合阳西沟小流域治理方案

2014-08-15 00:45王俊芳
陕西水利 2014年4期
关键词:谷坊西沟水土保持

王俊芳

(合阳县水土保持工作站 陕西 合阳 715399)

1 概况

位于合阳县城西部与澄县交界的大浴河流域中部的故池西沟小流域,距合阳县城24km,包括王村镇的王村、井溢、和家庄镇的故池、秦城四个行政村,流域总面积41.2km2,水土流失面积37.3km2。故池西沟治理片属暖温带半干旱大陆性季风气候区。故池西沟治理片涉及合阳王村镇的4个行政村20个村民小组8000人,人均耕地面积0.21hm2,人均基本农田0.07hm2。故池西沟小流域(片)农、林、牧、副业等生产水平低,农村产业结构单一,农业以种植粮食和低效经济作物为主,自我发展能力和抗御自然灾害能力较低,群众生活贫困。

2 水土保持现状和水土流失存在问题

2.1 水土保持现状

多年来,在各级党委和政府的领导下,故池西沟小流域内广大干部群众发扬“自力更生,艰苦奋斗”的精神,开展了长期的水土保持治理工作,截至2005年底,故池西沟治理片已治理水土流失8.65km2,治理程度达到23.2%,其中建设基本农田600.13hm2,营造经济林259.23hm2,栽植水保林6hm2。

2.2 水土流失存在问题

2.2.1 水土流失面积大,治理任务多,难度大,治理进度缓慢

故池西沟治理片土地总面积41.2km2,其中水土流失面积37.3km2,占总土地面积的90.5%。平均土壤侵蚀模数3850t/km2,其中:轻度9.38km2,占水土流失面积的22.8%;中度8.99km2,占水土流失面积21.8%;强度20.75km2,占水土流失面积50.3%;极强1.63km2,占土流失面积4%;剧烈0.75km2;占水土流失面积1.1%。流域内塬高沟深、坡面陡峭,沟壑切割塬面的塬面破碎,塬坡植被稀少,严重的水土流失不仅造成土壤贫瘠,耕地减少,而且使水库、渠道等水利设施淤积严重,调洪、灌溉等能力丧失,给项目区及下游人民生活、生产带来极大不便。

2.2.2 广种薄收,陡坡开荒,农业生产粗放经营,土地利用结构失调

故池西沟治理片总面积4120hm2。其中农业用地1813hm2。由于条件恶劣,当地群众迫于粮食、饲料需求量增加的压力,长期以来一直进行单一的粮食生产,沿袭“广种薄收”的生产方式,陡坡开荒,乱垦滥牧等,采取对土地资源的掠夺式经营方式,加剧了水土流失。

2.2.3 治理投入少,治理措施科技含量低,新技术、新措施的应用较少,水土保持综合防治体系难以形成

近年来,虽然西沟小流域有零星的治理,但多为小打小闹的沟道治理措施,没有将坡面与沟道结合起来综合治理。同时,由于投资力度不够,延缓了治理进度,并且治理规模小,治理区域分散,致使治理程度低,管护难度大和规模效益低。

2.2.4 边治理,边破坏的现象依然存在

西沟流域内生态环境恶劣,使得水土极易流失。随着人口不断的增加,迫于粮食、饲料需求量增加的压力,人们不断对土地资源进行掠夺式开发,加剧了土壤侵蚀程度。同时,流域内修路、挖砂取石等人为的经济开发建设活动,破坏、扰动了地表植被和原生坡面,造成了一边在进行水土治理,一边又产生新的人为水土流失。

3 水土流失成因及危害

3.1 地形破碎,水土极易流失

故池西沟治理片地势北部高而南部低,海拔最高点743.5m,最低点514.6m,呈现出塬、峁、坡、沟、台地相互交错地貌类型,属典型的黄土台塬沟壑地,地势由东北向西南倾斜。在总面积中,沟壑面积25.37km2,塬面面积15.83km2,沟壑密度2.3km/km2。由于地形的影响,从分水岭至沟床、沟谷,水力、重力侵蚀最为活跃。

