浅析勃利县小流域水土流失治理

2013-04-09 09:06张培君赵金波
水利科学与寒区工程 2013年9期
关键词:谷坊鱼鳞坑坡耕地

□ 张培君 赵金波

(作者单位:黑龙江省勃利县水务局 154500)

水土保持是保护生态环境,改善和提高环境质量的重要手段,是一项利在当代,功在千秋的大业。土壤是一种十分宝贵的自然资源,在自然条件下,生成1厘米厚的土层平均需要120~400年的时间。水土流失问题引起了全世界的普遍关注,联合国已将水土流失列为全球三大环境问题之一。

一、勃利县水土流失现状

黑龙江省勃利县双河镇靠山小流域属勃利西部丘陵漫岗中度水蚀治理区,水土流失严重,现有水土流失面积500多公顷,占流域总土地面积的57.21%。弱轻度侵蚀面积57.25公顷,中度侵蚀面积158.05公顷,强烈侵蚀面积97.44公顷,极强烈度侵蚀面积36.36公顷,剧烈侵蚀面积184.75公顷。水土流失类型主要为水蚀,其形态表现为坡耕地的面蚀和侵蚀沟的沟蚀,水土流失主要分布在坡耕地、侵蚀沟、荒地疏幼林中。流域内侵蚀沟发育沟道纵横,现有大型侵蚀沟12条,均为发展沟,总占地32.84公顷,沟壑密度为每公顷1.65公里。经土壤侵蚀模数核定,以地理信息系统软件ArcGIS为运算平台,逐地块提取侵蚀图斑背景要素(面积、坡度、植被、土地利用、土壤),纳入黑龙江省土壤流失议程(公式A=RKLSCP)对侵蚀模数进行数学推导,计算后得出,勃利县靠山小流域侵蚀模数每年每平方公里1 892.95吨,年土壤侵蚀量1.77万吨。

二、造成水土流失的因素

(一)人为因素

靠山小流域人为不合理的生产建设活动是加剧水土流失的主导因素。

1.利用方式不合理。长期以来,种植作物重无机轻有机,重用地轻养地的掠夺式生产,使土壤肥力和有机质含量下降,耕地结构遭到破坏,抗蚀抗冲性、蓄渗水性降低,旱涝灾害频发,水土流失加剧。此外,顺坡垄作也是加剧土壤侵蚀的原因之一。

2.森林遭到破坏。由于乱砍滥伐、毁林开荒、陡坡开荒、过度放牧等历史原因,几十年间,流域内林地面积锐减,有些地方因没有林草覆盖,成土母质裸露,水土流失严重。

(二)客观因素

1.气候。靠山小流域多年平均降水量为515毫米,年径流达200毫米。每年降雨集中在6~9月,降雨历时短,强度大,易形成地表径流,从而引发面蚀和沟蚀。同时,春秋两季冻融交替,地表或裸露母质膨胀产生松动崩解,在外力作用下发生位移。坡面上,由于表土融化,底土冻结,形成一个临时不透水层,地表面融化雪水不能下渗,崩解的表土被融雪径流侵蚀。

2.地形地貌。一是靠山小流域的地貌以丘陵漫岗为主,地面起伏较大,微地形复杂,易产生径流洪水。二是相对高差大,最高点高程382.5米,最低点高程170米,相对高差为212.5米。三是垦殖系数高,坡耕地比例大(坡耕地占耕地总面积的81.47%)。在相同条件下,因坡长坡陡,降雨后极易形成径流,从而增强冲刷,加重土壤侵蚀。

3.土壤。靠山小流域的土壤以暗棕壤、黑土为主。土质疏松,团粒结构差,极易产生水土流失。坡面和坡顶主要是活动沙质暗棕壤和白浆土,部分侵蚀沟切入基岩,成土母质为岩石半风化残积物,在沿河低洼地存有黑土和草甸土,成土母质为沉积物或冲积物。土质疏松,团粒结构差,表土层薄,在大雨、暴雨条件下,极易被地表径流冲刷分散,产生水土流失。

