東北黑土區(qū)水土保持措施體系研究

秦一博

（新賓滿族自治縣水土保持監(jiān)督站，遼寧撫順113200）

東北黑土區(qū)水土保持措施體系研究

秦一博

（新賓滿族自治縣水土保持監(jiān)督站，遼寧撫順113200）

由于自然因素和人為因素，東北黑土區(qū)的黑土層逐年減少，對(duì)黑土資源的保護(hù)已刻不容緩。近年來，隨著自然因素和人為因素水土流失重點(diǎn)治理工程的實(shí)施，黑土區(qū)的水土保持工作全面展開。本文通過遼寧省新賓縣永陵項(xiàng)目區(qū)的水土保持治理工作，探討東北黑土區(qū)水土保持綜合治理措施體系，為更好的保護(hù)和治理黑土區(qū)水土流失提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

東北黑土區(qū)；水土保持；治理措施

東北黑土區(qū)是中國(guó)主要商品糧產(chǎn)區(qū)，關(guān)系著國(guó)家的糧食戰(zhàn)略安全，而其現(xiàn)在正面臨著嚴(yán)重的水土流失威脅。東北黑土區(qū)水土流失主要發(fā)生在坡耕地和侵蝕溝［1］，近50年以來，侵蝕溝數(shù)量不斷增加［2］，溝道不斷擴(kuò)展，據(jù)2010年中國(guó)水土流失與生態(tài)安全綜合科學(xué)考察（東北組）報(bào)告，東北黑土區(qū)面表層土壤流失速率為3～10m m/a，平均土壤厚度已經(jīng)由20世紀(jì)50年代的60～70c m，下降至目前的20～30c m［3］。水土流失已經(jīng)成為導(dǎo)致黑土退化、威脅糧食安全的最主要原因之一［4-6］。通過對(duì)坡耕地、溝道、荒山和疏幼林地等進(jìn)行水土保持工程的建設(shè)，可以減少水土流失，提高黑土的抗蝕性，保護(hù)珍貴的黑土資源，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)［7-10］。本文以渾河流域遼寧省新賓縣永陵項(xiàng)目區(qū)為例，對(duì)東北黑土區(qū)水土保持治理措施進(jìn)行探討，為更好地保護(hù)和治理東北黑土區(qū)水土流失提供參考。

1 研究區(qū)概況

永陵項(xiàng)目區(qū)位于大伙房水庫(kù)上游新賓縣境內(nèi)，地處遼寧省東部山區(qū)，位于長(zhǎng)白山余脈和遼吉兩省交界處，屬于渾河流域。項(xiàng)目區(qū)屬地貌類型屬于遼東中低山區(qū)，以長(zhǎng)白山系龍崗山脈為主體，氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，多年平均氣溫為4.7℃，無霜期平均為127d，年最大為150 d，年最小為119 d。主要土壤類型為壤土、棕壤、草甸土、水稻土等四大土類。植被類型屬于長(zhǎng)白山（龍崗之脈）植被區(qū)系，為紅松、云、冷杉針闊混交林地帶，原始植被不復(fù)存在，演變?yōu)樘烊淮紊帧?/p>

項(xiàng)目區(qū)侵蝕類型為水力侵蝕，侵蝕形態(tài)為面蝕和溝蝕?？偼恋孛娣e369.02km2，水土流失面積103.21km2，占總面積的27.97%，其中輕度侵蝕面積80.69km2，占水土流失面積的78.18%；中度侵蝕面積22.52km2，占水土流失面積的21.82%。土壤侵蝕模數(shù)2500t/km2.a，溝壑密度為1km/km2。造成水土流失的主要原因?yàn)樽匀灰蛩睾腿藶橐蛩亍?/p>

2 水土保持措施布局原則

根據(jù)工程地貌特點(diǎn)、土地利用狀況和生產(chǎn)力發(fā)展水平，以治理水土流失為中心，以保護(hù)和合理開發(fā)利用水土資源為目標(biāo)，結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)，因地制宜、因害設(shè)防的安排各項(xiàng)治理措施。其布局原則如下：

（1）以小流域?yàn)閱卧羞B片進(jìn)行治理，整體推進(jìn)。

（2）按照“先緩坡、后陡坡、先易后難”的原則，對(duì)近村、緩坡、向陽和土層厚、土質(zhì)好和水源灌溉條件的坡地，優(yōu)先規(guī)劃實(shí)施修建梯田，規(guī)劃修建的梯田的坡地最大坡度不超過15°。

