廿四都小流域水土保持植物措施設(shè)計

鄭時豐

(廣豐區(qū)水利局水保辦,江西 上饒 334600)

1 廿四都小流域項目區(qū)概況

廿四都小流域位于廣豐縣西南部，江西省橫洋項目區(qū)的南部，流域面積32.60 km2，水土流失面積11.83 km2，流域形狀為蝶形狀，海拔高程在100～500 m之間，相對高程400 m，屬丘陵地貌。

1.1 氣候、水文特征

廿四都小流域多年平均降雨量1694.3 mm，全年降雨量分配極不均勻，4—7月降雨最多，并多以暴雨出現(xiàn)，降雨量占全年降雨量50%，9月至次年2月降雨量最少，僅占全年降雨量的16.6%，小流域年均蒸發(fā)量為1516.8 mm。廿四都小流域?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū)，具有氣候溫和、光照充足、雨量充沛、四季分明、無霜期長等特點。據(jù)氣象資料分析，全年日照時數(shù)1890 h，年平均氣溫為17.9 ℃，1月和7月平均氣溫分別為5.6 ℃和29.4 ℃，極端最低氣溫為-9.1 ℃(1997年2月4日)，極端最高氣溫為41.4 ℃，多年平均無霜期為265 d。該區(qū)域主要災(zāi)害性氣象有倒春寒、小滿寒、旱澇、寒露風(fēng)四種。

廿四都小流域?qū)儆谯蛾柡滴宕蠛恿髦坏男沤饔颍饕苄沤饔蛞患壷Я髫S溪河控制和影響。由于小流域雨量充沛，區(qū)域內(nèi)溪流縱橫，地形地貌有利于匯集水源，地表水資源極為豐富，多年平均徑流量高達0.37億m3，徑流量年際間變化不大，4—7月份徑流量占全年徑流量的60%以上，10月至次年2月為枯水期。河流平均輸沙量為0.85萬t。

1.2 地形地貌

按照《土壤侵蝕分類分級標準》中全國土壤侵蝕類型區(qū)劃，廿四都小流域?qū)倌戏郊t壤丘陵區(qū)，地貌主要以丘陵崗地剝蝕地貌為主，發(fā)育河谷平原與階地，山地約占60%，溝谷平原約占40%。地形東部高，西北部低，起伏較大，海拔最高為499 m，最低處120 m，相對高差379 m，平均海拔高度250 m。出露地表的地層巖性有砂礫巖、石灰?guī)r等。東南部主要是低山高丘，坡度組成在25°以上，海拔高度在200～500 m之間，丘陵主要分布在小流域西北部，坡度在15°～25°之間，海拔高度在150～250 m之間，相對落差100 m左右，河谷平原和階地主要分布在河流兩側(cè)，坡度小于5°，海拔高度在100～150 m。

1.3 土壤與植被

(1)土壤。小流域土壤母質(zhì)以砂礫巖類風(fēng)化物和第四紀紅色黏土為主，土壤類型主要有紅壤、水稻土，并有少量紫色土分布。紅壤質(zhì)地呈酸性反應(yīng)，pH值4.5～5.7，地表缺乏植被覆蓋，腐殖質(zhì)層薄，有機質(zhì)含量低，是水土流失的主要區(qū)域；水稻土以紫砂泥田和紫泥田為主，土壤肥力較高，保肥力較強，適宜種植多種作物。紫色土以酸性紫色土為主，中性紫色土次之，酸性紫色土鈣、鎂含量較為豐富，呈酸性反應(yīng)，近似紅壤肥力。

(2)植被。小流域內(nèi)植物資源豐富，種類繁多。地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林，植物區(qū)系成分主要由殼斗科、樟科、山茶科、金縷梅科、冬青科和杜英科等常綠闊葉樹組成。由于長期不合理的采伐利用，使原生植被不斷減少，發(fā)生逆行演替，現(xiàn)狀植被主要是以馬尾松、濕地松為主的人工林，油茶、梨、柚等經(jīng)濟果木林。部分立地條件較好、土層較厚的山地混雜稀疏的杉木和木荷等，有些地方已經(jīng)出現(xiàn)裸地，小流域森林覆蓋率約為42.1%，植被覆蓋率54.9%。