三、水土保持治理措施

按照落实科学发展观和全面建设小康社会的指导思想,依据小流域水土流失特点和土地利用结构调整,结合当地水土流失综合治理经验,按照水土流失发生发展的规律,及治理效益最大的基本原则,贯彻“预防为主,全面规划,综合防治,因地制宜,加强管理,注重效益”的水土保持方针,以坡耕地水土流失治理为重点,以提高农业综合生产能力为核心,因地制宜、因害设防地配置各项治理措施。同时要做到上下兼治、沟坡同治,植物措施、耕作措施和生态修复措施并举,蓄拦截排,科学配置。

(一)工程措施

以改垄和地埂植物带为主,同时建设一定数量的水平梯田及坡式梯田,以此加强基本农田建设。采取深松耕法、增肥改土等耕作措施,改变耕作粗放、广种薄收状态,达到拦截径流、蓄水保墒的目的。具体做法是:1~5º的坡耕地实施改垄;5~8º的坡耕地以修筑地埂植物带为主,同时在土壤条件较好的地块修筑水平梯田;8º以上坡耕地由于土层平均在30厘米以下,可修筑坡式梯田以拦蓄地表径流,改善立地条件,有效防止水土流失,加速土壤积累。

1.水平梯田。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、蓄水保土保肥的功效。

2.坡式梯田。坡式梯田是在坡耕地上沿横坡垄向等距培修土埂,其水土保持作用在于截短坡长,拦截水势,截断径流,有效防止坡耕地发生漫垄面蚀和断垄出沟现象。

3.地埂植物带。地埂是在坡耕地上沿横坡垄向等距培筑的土埂,其水土保持作用在于截短坡长,拦截水势,截断径流,有效防止坡耕地发生漫垄面蚀和断垄出沟现象。

4.鱼鳞坑整地。鱼鳞坑结合造林整地开挖,单坑平面形状为半园形,断面尺寸和密度应根据径流量和造林密度确定,并按设计规格断面尺寸进行开挖,边开挖边在坑下方修长半圆形围埂,并踏实筑好,有利于提高鱼鳞坑的拦蓄量和防冲能力。鱼鳞坑结合造林修筑后,要结合幼林管护进行清淤维修,以提高拦蓄能力。

5.沟头防护和谷坊。侵蚀沟治理是流域治理的重中之重,也是流域生态环境整治的难点。侵蚀沟治理主要是在侵蚀沟的沟头修筑柳条跌水,遏制塑源侵蚀。在沟底修筑谷坊群,合理配置浆砌石谷坊、干砌石坊与柳谷坊数量。使其巩固并抬高沟床,制止沟底下切。谷坊群布设原则是:沟道上游谷坊间距按设计要适当加密,下游谷坊间距适当放疏。

(二)生物措施

乔灌草相结合,加速植被覆盖,以涵养水源,固持土壤。水土保持实行工程措施与生物措施并重,通过水土流失的治理,积极有效地阻止一系列环境问题的蔓延扩展,实现水土固持。植被覆盖率提高,可有效改善水环境质量,促进整个生态系统的良性循环,继而产生巨大的社会效益和生态效益。

1.对现有天然林及人工林进行全面保护,封山育林,提高林地覆被率,增强保水保土和抗蚀能力。对灌木林地、疏林地和未成林造林实施生态修复,对疏林地进行补植,充分发挥大自然的力量,依靠生态自我修复能力,加快水土流失治理步伐。生态修复区周围要求插牌定界,制定相关的政策和制度,明确专人管理。

2.在荒山荒地合理布设治沟和截流工程的基础上,大力营造水土保持林,增加植被覆被率。在立地条件较好的地方发展经济林,根据市场的实际需要和当地的实际条件,选择具有较高附加值的树种;在立场条件差,造林难度大的地块,布设耐干旱瘠薄、根系发达的灌草,进行工程整地;在面积较小、坡缓、沟坡处种植乔、灌木,最终达到防治水土流失的目的。

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