浅谈庆安小流域坡耕地综合治理措施及效益

2010-04-25 11:37李大勇张立军
水利科学与寒区工程 2010年12期
关键词:坡耕地梯田项目区

□ 李大勇 张立军

一、水土保持现状

依兰县庆安项目区的土壤侵蚀类型主要是水力侵蚀,坡面侵蚀。上世纪九十年代中、末期,项目区内毁林开荒面积较大,经测量项目区附近未毁林地块表层土壤厚度,估算出项目区内垦殖初期表层土壤厚度在30cm左右。毁林开荒地经十余年的耕作,5°以上坡耕地表层土壤已不足10cm,耕作层为原土壤与母质层的混合土壤;8°以上坡耕地表层土壤几乎全部流失,仅在局部地块可见原地表土壤痕迹,耕作层中已见少量砂砾,作物产量靠化肥维持;8°以上坡面已有大于0.5m深度的侵蚀沟出现,已经影响到正常的农业耕作;15°以上局部坡面的侵蚀强度达到黑龙江省罕见的剧烈侵蚀水平。

二、水土流失危害

(一)土层变薄,地力下降。在坡地上,大量的径流顺坡而下,形成“三跑”,出现超渗产流,即使在雨季也受干旱威胁。土壤长期被冲刷,肥力大大下降,耕层土壤有机质含量较初垦期下降幅度很大。在该项目区2009年的实施区内,上游部分顺坡垄地尤为严重,土壤板结,通透性差,粮食产量不到平地的一半。

(二)项目区坡度较大的坡耕地,开垦十余年,坡面已有小型侵蚀沟发育,影响正常的农业耕作,土地利用率降低。

(三)坡水流失,上冲下淤,淤积河道,抬高河床。陡坡耕地较多,且缺乏水土保持措施,坡面降水不能有效蓄滞入渗。一遇大暴雨,坡水下泻,泥沙俱下,径流携带大量泥沙进入下游河道,冲毁桥涵、道路等交通设施,淤塞水利工程,对下游农业生产和人民生活造成较大危害。

(四)农业生态恶化,污染下游水环境。严重的水土流失致使项目区内坡耕地农业微生态环境日趋恶化。同时,坡面径流携带大量富含有机质的表层土壤流入下游河道,造成下游河水混浊和富营养化,下游水生动植物生存受到直接威胁,严重影响下游水文生态环境。

三、水土保持治理措施

(一)水平梯田治理措施

水平梯田是治理坡耕地水土流失的重要措施,是改善农业生产条件,发展集约高效农业的主要途径,水平梯田多在坡度较陡的坡耕地上修建。通过坡耕地人工修整田面,建成水平式台阶田块,达到切断径流、蓄水保土保肥的功用。

立地条件:大块坡面,有利于梯田施工。

施工方法:土坎水平梯田施工,采用人机结合方式修筑。其施工程序如下:

1.根据实际地形,选择有代表性的地方,根据梯田设计的比降要求,测出一条水平或基本水平的线,这是第一条埂基线。以第一条埂基线为基础,向上或向下逐条测定各梯田的埂线。

2.用分土器和筑埂坎犁修梯田。第一步清理表土。拖拉机牵引分土器,沿田坎线刮表土三次,第一次深10 cm,第二次深6cm,第三次深4cm,宽度3m。表土堆放在埂线上方1.5m,下方1.5m。第二步翻土筑埂,人工扶助。拖拉机牵引筑埂坎犁,在坎线下边翻土筑坎,每次筑埂30cm高,连筑三次,人工扶助踩拍田坎。第三步平整田面,表土还原。田坎达到设计高度后,拖拉机牵引筑埂坎犁,先把埂下方底土翻到筑埂时开挖的沟里,然后再用分土器把表土推回原处铺均匀。

3.田坎施工先清基,人工培土,分层夯实,表面拍光。

4.田面填方要求上虚下实,并预留一定的沉陷高度。

(二)地埂植物带治理措施

地埂植物带是在坡耕地上,沿横坡垄向等距培修的土埂,其水土保持作用在于截短坡长,拦截水势,截断径流,有效防止坡耕地漫垄面蚀和断垄出沟的发生,初步控制水土流失。

立地条件:坡面中间纵向鼓起。

施工方法:地埂植物带修筑采用人机结合,埂上取土修筑方法。其施工程序为:

1.表土剥离:对地埂作业区沿埂坎走向实施表土带状剥离,剥离宽度3m(包括埂宽2.1m,埂上取土宽0.9 m),剥离深度0.3~0.5m(视黑土层厚度而定)。剥离的表土集中堆置在埂坎下方待用。

2.人机筑埂:首先拖拉机牵引筑埂坎犁由埂线上方向下翻土,返回时空走;若埂高不够,再第二次从埂下方向上翻土,直到基本达到设计埂高,此法修筑时在埂线上方形成地埂拦蓄能力,故运用于坡面径流较大的坡耕地。

3.表土还原:将堆置表土均匀平覆在埂坎表面及埂上取土区,恢复原有的土地功能,对埂坎进行人工整形踏实,完成筑埂。

4.植物固埂:参照植物措施的造林方法栽植固埂植物,选择根系发达的种苗,不但起到蓄水保土护埂固埂作用,而且还可提高土地利用率,同时取得一定的收益。

5.修筑地埂植物带时,如遇到水线或洼兜时,埂应适当加高,踩拍实,防止冲出缺口,打成大沟。修筑方法最好采用埂上方取土法,结合耕作时向下翻土,减缓坡高,逐步形成坡式梯田。

(三)梯田地埂防护林

立地条件:梯田地埂埂坎,表层黑土,存在一定的水土流失。

造林方法及季节:春季人工穴播或植苗造林。

四、效益分析

庆安项目区坡耕地经水土保持综合治理,各项措施生效后,土壤理化性质将有显著改善,农业灾害减少,农业生态环境逐渐步入良性循环轨道,土地生产力提高。治理区蓄水效益达到66.88%,保土效益达到89.14%,年均土壤侵蚀模数从治理前的3859.45t/km2·a下降到419.29 t/km2·a。

五、结论

人与自然和谐相处,坚持可持续发展是当今世界的发展主题,水利作为国民经济和社会发展的基础性行业,其可持续发展尤为重要。水土流失对环境的破坏十分严重,必须采取行之有效的科学方法加以治理,从而实现土地资源的永续利用,为可持续水利发展奠定坚实基础。

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