2 廿四都小流域項目區(qū)水土流失防治概況

2.1 土地利用現(xiàn)狀及存在問題

小流域土地總面積3260 hm2，其中：耕地面積1115 hm2(包括214 hm2坡耕地)，占土地總面積34.20%；林地1121 hm2，占土地總面積37.15%；園地18 hm2，占土地總面積0.55%；水域290 hm2，占土地總面積8.90%；未用地66 hm2，占土地總面積2.02%；其他用地558 hm2，占土地總面積17.12%；草地2 hm2，占土地總面積0.06%。

小流域土地利用結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀存在以下問題：

(1)農(nóng)業(yè)用地結(jié)構(gòu)很不合理，項目區(qū)山多田少，平原耕地嚴重不足，存在大量陡坡開荒和陡坡耕作現(xiàn)象，加上傳統(tǒng)順坡耕作習(xí)慣，坡耕地的水土流失強烈。

(2)林相和林種相對單一，抵御自然災(zāi)害的能力弱，尤其是有些疏林地植被稀疏，雖然項目區(qū)森林覆蓋率較高，但水土流失仍然較為嚴重.

(3)經(jīng)果林主要為油茶林，由于經(jīng)營粗放，產(chǎn)量低下，未能充分發(fā)揮低丘崗地發(fā)展經(jīng)果林生產(chǎn)的規(guī)模優(yōu)勢。由于多年的不合理利用土地資源，使地貌破壞，地形更加復(fù)雜，治理難度加大。

2.2 水土流失防治狀況和存在的問題

小流域內(nèi)未實施過國家和省級水土保持生態(tài)建設(shè)工程，近幾年來，當?shù)卣腿罕娮园l(fā)地開展了零星的水土保持綜合治理，到目前為止，共治理水土流失面積18 hm2，其中：營造水保林2 hm2，經(jīng)果林4 hm2，封禁治理12 hm2。

盡管當?shù)厮帘３志C合防治工作取得了初步成效，但改變歷史遺留下來的惡劣的生態(tài)環(huán)境是一項艱巨任務(wù)。目前，當?shù)氐乃亮魇蝿菀廊粐揽?，治理任?wù)相當繁重，還存在以下幾個亟待解決的問題：

(1)水土保持措施治理標準有待進一步提高。 廣豐縣經(jīng)過多年治理，雖取得了一些成效，但還存在著大量的坡耕地、疏林地和荒山荒地，水土流失還沒有得到根本遏制，水土流失治理成效還不是很明顯，水土保持措施治理標準有待進一步提高。

(2)水土流失治理的科技含量不高。水土保持生態(tài)建設(shè)工程涉及面廣，勞動力的主體大都為當?shù)氐霓r(nóng)民。隨著水土保持生態(tài)建設(shè)按基建項目管理的深入，必須要有足夠的技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)，必須提升項目的科技含量和治理標準，從而使治理措施的效果得到充分地發(fā)揮。

(3)資金投入不足，難以滿足治理水土流失。廣豐縣水土流失面積大，地方經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱，經(jīng)濟收入來源少，財力緊張，根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況，治理1 km2的水土流失平均需投入30多萬元，而目前投入相對不足，無法大規(guī)模進行治理，難以形成集中連片的綜合治理開發(fā)區(qū)域，規(guī)模效益不能顯現(xiàn)。

3 水土保持植物措施工程設(shè)計

3.1 水土保持林草種植設(shè)計

3.1.1 水土保持林

小流域內(nèi)適宜的造林樹種主要有濕地松、馬尾松、楓香、木荷、刺槐、杉木、樟樹、白櫟、胡枝子、紫穗槐、多花木蘭等[1]。

根據(jù)立地條件設(shè)計針闊混交水土保持林，種植在水土流失嚴重的荒山荒坡；植物選用當?shù)爻Ｓ玫臐竦厮珊湍竞?，植被種植密度和需苗量如表1所示。

表1 針闊混交水土保持林種植密度和需苗量

苗木使用1年生實生苗植苗造林，木荷和濕地松株間混交品字型配置；造林季節(jié)為冬季或春季。

3.1.2 經(jīng)濟果木林

(1)經(jīng)濟林。選擇符合當?shù)剞r(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的油茶作為典型設(shè)計樹種。種植在土層深厚、土質(zhì)較好、臨近水源、交通較為便利的25°以下的坡耕地[2]。種植密度和需苗量如表2所示。

采用生長良好、品種純正的1年生芽砧嫁接苗植苗造林，品字型配置，栽植前施足基肥；造林季節(jié)為冬季或春季。

(2)果木林。選擇符合當?shù)剞r(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的名、特、優(yōu)、新果樹品種馬家柚作為典型設(shè)計樹種。梯壁植草，草種選用混合草籽(狗牙根和假儉草)。種植在土層深厚、土質(zhì)較好、臨近水源、交通較為濕潤的坡耕地。種植密度和需苗量如表3所示。

