昆明市云龙水库水源保护区水土保持规划研究★

2015-11-18 13:03谷永丽王宗泽
山西建筑 2015年34期
关键词:云龙危险度土壤侵蚀

谷永丽 王宗泽

(1.云南艺术学院设计学院,云南 昆明 650500;2.云南腾冲市林业局资源林政股,云南 腾冲 679100)

中国是世界上13 个贫水国之一,人均占有水资源仅为世界人均水平的1/4,居世界第110 位,全国有65.4%的人口饮用水质不合格[1]。以此相对应的是水源区生态环境遭到严重破坏,水质受到点源面源多重污染,水源保护区保护规划跟不上、管理不善的严重问题……面对目前的水源区状况,迫切需要我们对水源区的系统规划进行细致研究,尽快建立水源区生态保护的长效机制。

水源区水土保持规划是水源区生态恢复与建设的重要步骤,是水源地保护的前期工作。通过规划提出各种治理措施与途径,使水源地生态恢复与污染治理工作有章可循。文章将以昆明云龙水源区为例,探讨通过水源区水土流失的评级,提出切实有效的水源区水土保持措施,从而有效控制水源区水土流失,确保水源区的水质安全。

1 概念界定与水土流失评级方法

水源区水土保持的基本功能是防治水土流失,保护、改良与合理利用水土资源[2]。一方面,水土保持减少了水的流失,以滞流促渗的途径增加了水量,而水量在得到有效的调控之后又消弱了土壤侵蚀强度,避免了区内水质的污染;换一个角度来看,水土保持有力控制了土的流失,水质得到保障。

水是土壤侵蚀的第一动力,所以水土保持措施无论是工程的还是生物的,为了达到固持土壤的目的,往往是通过截持降雨、调蓄径流来实现[2]。这样,在进行水源地保护规划时,有意识地引进水土保持措施就可以在控制水土流失的同时,强化对水资源的保护和调节。

1.1 相关概念

平均土壤侵蚀模数——单位面积地块的年均土壤流失量[3]。

侵蚀模数——土壤侵蚀强度单位,是衡量土壤侵蚀程度的一个量化指标。也称为土壤侵蚀率、土壤流失率或土壤损失幅度。指表层土壤在自然营力(水力、风力、重力等)和人为活动等的综合作用下,单位面积和单位时间内被剥蚀并发生位移的土壤侵蚀量,其单位为t/(km2·年)[3]。

土壤侵蚀——土壤在水力、风力、重力等外力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程[4]。

1.2 水土流失潜在危险度评级方法

根据国家水土流失防治规范的水土流失评级方法,结合规划区内影响水土流失的人口环境容量失衡度(f1)、年降水量(f2)、植被覆盖度(f3)、地表松散物质厚度(f4)、地形坡度(f5)、土壤可蚀性(f6)、岩性(f7)和坡耕地占耕地比重(f8)等因子,分别乘其权重w1,w2,w3,w4,w5,w6,w7和w8,累加计算得总分值,由总分值的多少按表1,表2,确定规划区内水土流失潜在危险度的等级[5]。

表1 规划区水土流失潜在危险度评级标准表[5]

表2 规划区水土流失潜在危险度分级表[5]

1.3 水土流失后果危险度评级方法

根据规划区内各地块的土层厚度,现状年均侵蚀深度,计算临界土层抗蚀年限。按表3 确定的危险级别进行统计。

2 案例研究

2.1 保护区水土保持现状

表3 水土流失后果危险度分级表[5]

云龙水库保护区地势为西北高,东南低。区内以侵蚀构造成因的中低山地貌、岩溶构造成因的中山峡谷地貌为主,间夹侵蚀堆积成因的山涧河谷地貌。山体相对高差100 m~600 m,坡度一般在20°~40°之间,山体局部有陡崖。老木河、水城河及其支流河谷多呈“V”字形,其间分布着岩溶漏斗和岩溶洼地,是一个典型的山地地形[6]。根据水文部门监测数据:保护区内有明显水土流失面积252 km2,约占保护区总面积的34%,其中,中、强度流失面积达156 km2,占有明显水土流失面积的62%,平均土壤侵蚀模数为1 521 t/(km2·年)。根据我国行业标准SL 190—96 土壤侵蚀分类分级标准(见表4),规划区属轻度流失。以皎平渡乡和马鹿塘乡水土流失情况最为严重。

