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(浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院,浙江 杭州 310002)
水土流失是中國(guó)頭號(hào)環(huán)境問(wèn)題,嚴(yán)重的水土流失將導(dǎo)致洪澇災(zāi)害頻發(fā)、耕地破壞,山塘水庫(kù)泥沙淤積,給當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重影響,阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。
近年來(lái),根據(jù)浙江省水土保持總體規(guī)劃的要求,按照“山、水、田、林、路綜合治理”的原則,以小流域?yàn)閱卧?,采取“集中連片、規(guī)模治理”的方式,浙江全省各地開(kāi)展了以水土流失防治為主要內(nèi)容的小流域綜合治理工作。本文以臨安市桃源溪小流域水土流失治理工程為例,對(duì)各項(xiàng)治理措施進(jìn)行了總結(jié)分析,以期為全省各地開(kāi)展的小流域綜合治理項(xiàng)目提供參考。
桃源溪小流域位于臨安市中北部,行政隸屬于太陽(yáng)鎮(zhèn),為山桃核種植區(qū)。流域內(nèi)地貌類(lèi)型屬山地丘陵地貌,整體地勢(shì)北高南低,氣候類(lèi)型屬中緯度北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),多年平均降水量1 578 mm,土地利用類(lèi)型以林地為主,土壤類(lèi)型以紅壤為主,植被類(lèi)型屬亞熱帶東部常綠闊葉林區(qū),流域面積71.22 km2,森林覆蓋率約65%。
該流域?yàn)榕R安市2012年度水土流失綜合治理項(xiàng)目區(qū),屬浙江省省級(jí)和臨安市水土流失重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū),流域內(nèi)水土流失類(lèi)型以水力侵蝕為主,流失較為嚴(yán)重,土壤侵蝕強(qiáng)度以輕度~中度為主,局部達(dá)劇烈及以上,現(xiàn)狀土壤侵蝕模數(shù)約為1 200 t/(km2·a)。流域內(nèi)水土流失發(fā)生區(qū)塊主要集中在長(zhǎng)期從事農(nóng)事活動(dòng)的山核桃林,地表徑流長(zhǎng)期沖刷,水土流失較為嚴(yán)重,樹(shù)體倒伏狀況頻出,農(nóng)民山核桃產(chǎn)量逐年減少,迫切需要進(jìn)行治理。
桃源溪小流域綜合治理總體布局堅(jiān)持“以人為本、人與自然和諧相處”的理念;遵循“因地制宜”、“因害設(shè)防”以及“量力而行、集中治理、先易后難”的原則。針對(duì)流域內(nèi)的水土流失區(qū)塊,采取坡面上部生態(tài)修復(fù),坡面中下部生態(tài)治理,溝道生態(tài)保護(hù)等綜合治理方案,共治理水土流失面積34 km2。坡面上部生態(tài)修復(fù)即采用封禁治理措施;坡面中下部生態(tài)治理即采用工程(小型蓄排水工程、谷坊)和林草(水土保持林補(bǔ)植、經(jīng)濟(jì)林套種和種草)措施相結(jié)合的治理方案;溝道生態(tài)保護(hù)措施主要為修建攔沙壩。
臨安市多年平均降雨量為1 578 mm,水熱條件十分優(yōu)越,可對(duì)海拔較高,遠(yuǎn)離村莊、人口相對(duì)較少的林地及荒草地進(jìn)行生態(tài)修復(fù),采取封育治理措施,充分依靠大自然的力量加快植被恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)的改善,以降低區(qū)域土壤侵蝕強(qiáng)度。封育治理根據(jù)山林地實(shí)際情況,采取全年封禁或季節(jié)封禁方式。此外,還可結(jié)合封禁管理,在低效林、疏林中進(jìn)行修枝疏伐,擇優(yōu)選育,促進(jìn)林木生長(zhǎng),加快植被恢復(fù)。
坡面中下部是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)集中的區(qū)域,人為活動(dòng)對(duì)環(huán)境的干擾強(qiáng)烈,自然植被覆蓋度較低,水土流失嚴(yán)重。本項(xiàng)目根據(jù)水土流失成因及特點(diǎn),主要對(duì)疏林地及山核桃林地進(jìn)行治理。