3.2 土质疏松,加剧了水土流失

故池西沟治理片属黄土高原沟壑区,其下伏基岩主要由奥陶纪石灰岩组成。岩石种类一般为石灰岩、页岩和砾岩。其中砾岩的构造胶结程度较差,有孔隙,风化较强,主要分布于在本流域内,石灰岩构造致密多孔,遇水可溶性强,岩石的共性为抗蚀性较差,加之地表层第四纪覆盖物疏松,因而水土流失较严重。土壤有垆土、半垆土、绵土和少量姜石土,具有质地疏松,孔隙多,抗蚀力低等特点,易为水力所分散,崩解速度快,是流域内泥沙的主要来源。

3.3 植被稀少,降低了保持水土的能力

流域内林业用地仅为265hm2,仅占流域面积的6%。由于人口增长,陡坡开荒等,现在残留的天然植被主要是一些低矮的草本植物,因此,保水保土作用很低,其下部均有不同程度地水土流失现象发生。

3.4 降雨时空分布不均,进一步加大了水土流失

小流域属暖温带半干旱气候区,多年平均降雨量532mm,全年降水分布极不均匀,降雨主要集中在7月~9月,占年降雨量的70%左右,雨量集中,历时短,强度大,洪峰较高,产流量集中,一次洪水产流量大,含沙量也特别高,是造成水土流失的主要原因。

3.5 水土流失危害

严重的水土流失造成生态环境恶化,旱、涝、冰雹等自然灾害频繁,土壤日益贫瘠,土地单产低,农业生产水平低下,粮食平均亩产只有80kg左右。生态系统失调,人民生活贫困。汛期,泥石流山洪灾害频发,给人民生命财产造成严重危害。

4 建设方案

4.1 建设目标及工程布局

按照新农村建设规划、陕西省渭北经济林建设规划、合阳县“四大产业”发展规划和农村共同发展小康社会的目标,本次规划治理水土流失19.05km2,修筑谷坊5座,新增基本农田81.92hm2,沟头防护1.5km。通过造林种草,人为水土流失基本得到控制。总体布局为:在村、路附近选择缓坡和塬坡修建基本农田;在村、路附近较缓坡地栽植以花椒、枣和柿子为主的经济林;在距村、路较远的缓坡地和村、路附近的陡坡地栽植以刺槐、杨树为主的乔木林;在距村、路较远,坡度稍大的陡坡地栽植紫穗槐灌木林,种植紫花苜蓿人工草;在村旁、路边修建集雨水窖工程。

4.2 水平梯田

水平梯田设计主要是水平梯田断面,坡度越陡,田面宽度越小,相应的田坎高度越大,坡度缓则相反。本小流域属黄土丘陵沟壑区,土层覆盖较厚,本次设计均采用土坎梯田,防御标准采用20年一遇6h最大暴雨。根据西沟流域实际,当地面坡度在5°~10°时,坡耕地修筑水平梯田断面为田面宽14m,田坎高1.62m,田坎占地0.66m,田坎坡度75°,地埂高0.3m,地埂顶宽0.3m,地埂底宽0.6m;当地面坡度在10°~15°时,坡耕地修筑水平梯田断面为田面宽11m,田坎高2.33m,田坎占地1.12m,田坎坡度70°,地埂高0.3m,地埂顶宽0.3m,地埂底宽0.6m。

4.3 造林设计

根据土地适宜性评价结果,结合流域自然条件、水土保持林的适生特点及流域水土保持生态建设指导思想,水土保持造林一般布设在退耕坡耕地上,乔木林布设在沟道、沟头、村庄周围、田间道路、退耕缓坡地和缓坡荒地上;灌木林布设在退耕陡坡地和小于25°条件较好的荒地上,在阳坡以适生的杨树为主,阴坡以刺槐和紫穗槐为主。经大量的实地调查和分析,确定出本次设计采用以下造林树种:乔木林树种为刺槐和杨树,经济树种为柿子、冬枣、花椒;水土保持灌木树种为紫穗槐。造林密度:乔木林造林密度:刺槐1650株/hm2,杨树1650株/hm2;经济林造林密度:柿子1050株/hm2,冬枣1050株/hm2,花椒1650株/hm2;灌木林造林密度:紫穗槐4500株/hm2。