（3）按照“因地制宜、就地取材、修筑省工、費(fèi)省效宏”的原則，合理選擇綜合治理措施。

（4）根據(jù)“小流域綜合治理規(guī)劃的原則”，每一處工程都要做到田、林、路、渠四配套，工程、林草和耕作措施相結(jié)合，科學(xué)規(guī)劃，合理配置。

3 措施設(shè)計(jì)

3.1 坡耕地治理

坡改梯：采取坡式梯田改造坡耕地的方式，能夠坡面控制水土流失，大幅度提高產(chǎn)量，有利于發(fā)展項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，增加農(nóng)民收入。其配置的原則如下：

（1）選擇地形穩(wěn)定，土質(zhì)較好，土層厚度＞30c m，坡度在15～20°之間，且距村莊較近，交通方便，集中連片，便于經(jīng)營(yíng)管理的地方修筑。

（2）梯田沿等高線布設(shè)，有灌溉條件的梯田，按流水方向保持1%左右的坡度，以利于提高灌溉效果。

（3）以土地綜合利用規(guī)劃為依據(jù)，根據(jù)當(dāng)?shù)厝丝谠鲩L(zhǎng)速度和群眾生產(chǎn)生活的需要，確定梯田建設(shè)的規(guī)模數(shù)量和進(jìn)度。典型設(shè)計(jì)圖見圖1。

圖1 梯田典型設(shè)計(jì)圖（圖中單位為c m）

退耕還果：項(xiàng)目區(qū)內(nèi)部分坡耕地土層較薄，坡度較陡，不適宜修筑梯田。因此，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)這部分坡耕地采取果樹臺(tái)田的利用方式，不僅可以減少水土流失，加強(qiáng)水源涵養(yǎng)能力，還可以獲得經(jīng)濟(jì)效益，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。經(jīng)濟(jì)林果主要發(fā)展耐寒抗旱品種美國(guó)大榛子。整地規(guī)格和株行距為3m× 4m、4m×5m，每一株樹為一水平池，池埂高0.3m，池埂寬0.25m，水平池中間挖栽植坑，規(guī)格為0.8m×0.8m×0.8m。表土存放在栽植坑外，待植樹時(shí)回填坑內(nèi)。典型設(shè)計(jì)見圖2。

等高耕作：對(duì)于8°以下的緩坡耕地，俗稱漫崗地區(qū)的坡耕地可采用等高耕作法來改變微地形，減少水土流失，對(duì)于地塊零散、土層較薄的坡耕地，可以適當(dāng)放寬坡度。具體要求如下：壟向保持與等高線水平，通過壟臺(tái)截水，壟溝滲蓄，達(dá)到保水保土目的；將原順坡壟改為橫坡壟時(shí)，應(yīng)首先耕翻整地，再順等高線橫坡打壟耕作；在有風(fēng)蝕的緩坡耕地，改順向?yàn)闄M向壟時(shí)，應(yīng)兼顧主風(fēng)向與耕作方向正交或呈45°。

3.2 農(nóng)田防護(hù)工程

堤防斷面的設(shè)計(jì)主導(dǎo)思想為：在確保防洪安全的前提下，以環(huán)保、綠化、景觀為主導(dǎo)，充分體現(xiàn)人文景觀與自然的和協(xié)與統(tǒng)一，使防洪工程為當(dāng)?shù)厝嗣裆a(chǎn)、生活提供方便。

農(nóng)田防護(hù)一部分地段河道兩側(cè)地勢(shì)較陡，且彎路較多，平時(shí)流量較小，但到了雨季，河水流量增大，山洪經(jīng)常夾帶石頭雜物將堤防沖毀，破壞下游農(nóng)田，故需在該段河道修建漿砌石堤防，以改善水流條件，起到保護(hù)農(nóng)田和保持水土的作用；另一部分河道地勢(shì)較平緩，但經(jīng)多年洪水沖刷，河堤被沖毀嚴(yán)重，現(xiàn)有老堤也不能滿足防洪要求，從防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、水土保持效果及工程造價(jià)等方面考慮，采用植物護(hù)岸形式，部分水毀段河道需修建土堤。護(hù)岸典型設(shè)計(jì)圖見圖3、圖4。