2.2.1水土保持林補(bǔ)植
對(duì)流域內(nèi)疏林地和低效林地,按照適地適樹(shù)原則,采用楊桐和紫穗槐等水土保持林樹(shù)種進(jìn)行補(bǔ)植,增加地表覆蓋,減少地表徑流,減輕山洪泥石流災(zāi)害。水土保持林呈“品”字形栽植,楊桐補(bǔ)植密度為500株/hm2,紫穗槐補(bǔ)植密度為1 000株/hm2,苗木選用1~2年生一級(jí)苗。整地方式采用穴狀整地,圓形坑穴,穴面與原坡面持平或稍向內(nèi)傾斜,楊桐栽植穴徑50 cm,深50 cm,紫穗槐栽植穴徑30 cm,深30 cm。
2.2.2經(jīng)濟(jì)林下植被恢復(fù)措施
對(duì)流域內(nèi)水土流失較為嚴(yán)重的山核桃林下套種經(jīng)濟(jì)林,參照臨安市其他小流域山核桃林下套種楊桐的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),樹(shù)種選用楊桐,套種楊桐不會(huì)對(duì)山核桃收獲產(chǎn)生影響,是比較好的林下套種樹(shù)種。楊桐套種密度為2 000 株/hm2,沿等高線呈“一”字形栽植,株行距1 m×5 m。
此外,對(duì)山核桃林下裸露且分布相對(duì)較分散區(qū)塊采用種草方式恢復(fù)林下植被,草種選取常用的黑麥草和紫云英等,草種混合比例1∶1,播種量為60 kg/hm2。黑麥草和紫云英為較好的林下草種,其生長(zhǎng)期主要集中在春季,山核桃采收季節(jié)(集中在9月份)草已枯萎,不會(huì)影響山核桃的采摘,來(lái)年春天又可重新發(fā)芽生長(zhǎng),固土作用明顯,可減少林下水土流失。
2.2.3坡面小型蓄排水工程
對(duì)水土流失較為嚴(yán)重且集中連片的山核桃林,實(shí)施的水土保持措施主要為截水溝(結(jié)合生產(chǎn)便道)、排水溝、蓄水池和沉沙池等。截水溝布設(shè)與生產(chǎn)便道結(jié)合,即攔截坡面徑流,防治水土流失,又可作為山核桃林區(qū)簡(jiǎn)易采收道路,為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶生產(chǎn)提供便利;蓄水池和沉沙池可兼顧山核桃林澆灌和農(nóng)藥噴灑用水的需要。
2.2.3.1截水溝
一般考慮布設(shè)在村民生產(chǎn)活動(dòng)較為集中,山體坡度相對(duì)較緩的坡面以及溝道內(nèi),一端與已有的生產(chǎn)便道相接,另一端沿坡面(或溝道)向林區(qū)方向直線或之字形延伸,末端與新建截水溝(結(jié)合生產(chǎn)便道)連接或止于較陡坡面處。截水溝內(nèi)低外高,傾斜坡度約150 °,寬度一般為60~120 cm,溝底兩側(cè)寬度可達(dá)120 cm,坡面寬度不低于60 cm,采用C10素混凝土現(xiàn)澆,澆筑厚度約10 cm。
2.2.3.2排水溝
排水溝順著坡向布設(shè),基本沿干溝和主要支溝方向呈“Y”分布,末端接入干溝溝道內(nèi)。斷面形式采用普通梯形,邊坡1∶0.25,襯砌25 cm,底寬和深度為30~50 cm。
2.2.3.3蓄水池
蓄水池設(shè)置于截水溝和排水溝交叉的位置,根據(jù)布設(shè)位置不同,分別采用圓形(預(yù)制混凝土薄壁)和矩形(鋼筋混凝土)2種形式。圓形蓄水池容量為1.5 m3,重量約為45~50 kg,人工挑抬上山,適用于較高海拔區(qū)域,即各區(qū)塊的中上部,便于運(yùn)輸且安裝簡(jiǎn)單快捷;矩形蓄水池采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成,“日”字型式,斷面尺寸為2×1.5 m×1.5 m×1.5 m 或2×1.0 m×1.0 m×1.0 m,前池兼顧沉沙功能,主要適用于低海拔區(qū)域。蓄水池頂部設(shè)有溢流孔連接下游截水溝和排水溝,底部設(shè)有排沙孔,定期清理排沙。
2.2.3.4沉沙池
沉沙池布置在縱向排水溝最下端,采用矩形斷面,池身和底板均采用磚砌,池身厚24 cm,池底板采用C10混凝土墊層,厚度10 cm。墻體內(nèi)外兩面和底板表面均采用M5.0砂漿抹面,沉沙池凈尺寸為1.5 m×1.0 m×1.0 m。