采用1年生嫁接苗植苗造林，品字型配置，栽植前施足基肥，造林季節(jié)為冬季或春季；梯壁和田埂采用混合草籽條播，播間距25 cm。

表2 經(jīng)濟林種植密度和需苗量

表3 果木林種植密度和需苗量

3.2 水土保持種草工程設(shè)計

一般布設(shè)在水土流失嚴重、土質(zhì)較差的25°以上坡耕地項目區(qū)水土保持種草面積為50 hm2。草種的選擇，主要考慮抗逆性強、保土性能好，耐旱、耐熱、耐瘠薄，生長迅速，枝葉繁茂，根系發(fā)達，并有一定經(jīng)濟價值的草種[3]。選擇小流域內(nèi)常見的狗牙根、黑麥草和香根草等三種草種組合計算播種量，如表4所示。種植時用少量泥沙和磷肥拌種，混合種子條播，播后蓋細土1～2 cm；播種季節(jié)為春季或秋季。

表4 草種播種量計算

3.3 小型蓄排水工程設(shè)計

該區(qū)域坡面小型排水工程布置如圖1所示。

圖1 坡面小型排水工程布置示意圖

(1)排灌溝渠。排灌溝渠布設(shè)在坡改梯和營造經(jīng)果林的坡面，與生產(chǎn)道路、沉沙蓄水工程同時規(guī)劃，并以生產(chǎn)道路為骨架，合理布設(shè)排灌溝渠，盡量路渠結(jié)合[4]。根據(jù)降雨和匯流面積合理布設(shè)水平溝，以攔蓄、疏導(dǎo)地表徑流。防御暴雨標準采用10 a一遇24 h最大降雨量。

(2)竹節(jié)水平溝。布設(shè)在水土流失嚴重且坡度較陡的水土保持林中。項目區(qū)共布設(shè)竹節(jié)水平溝4.4 km。溝渠間距由坡面坡度、土質(zhì)和暴雨徑流情況確定，一般為5～10 m。根據(jù)設(shè)計頻率暴雨情況計算坡面匯流洪峰流量、斷面尺寸按明渠均勻流曼寧公式計算確定。經(jīng)計算，竹節(jié)水平溝的斷面尺寸為：溝底寬40 cm、溝深50 cm、溝口寬60 cm，每隔5～10 m修一小土擋，土擋高為30 cm。

(3)蓄水池。布設(shè)在坡改梯或經(jīng)果林地塊內(nèi)，位置一般選在集水面積較大的坡改梯和經(jīng)果林上部或中部，與排灌溝渠連通。蓄水池應(yīng)建在堅硬土質(zhì)或巖質(zhì)基礎(chǔ)上，防止不均勻沉降和漏水。單池容量按50 m3設(shè)計，蓄水池采用方形開敞式，由水池、人梯、溢水口、護欄等部分組成。

(4)沉沙池。布設(shè)在溝渠水平方向的中間、末端和蓄水池進水口上游適當位置，起到沉沙、防沖和澄清水的作用。由于溝渠工程規(guī)模不大，沉沙池相應(yīng)較少，為了便于水流入池體后能緩流沉沙，池體進水口與出水口錯開。沉沙池體為矩形，沉沙池寬1.00 m，長2.00 m，池深1.00 m。沉沙池采用砌磚，厚0.24 m，表面抹2 cm厚水泥砂漿。底板采用10 cm厚的C15混凝土現(xiàn)澆。

3.4 小型水利水保工程施工方法

溝渠施工主要包括溝渠施工放樣、溝渠開挖、襯砌和勾縫四道工序。具體施工工藝流程為：施工準備→測量放樣→土方開挖→襯砌→砂漿勾縫→養(yǎng)護→外觀檢驗→放水檢驗排水溝渠過水能力→交工驗收。

4 結(jié) 語

廿四都小流域水土保持項目實施后，該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生態(tài)環(huán)境得到明顯改善，人口環(huán)境容量將明顯提高，從而緩解人口壓力與現(xiàn)實環(huán)境承載力之間的矛盾。有效地改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，減輕水土流失對土地的破壞，使水土資源得到永續(xù)利用，提高小流域內(nèi)土地產(chǎn)出率、商品率和勞動生產(chǎn)率，為當?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟的持續(xù)、快速、健康發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。