圖2 果樹臺(tái)田典型設(shè)計(jì)圖（圖中單位為c m）

圖3 漿砌石護(hù)岸典型設(shè)計(jì)圖（圖中單位為m m）

圖4 植物護(hù)岸典型設(shè)計(jì)圖（圖中單位為m m）

谷坊：谷坊是在水土流失嚴(yán)重的支毛溝內(nèi)，為防治溝底下切而修建的高5m以下的小壩。具有固定溝床侵蝕基點(diǎn)，防止溝底繼續(xù)下切；淤高溝底，使兩側(cè)溝坡坡腳穩(wěn)定，防止溝岸擴(kuò)張；攔蓄泥沙，使溝道水流速度減緩，減輕山洪和泥石流危害等作用。配置原則如下：

（1）一般布設(shè)在支毛溝中地質(zhì)條件好、工程量小、攔蓄徑流泥沙多、工程材料充足的地方。

（2）谷坊的布設(shè)應(yīng)先支溝、后干溝，先上游、后下游，不要零星修筑。

（3）谷坊建設(shè)應(yīng)就近取材。

谷坊形式采用漿砌石谷坊和石籠干砌石谷坊。設(shè)計(jì)防御標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇1h最大暴雨量。谷坊平均高度2.0m，基礎(chǔ)埋深0.5m，頂寬1.0m，迎水坡比1∶0.2，背水坡比1∶0.8，石籠干砌石谷坊均高度2.0m，基礎(chǔ)埋深0.5m，頂寬1.0m，迎水坡比1∶0.2，背水坡比1∶0.8。典型設(shè)計(jì)圖見圖5～圖7。

圖5 漿砌石谷坊典型設(shè)計(jì)圖（圖中單位為m m）

圖6 石籠干砌石谷坊（圖中單位為m m）

圖7 溢洪口斷面圖（圖中單位為m m）

3.3 荒山荒坡治理

營(yíng)造水保林，能控制水土流失，涵養(yǎng)水源，改善生態(tài)環(huán)境和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)條件，并能生產(chǎn)一定數(shù)量的木材和林副產(chǎn)品。水保林的配置原則如下：

（1）按照適地適樹的原則選擇水保林樹種。

（2）按照因害設(shè)防的原則進(jìn)行配置，以減輕或制止水土流失，改善生態(tài)環(huán)境。

樹種選擇當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土樹種日本落葉松，水土保持林栽植密度參照《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范》（G B/T16453.2-2008），結(jié)合實(shí)地條件確定為1.5m ×2.0m。栽植時(shí)苗木栽在坑的中間，放入后先填大半坑土，并將土踩實(shí)，最后再蓋一層虛土，要使坑面成凹形，以利蓄水。幼苗根痕要埋入地表下15c m，根苗茬口要與地表齊平。整地工程的防御標(biāo)準(zhǔn)，按10年一遇1h最大降雨量設(shè)計(jì)。典型設(shè)計(jì)圖見下圖。

圖8 水保林典型設(shè)計(jì)

3.4 疏幼林地治理

項(xiàng)目區(qū)雖然土層較薄，但土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，雨量充沛，光熱資源較為豐富，植物資源種類多、數(shù)量大，分布廣，且野生植物大部分具有伐根萌芽、根蘗更新和天然下種能力，在適宜的水土資源和光熱資源的疏幼林地通過封禁并輔以管護(hù)措施可望成林或恢復(fù)林草植被，在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大面積水土流失的初步治理和生態(tài)恢復(fù)［11］。封育治理布設(shè)的原則如下：

（1）制定科學(xué)規(guī)劃：在項(xiàng)目區(qū)土地綜合利用規(guī)劃基礎(chǔ)上，結(jié)合已有的資料和實(shí)地調(diào)查，制定封育治理規(guī)劃；

（2）建立健全法規(guī)制度，加強(qiáng)監(jiān)管：當(dāng)?shù)乇仨氈贫ㄏ嚓P(guān)的封育治理政策、法規(guī)，統(tǒng)一解決封育治理中的有關(guān)問題，按照監(jiān)管規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，建立一支高素質(zhì)執(zhí)法隊(duì)伍，依法實(shí)行監(jiān)管；

