區(qū)8 個縣(市、區(qū))的85個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))全部或部分耕地，受益耕地占聊城市耕地總面積的55%。與其他引黃灌區(qū)一樣，位山灌區(qū)也存在著引黃必引沙的問題。灌區(qū)復灌40 多年來，大量泥沙堆積在輸水渠道兩側(cè)和沉沙池，形成高于地面7～15 m 的沉沙高地14．87 km2，土壤侵蝕模數(shù)在3 000 t/(km2·a)左右，以風力侵蝕和水力侵蝕為主。沉沙高地的泥沙逐年增加造成區(qū)域生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，直接威脅到區(qū)域內(nèi)人民群眾的生產(chǎn)生活環(huán)境。為了減少區(qū)域內(nèi)水土流失危害，促進區(qū)域內(nèi)群眾生活水平提高，治理、開發(fā)引黃沉沙高地已成為灌區(qū)亟待解決的問題。

1 治理沉沙高地的意義

位山灌區(qū)沉沙高地的治理與開發(fā)對其他引黃灌區(qū)具有較好的示范與借鑒作用，在防治區(qū)域水土流失、增加耕地面積、增加農(nóng)民收入、縮小區(qū)域收入差距、構(gòu)建和諧社會等方面意義重大。第一，沉沙高地治理有利于區(qū)域生態(tài)環(huán)境的恢復，通過在沉沙高地區(qū)域?qū)嵤┕こ檀胧┖椭参锎胧?，可以改變沉沙高地高低不平、土壤不實、跑水跑肥等狀況，具有顯著的保水保肥、減少水土流失的作用。第二，通過沉沙高地治理可以增加當?shù)乜衫猛恋刭Y源，有利于提高群眾的經(jīng)濟收入，逐漸縮小池區(qū)內(nèi)外群眾的收入差距，有利于和諧社會的構(gòu)建。第三，沉沙高地的治理既可滿足灌區(qū)自身引黃灌溉的需要又能保證引黃入衛(wèi)、引黃濟津等跨流域調(diào)水的實施，對促進津、冀兩省市的經(jīng)濟發(fā)展具有積極作用。

2 位山沉沙高地水土流失治理模式

根據(jù)位山灌區(qū)沉沙高地獨特的地形、地貌及當?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活習慣，水利部海河水利委員會牽頭于2009年6月至2010年1月完成了“聊城位山引黃灌區(qū)水沙綜合治理模式研究”課題。課題研究期間，項目組成員深入灌區(qū)沉沙池及輸水干渠進行實地調(diào)查，在總結(jié)以往灌區(qū)沉沙高地治理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上提出了具體的治理方案，根據(jù)研究成果2009年9月水利部海河水利委員會、聊城市水利局及東阿縣水務局等單位在位山灌區(qū)東沉沙高地王小樓村附近選取一40 hm2地塊進行了典型治理，經(jīng)過1年多的運行治理效果已初步顯現(xiàn)，為引黃灌區(qū)沉沙高地水土流失治理提供了示范樣板。

2．1 高地邊坡治理

灌區(qū)輸沉沙池區(qū)經(jīng)過多年的清淤棄沙，已形成高于地面7～15 m 的高地，這些高地邊界處的棄土邊坡坡比多為1 ∶1～1∶1．5。由于清淤棄土沙粒粗、密實性差、離散性強，在風力和水力作用下高地邊坡易坍塌形成溝壑，對周邊農(nóng)田及水利設(shè)施危害較大。根據(jù)高地邊緣邊坡較陡、植被較少、普通植被較難成活的實際，治理中主要選擇根系發(fā)達、耐旱耐瘠耐寒的植物品種，并注意喬木和灌木合理搭配。具體治理方法為:①種樹前先開挖魚鱗坑，坑深1 m 左右，內(nèi)施農(nóng)家肥。②喬木樹種選擇刺槐、速生楊，灌木選用紫穗槐、檸條等。③刺槐、速生楊種植間距為1．5 m×1．5 m，紫穗槐、檸條等灌木種植間距為1．0 m×1．0 m，見圖1。

圖1 高地邊坡治理模式示意

2．2 高地治理

沉沙高地的治理可分為防護林帶建設(shè)和林(果)糧(牧)間作兩種模式。

2．2．1 防護林帶建設(shè)模式

防護林對風沙有著明顯的減速作用，具有防風固沙、防治水土流失、維護生態(tài)平衡等作用。根據(jù)當?shù)刂黠L向及地形等條件，灌區(qū)輸沉沙池區(qū)防風林主要分布在沉沙池區(qū)的南部、北部及輸水渠兩岸高地。防護林建設(shè)的具體做法是:①樹種選擇。項目區(qū)適宜種植的木本植物達數(shù)百種，其中可供造林選用的有幾十種，主要為油松、側(cè)柏、刺槐、楊樹、柳樹、泡桐、榆樹、臭椿、香椿、檸條、沙棘、紫穗槐、花椒、桑樹、杏樹等。按照“適地適樹”的原則和當?shù)囟嗄甑脑炝纸?jīng)驗，項目建設(shè)選用生長快、適應性強、效益高的速生楊為主要造林樹種。為避免樹種單一發(fā)生病蟲害，間種刺槐、泡桐、臭椿等樹種。為達到立體種植、高矮搭配，在高大喬木間種植耐旱、固沙并具有良好飼料和綠肥等價值的灌木品種，如檸條、紫穗槐等。②高地平整后，先挖坑，樹坑規(guī)格為0．8 m×0．8 m×1．0 m(長×寬×深)，坑底施農(nóng)家肥。③喬木種植平均株行距為3．0 m×3．0 m，在行間種植灌木紫穗槐或檸條，株距1．0 m。④后期撫育。造林后撫育管理中不要對樹下地面進行光面整理，要盡量保持原有植被狀況，盡量不擾動原地表。防護林帶建設(shè)模式見圖2。