為攔截坡面及溝道上游泥沙,采取在溝道內(nèi)設(shè)置谷坊和攔砂壩方式,形成流域內(nèi)“上、中、下”層層攔截泥沙,減少坡面徑流的水土流失防護(hù)體系。
2.3.1谷坊
在坡面小型蓄排水工程實(shí)施區(qū)塊內(nèi)部或下游選擇溝底比降較大(5%~10%或更大)、溝底下切劇烈發(fā)展的溝段設(shè)置谷坊,達(dá)到鞏固并抬高溝床,制止溝底下切和溝岸擴(kuò)張,穩(wěn)定邊坡,從而保持水土的目的。谷坊采用M7.5漿砌塊石砌筑,壩高1.5~2.0 m,頂寬1.0 m,迎水面坡度1∶0.1,背水面坡度1∶0.5;壩頂采用C15素混凝土壓頂,厚度10 cm;谷坊壩頂中部設(shè)矩形溢洪口,寬0.3 m,深0.3 m。
2.3.2攔沙壩
攔沙壩布設(shè)在流域內(nèi)龍王橋水庫(kù)庫(kù)尾上游溝段,用來(lái)過(guò)水?dāng)r沙、削減洪峰、防止溝庫(kù)下切和溝岸擴(kuò)張?zhí)?。壩址位于溝道束窄處,攔沙壩基礎(chǔ)直接坐落在基巖上,開(kāi)挖深度要求達(dá)到弱風(fēng)化上限或者強(qiáng)風(fēng)化下限。壩體采用C20混凝土結(jié)構(gòu),長(zhǎng)10~15 m,高1.5~2.0 m,頂寬2.0 m,迎水坡1∶0.4,背水坡1∶1.0,下游拋石3 m。攔沙壩壩頂中部設(shè)置溢流口,滿足溝道正常流量條件下的過(guò)水能力,暴雨時(shí)洪水從壩頂溢流通過(guò),溢流口采用矩形寬頂堰,底寬1.5 m,深0.5 m。
本項(xiàng)目建設(shè)單位為臨安市太陽(yáng)鎮(zhèn)太源綠色家園富麗山村新農(nóng)村建設(shè)有限公司,小流域水土保持工程實(shí)施由建設(shè)單位統(tǒng)一管理。臨安市水利水電局作為水土保持工程的監(jiān)督單位,配備專(zhuān)職人員;各有關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)配備兼職管理人員,各有關(guān)村配備水土保持管護(hù)人員,建立縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村3級(jí)監(jiān)督管理網(wǎng)絡(luò)。
明確管護(hù)主體,有利于水土保持工程順利實(shí)施并確保長(zhǎng)期發(fā)揮效益[2]??⒐を?yàn)收后按“誰(shuí)受益、誰(shuí)管護(hù)”的原則,將治理成果及時(shí)移交當(dāng)?shù)卮褰M或其他使用權(quán)人,確認(rèn)產(chǎn)權(quán),制定工程管護(hù)制度,對(duì)蓄排水工程、沉沙池、攔沙壩等進(jìn)行定期檢查和管理,確保工程持續(xù)、長(zhǎng)期發(fā)揮效益。
小流域水土流失綜合治理措施的實(shí)施,將有效地改善小流域生態(tài)環(huán)境,推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展,生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著[3]。
臨安市桃源溪小流域水土流失綜合治理項(xiàng)目的實(shí)施將新增保土量11.41萬(wàn)t、保水量242.06萬(wàn)m3,產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益242.6萬(wàn)元,間接經(jīng)濟(jì)效益12.13萬(wàn)元,流域內(nèi)林草植被覆蓋度將提高4%以上。水土流失防治措施中的小型蓄排水工程和谷坊主要布設(shè)在集中連片且當(dāng)?shù)乩习傩辗e極性高的山核桃林區(qū)塊,不僅防治林下水土流失,又為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶生產(chǎn)提供便利;山核桃林下種草和套種經(jīng)濟(jì)林的治理方式,在不影響生產(chǎn)的前提下,治理了水土流失,產(chǎn)生了新的經(jīng)濟(jì)效益,可謂一舉多得。其水土流失治理方法和措施布局十分切合當(dāng)?shù)貙?shí)際,符合“因地制宜”、“因害設(shè)防”的原則,值得借鑒和推廣。
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