岱岳区羊栏沟小流域综合治理经验

2014-04-07 14:36程艳青王明明赵发权
山东水利 2014年4期
关键词:岱岳区谷坊梯田

程艳青,王明明 ,赵发权

(1.泰安岱岳银河水务有限公司,山东 泰安 271000;2.岱岳区水务局,山东 泰安 271000)

羊栏沟小流域位于泰安市岱岳区黄前镇,地势地形北高南低。一般海拔高度在120—320 m之间。总面积10.60 km2,其中水土流失面积9.10 km2,占总面积的85.85%。地表出露层为火成风化岩以花岗岩、片麻岩为主。流域内群山起伏,沟壑纵横,沟谷坡度较陡,沟底冲刷严重,沟壑密度2.8 km/km2。小流域母岩为花岗片麻岩,岩石破碎,风化快。土壤类型以棕壤和褐壤为主,pH值6.5~7.5,土壤质地以砂壤居多。土层厚度不匀,盆地土层一般在50~95 cm之间,山岭土层仅30~45 cm。气候属温带大陆性半湿润半干旱季风气候,对年平均降水量770 mm,降水量有明显的季节性。

1 水土流失和治理状况

1.1 水土流失的成因及原因分析

岱岳区小流域具有北方土石山区水土流失典型特征,以水力侵蚀为主。山地相对高差大,土层瘠薄,沟头侵蚀、沟底侵蚀多已下切至岩石,且多为漂石、砾石,为水土流失多发区。流域内水土流失面积9.10 km2,占流域面积的85.85%,年平均侵蚀模数2 960 t/km2·a,土壤侵蚀量为2.75万t。水土流失主要集中在沟壑地、山坡疏林地、幼林地及整修不规范的道路和山坡梯田,形式主要为面蚀和沟蚀,由于地形复杂,地表人为扰动频繁,加之长期以来不合理的耕作与放牧活动,使得流域内耕地土层逐年变薄,土壤水分养分大量流失。水土流失成因主要是地形因素、气候因素、人为因素3个方面。

1)地形因素。羊栏沟小流域内地形起伏较大,最大相对落差达到220 m,山体陡峭、沟壑纵横,这样的地形特点为面、沟蚀的产生、发展提供了条件。陡峭的山体使地表径流汇流时间缩短,容易形成山洪,短历时、高强度的流水对沟道形成强烈的下切和扩张作用。同时由于山体陡峭,沟道两侧的岩体经风化、破碎后在重力、水力作用下堆积在沟道内,在流域沟道内形成独特的“固体径流”。

2)气候因素。小流域地处大陆性季风气候区,多年平均降水量的75%集中在6~8月,根据水文观测资料,降雨年内时空分布的不均匀和高强度降雨是造成水土流失的重要因素。

3)人为因素。人口密度很高,人为活动过于密集。除有很少的水土保持林零星分布外,其他都是农业用地和生活用地,开垦指数高,还有不少农地是在25°以上坡面开垦,达到甚至超过了土地承载力。同时耕作方式多为清耕,农地中具有固持土壤的草全部清除,导致本身很薄的土层直接承受降雨的侵蚀,使地表植被受到破坏,固土能力下降,加速了水土资源的流失消耗。

1.2 水土保持现状

岱岳区政府对治理水土流失、恢复生态环境工作十分重视,通过试验、示范、总结推广和不断的发展,从单项措施到综合治理;从分散治理到按小流域集中连片治理;从单纯治理转向防治并重、预防为主;从防护性治理到开发性治理,走向科学化、规范化轨道。目前,小流域内已治理水土流失面积4.26 km2。形成了有一定防护效益的水土保持工程,建成水土保持林121.2 km2,经济林92 km2,水平梯田130.6 km2,塘坝2座。初步形成了山上林山腰果、山下田的山区水土保持体系。