圖2 防護林帶建設(shè)模式示意

2．2．2 林(果)糧(牧)間作模式

該模式的特點是在高大喬木和果樹(幼果期)之間種植經(jīng)濟作物(如苜蓿、枸杞等)、無公害蔬菜、瓜果及糧食作物。喬木、果樹可提供薪材、木材及各種水果，為造紙、木材加工、人造板材及果品加工儲存等產(chǎn)業(yè)提供原料，能收到可觀的經(jīng)濟效益，同時具有防風固沙、涵養(yǎng)水源、抗御自然災害等生態(tài)效益。喬木、果樹間種植的苜蓿、枸杞、黃花菜及其他糧食作物，可以增加群眾收入，促進區(qū)內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展。具體治理做法為:①樹種選擇。高大喬木樹種選用速生毛白楊、香椿、泡桐等，果樹選黃金梨、紅富士蘋果等，樹木郁閉前間種苜蓿、枸杞、糧食等作物。②樹坑規(guī)格為0．8 m×0．8 m×1．0 m(長×寬×深)，坑底施農(nóng)家肥。③種植間距。喬木平均株行距為3．0 m×5．0 m，果樹為4．0 m×4．0 m，郁閉前在行間種植苜蓿、枸杞和其他糧食作物。

本模式屬于間作立體種植，要想取得較好的經(jīng)濟效益必須加強撫育管理，具體管理中要掌握好以下幾點:一是及時松土除草;二是修枝抹芽定干;三是適時增施水肥;四是及時防治病蟲害;五是對中老齡樹木進行更新復壯。該治理模式見圖3。

圖3 林(果)糧(牧)間作模式示意

3 效益分析

3．1 生態(tài)效益

位山灌區(qū)輸沉沙區(qū)通過綜合治理，有效地遏制了土地沙化、環(huán)境惡化趨勢，減輕了風沙危害，改善了生態(tài)環(huán)境，提高了抵御自然災害的能力。沉沙高地經(jīng)過土地平整、土壤改良、完善田間工程配套和林網(wǎng)林帶建設(shè)、栽培林木、種植林果，植被覆蓋率大大提高，防風固沙能力顯著增強，土壤侵蝕大為減少。

3．2 社會效益

位山灌區(qū)輸沉沙區(qū)通過綜合治理，生產(chǎn)生活條件顯著改善，增加了群眾收入，使群眾得以安居樂業(yè)。同時，輸沉沙區(qū)沉沙條件得到改善，緩解了灌區(qū)泥沙處理的矛盾，有利于區(qū)內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展和跨省調(diào)水的順利實施。

3．3 經(jīng)濟效益

隨著治理區(qū)土壤、耕作條件的改善和水利設(shè)施的配套，通過發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，大幅度提高了作物產(chǎn)量。同時，隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，可在高地上培育特色農(nóng)業(yè)和優(yōu)質(zhì)高效經(jīng)濟作物，從而促進畜牧養(yǎng)殖、果品儲藏加工、旅游觀光等行業(yè)發(fā)展。

3．3．1 投資估算

根據(jù)位山灌區(qū)沉沙高地實際情況，高地開發(fā)治理的內(nèi)容主要包括防風林帶建設(shè)、高地邊坡治理、高地平整、土質(zhì)改良、配套水利工程建設(shè)及生產(chǎn)道路建設(shè)。據(jù)估算，灌區(qū)沉沙高地治理共投資12 594 萬元，其中防風林帶建設(shè)及高地邊坡治理819 萬元、高地平整及土壤改良7 656 萬元(未包括間作中果樹、經(jīng)濟林及農(nóng)作物投資)、配套水利工程建設(shè)2 843 萬元、生產(chǎn)道路建設(shè)1 276 萬元，工程建設(shè)投資密度為846．94 萬元/km2，計劃分5年完成治理，年均投資2 518．8 萬元。

3．3．2 效益預測

計劃到2015年底項目建設(shè)完成，使高低不平的沉沙高地得到治理，為農(nóng)作物、經(jīng)濟作物等生長提供基本條件，水利等基礎(chǔ)設(shè)施的配套完善，為高地作物豐產(chǎn)豐收奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)以往高地治理成果分析，高地土壤經(jīng)過2～3年的改良熟化，單位面積收入可達池區(qū)外農(nóng)田的85%左右，治理后高地單位面積年收益約為277．54 萬元/km2。根據(jù)規(guī)劃，治理后灌區(qū)沉沙池區(qū)可形成防風林帶4．58 km2，林(果)糧(牧)間作土地10．29 km2，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益2 855．85 萬元。據(jù)計算，該項目建設(shè)靜態(tài)投資回收期約為9年，效益費用比為1．2 左右。

4 結(jié) 語

通過實施上述治理再加上配套水利、農(nóng)業(yè)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，不僅使位山灌區(qū)沉沙高地生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢得到有效遏制，生態(tài)環(huán)境逐漸得以恢復與改善，而且有助于促進灌區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，為當?shù)亟?jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和逐步實現(xiàn)人口、資源、環(huán)境與社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。