（3）合理利用土地，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，解決群眾吃糧、燒柴問題；

（4）大力發(fā)展農(nóng)村二三產(chǎn)業(yè)：發(fā)展農(nóng)村二三產(chǎn)業(yè)是吸收農(nóng)村富余人口、提高農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平的重要措施，對(duì)封育治理起著重要的推動(dòng)作用。

封禁的地類主要是郁閉度大于0.4、樹高在2m以下的矮林及灌叢地；郁閉度在0.1～0.3的疏林地。人工輔助措施包括圍欄、宣傳牌、宣傳碑、撫育管理及監(jiān)督管護(hù)（建立管護(hù)隊(duì)伍）等。圍欄典型設(shè)計(jì)圖見圖9。

圖9 圍欄典型設(shè)計(jì)圖

3.5 輔助措施

方塘：方塘護(hù)坡坡比1∶1.5，堤防頂寬度為2.5m。護(hù)砌高度為以上為植草磚防護(hù)。護(hù)砌采用混凝土板，坡比為1∶1.5?；炷涟搴?00m m，下設(shè)30m m厚水泥砂漿墊層、2m m厚土工膜、100m m厚砂墊層?；炷涟迕?m設(shè)一道瀝青木板分縫，板厚20m m。

作業(yè)路：路面寬度為3.0m，對(duì)原路基0.1m厚土層進(jìn)行平整，上部鋪設(shè)0.2m砂礫石，先用推土機(jī)平整路面，再用振動(dòng)碾進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)度不得小于95%，達(dá)到承載施工機(jī)械及當(dāng)?shù)厝罕娺\(yùn)輸要求。

舍飼：為了減少牛羊等牲畜上山，破壞封育區(qū)的林草植被，同時(shí)為了集中方便管理，改善生活環(huán)境，配合封育治理措施的實(shí)施，在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)修筑舍飼小區(qū)。

4 效益分析

永陵項(xiàng)目區(qū)通過水土保持綜合治理措施的實(shí)施，預(yù)計(jì)每年可增加蓄水量144萬m3，保土7.33萬t。治理后項(xiàng)目區(qū)水土流失得到有效控制，地表徑流狀況得到改善，糧食安全得到保障，自然災(zāi)害和水質(zhì)污染得到減輕，同時(shí)在改善調(diào)節(jié)小氣候、凈化空氣、美化環(huán)境、保護(hù)野生植物等方面將發(fā)揮巨大的作用。在其運(yùn)行期內(nèi)預(yù)計(jì)可獲得累計(jì)2679萬元的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于提高農(nóng)民生活水平具有重要作用。

5 結(jié)語

水土保持工程治理是黑土資源保護(hù)的重要措施和手段，黑土區(qū)治理應(yīng)以控制水土流失為目標(biāo)，以保護(hù)黑土資源和糧食安全為中心，在改善生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，優(yōu)化地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，維護(hù)地區(qū)社會(huì)穩(wěn)定。通過對(duì)新賓縣永陵項(xiàng)目區(qū)水土保持治理工作的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)于黑土區(qū)水土保持措施體系的建設(shè)主要得到一下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：

（1）坡耕地是水土流失比較嚴(yán)重的地方，黑土區(qū)宜采取坡改梯、退耕還果、和等高耕作等措施改變微地形，減少泥沙下泄；

（2）荒山荒坡和部分大坡度的坡耕地，采取營(yíng)造水保林、退耕還果措施，通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，使群眾在減少耕作面積的同時(shí)增加其經(jīng)濟(jì)收入，同時(shí)增加上述地類的水源涵養(yǎng)能力；

（3）對(duì)疏林、殘林、幼林地以封育治理為主，采取推廣舍飼、圍欄、封禁管護(hù)等措施，進(jìn)一步提高植被的自我修復(fù)能力，依靠生態(tài)自我修復(fù)能力，增加林草覆蓋率。

（4）溝道內(nèi)是流失泥沙和徑流匯聚的地方，侵蝕溝主要布設(shè)谷坊以達(dá)到減緩水流下泄速度及攔沙目的，小流域溝道內(nèi)的河道兩側(cè)多為耕地，措施以農(nóng)田防護(hù)工程為主，以達(dá)到保護(hù)基本農(nóng)田的目的。

（5）修筑作業(yè)路、方塘和舍飼等措施，改善農(nóng)民生活環(huán)境條件。

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1672-2469（2015）05-0076-04

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.024

秦一博（1981年—），男，工程師。