1.3 小流域治理水土流失的具体措施

根据流域自然条件、社会经济情况和水土流失特点,按照“先坡面后沟道、先支沟后干沟、先上游后下游,工程、生物措施结合,山、水、林、田、路统一规划”的原则,进行水土保持综合治理措施的配置。

1)水平梯田。水平梯田主要是按“大弯就势,小弯取直”的原则,沿等高线确定梯田断面,设计不同坡度下梯田的优化断面。水平梯田的设计防洪标准为抵御项目区10年一遇24 h最大暴雨,一般减少径流90%,减少泥沙95%以上。

水平梯田规格既考虑减少治理投工、降低工程投入,同时便于耕作等因素。梯田的断面设计一般是地面坡度越陡,田面宽度越小;相应的田坎高度越大,而坡度越缓则相反,田面宽度因地面坡度的不同设计在5~10 m之间。为拦蓄设计频率降雨的地表径流,在梯田外侧设计蓄水埂,为消除超标准暴雨造成的危害,在梯田内侧设计排水沟。

2)水土保持林。总结多年的造林经验,以立地条件类型为依据,考虑微环境差异,结合现有的栽培水平和运用先进的造林技术进行设计,因地制宜,以获得稳定持续的林分环境。优先选择适宜的乡土树种,或经多年栽培、适应性较强的引进树种,从技术上为苗木的高成活率提供保障。

3)经济林。主要在阳向坡地,整地规格为穴状整地;造林方法主要为早春截干栽培,截干后及时摘芽定株,郁闭以前进行间作,随时松地除草。在封育区各主要进口道路旁设置封禁管护公告碑;封育围栏设施;成立护林组织,固定专人看管;制定护林乡规民约。

4)谷坊。谷坊工程主要修建在沟底比降较大的沟段,其主要任务是巩固并抬高沟床,防止沟底下切,同时也稳定沟坡,制止沟岸扩张。防御标准一般为10年一遇6 h最大暴雨(118 mm)。根据当地情况建重力式浆砌石阶梯式谷坊6道共50 m,重力式浆砌石谷坊高2.0 m(基础深0.3 m),顶宽1.0 m,下游坡比降1∶0.8.采用浆砌石砌筑。

5)生产道路。按照地形现状新修生产路,路面宽度5 m,起拱0.16~0.18 m,弯道和地形陡坡处,路面要求不起拱,标准外高内底,外高一般不低于0.30 m,对易冲刷和陡坡处,铺筑4 m宽石路面。对山沟过水较大的路段,修筑过路漫水桥;对山沟过水较小的路段,修筑过路涵洞,在常年过水溢山泉的小流量沟道,埋设直径0.50 m或0.30 m混凝土管,管道两头浆砌八字墙。

2 治理效果

羊栏沟小流域综合治理面积2.8 km2,坡改梯面积67.17 hm2,其中改造中低产田40 hm2,新发展经济林64.50 hm2,水土保持林18.75 hm2,建蓄水池1座,建谷坊6道,修建道路10 km,其中建漫水桥3处,过路涵洞2处,过水管涵3处,共动用土方16.73万m3,新植苗木15万株。

通过水土保持综合治理,流域内土壤侵蚀模数下降至2 000 t/(km2·a)以下,林草保存面积占宜林宜草面积80%以上,生态面貌得到逐步改善,防护体系整体功能增加,各项综合治理措施相互作用,流域生态环境有了较大改善。提高了水源涵养能力和土壤保肥、抗侵蚀能力,有效地拦截地表径流,增加水资源可利用量,补给地下水,改善水土资源分配利用过程,小流域逐步走向生态经济良性循环。

通过水土保持综合治理,调整了不合理的土地利用结构,做到各业用地比例合理,布局恰当,治理保护与开发利用相结合,建成满足群众粮食需要的基本农田和能适应市场经济发展的林、果等商品生产基地。土地利用率达到80%以上,土地产出增长率达到50%以上。到实施期末实现现金收入比当地平均增长水平高30%以上,小流域经济发展初具规模。

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