4.4 人工种草

根据土地适宜评价并结合西沟小流域实际情况,人工草布设在立地条件较好、小于15°的退耕坡耕地和荒坡地上,选择适生的优质、高产、营养价值高的紫花苜蓿。规划人工种草162.49hm2。在播种前,缓坡地应深翻20cm左右,然后及时耙耱保墒;退耕坡耕地尽可能先整地,有利于保水保土。前一年整地,第二年种草。播深1cm~2cm。土壤墒情差,土质沙性大的应深些;土壤墒情好,土质粘重的应浅些。

4.5 封禁治理

封禁治理主要布设在小于20°的荒地上和大于25°的退耕坡耕地上,规划封禁治理面积310.61hm2。除了实行专人管护外,在交通要道醒目处,或行政区属变更处、路旁等处设立6块宣传牌,使群众认识到封禁治理的重要性。对离村庄、道路等较近沟头、沟沿边区域用水泥栏杆、刺绳围栏4188m,防止人畜下沟,破坏植被。水泥栏杆为砼结构,高200cm、长10cm、宽10cm。平均100m围栏设立水泥栏杆6个,水泥栏杆埋深50cm,在地面距40cm、90cm、140cm处各拉一道刺绳。

4.6 水窖

水窖类型为瓶式水窖,单窖容量50m3。窖筒直径0.6m,深2.0m。旱窖(不蓄水部分)上部与窖筒相连,深2m。直径向下逐步放大,到散盘处直径4m。水窖(蓄水部分)深5m,从散盘处向下,直径逐步缩小,到底部直径3m。窖口直径0.6m,高出地面0.2m。沉沙池布设在来水方向的路旁,距窖5m。进水管为圆形,直径0.3m,管口在沉沙池从地表向下深约2/3处,管身以1∶10坡度向下与旱窖相连。

4.7 沟头防护

西沟小流域沟头防护工程选在井溢村的两处沟头,村东一处,村西一处。降雨形成的冲沟跌水,威胁井溢村村庄及道路的安全。本次设计在井溢村西沟头1.0km、东沟头0.5km,共修建沟头防护工程1.5km。根据井溢村沟头土壤、地形、地貌,确定沟头防护工程采用蓄水型围埂。经计算,得到井溢村东沟头防护工程H=0.73m,根据计算结果,结合本规范、设计围埂埂高1m,顶宽0.5m,内外坡比均为1∶1。

4.8 谷坊

谷坊工程主要修建在沟底比降较大(5%~10%或更大)、沟底下切剧烈发展的沟段,其主要任务是:巩固并抬高沟床,制止沟底下切,同时也稳定沟坡、制止沟岸扩张(沟坡崩塌、滑塌、泻溜等)。本次设计谷坊的防御标准为20年一遇6小时最大暴雨,根据谷坊的建筑材料,本次设计五座谷坊全部为土谷坊,高3m,下一座谷坊的顶部大致与上一座谷坊的基部等高,按照顶底相照的原则,计算谷坊间距为61.9m。谷坊断面坝高3m,顶宽1.5m,底宽9.0m,迎水坡比1∶1.3,背水坡比1∶1.2。

5 结语

故池西沟小流域内水土流失严重,环境恶劣,通过分析水土流失存在问题和产生的原因,提出了针对性的流域治理方案。通过治理,可治理水土流失面积17.31km2,各项措施年可增收362.6万元,可拦泥174万t,年可减少侵蚀量5.8万t。通过治理,不但丰富了流域内的自然资源,而且使流域内生态环境逐步改善,建立起协调的生态体系,实现可持续发展。

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