表4 土壤侵蚀强度分级标准表

2.2 规划区水土流失潜在危险度评级

根据规划区的实际情况,对相关因子进行取值计算,得到规划区内总分值为33.46,水土流失潜在危险度属危险型。具体取值结果见表5。

表5 规划区内水土流失潜在危险度评级结果表

2.3 水土流失后果危险度评级

根据保护区各类用地进行统计计算,得到流域内水土流失后果无险型面积约为446.12 km2,占保护区土地总面积的59.88%,轻险型面积约为293.34 km2,占保护区土地总面积的39.37%,危险型面积为4.99 km2,占保护区土地总面积的0.67%,极险型面积为0.55 km2,占保护区土地总面积的0.07%。具体见图1。

图1 保护区水土流失危险度评级

2.4 水土流失防治分区

根据保护区土地利用情况,水土流失程度、成因及潜在危险性,结合保护区自然地理特征,开发建设规模和水源保护要求,将其分为三个防治分区,见表6。

中部重点治理区是保护区水土流失较为严重的部分,由于该分区坡面坡度较大,大部分林地均处于幼林阶段,加上成土母质质地松散,泥石流、滑坡、崩塌等灾害频繁,对当地造成很大的经济损失,制约着当地居民生活水平的提高,同时,该区域也是云龙水库后备水源双化水库的水源地,因此,对该分区的水土流失必须加强治理。

表6 保护区水土流失防治分区表 hm2

中北部流域重防治区包括云龙、撒营盘两乡,是整个保护区面积最大、人口最多、经济最发达的区域。由于云龙水库库区位于该分区内,因此,该分区大部分处于水源区一级保护区内,水土流失治理的重点是对大面积的耕地进行农地水土流失防治。

南部预防保护区包括团街和茂山两个乡,该区面积较小,处于水源保护区三级保护区范围,水源流域不在此区域内,因此,该分区水土流失治理的重点是对耕地和面山进行水土流失防治。

2.5 保护区水土流失综合治理措施

1)封禁保护工程。

在云龙水库和双化水库环湖路以下岸区范围内进行全面的禁耕、禁牧、恢复植被等措施,治理面积约为935.6 hm2。封禁采用人工管护和自然恢复的方式,使林地郁闭度达到85%以上。主要采取以下措施进行:

a.混凝土刺丝围栏与生物围栏结合措施。在云龙水库和双化水库库岸边界,采用建造混凝土刺丝围栏和火棘围栏相结合的方式进行封禁,防止牲畜进入封禁区破坏植被,设置封禁管护标志示意牌对保护区居民进行告示,明确保护界线,共设混凝土刺丝围栏8 km,其中,云龙水库3.5 km,双化水库4.5 km,火棘围栏25 km,其中云龙水库15 km,双化水库10 km。封禁管护标志示意牌15 个,其中云龙水库10 个,双化水库5 个。

b.人为管护。设置封禁管护站5 处,其中以资一处、宜岔一处、火期一处,招桂一处,照块一处。管护人员30 人。其中:管护站5 人,村级管护员25 人。

c.补植。对云龙水库和双化水库库岸边的已退耕农地、半退耕农地和稀疏林地进行补植,使植被覆盖度达到85%以上。补植的标准采用荒山造林标准,实行工程整地。利用造林的最佳季节4 月、5 月进行施工,而且要做好幼林抚育工作,保证成活率。根据当地的气候、土壤等条件,可补植滇杨、滇大叶柳、山杨柳、刺槐、柳杉、乌桕、滇朴、苦楝、元江栲、滇石栎、黄毛青冈、窄叶石栎、山黄麻、细齿叶柃、滇野山茶、厚皮香、滇含笑等,种植面积约为584.75 hm2。水库沿岸可选择垂柳、滇杨、水杉等,形成较好的岸边景观,种植面积约93.58 hm2。

2)林地水土流失治理。

针对保护区内的疏林地、未成林地、灌木林地和未利用土地,治理总面积为11 227 hm2,其中皎平渡乡201.36 hm2、团街乡344.46 hm2、马鹿塘1 042.55 hm2、云龙3 658.74 hm2、撒营盘5 907.39 hm2、茂山乡72.5 hm2。本措施主要应用生态学原理,根据保护区环境特点、气候特征对林地植被进行恢复与重建。通过该措施的实施,将改变保护区现有林地植被单一,生态效应不明显的缺点,使保护区森林的水源涵养功能、防风固土功能得到体现,使林地水土流失得到治理,避免泥石流、滑坡、崩塌灾害的发生。

树种选择:植物群落具有稳定生态功能和较高生产力的关键。因此,在保护区森林树种选择中,优先选择乡土树种,适当引进优质高效、性能稳定的外地树种,实行适地适树,并与乡土树种一起营造人工混交林,以改变树种单一的格局,提高保护区森林面积和植被系统的水保能力。

a.面蚀山区水土保持林树种选择。在保护区内适宜种植的树种为:圣诞树、圆柏、旱冬瓜、栓皮栎、滇青冈、元江栲、滇石栎、包斗栎、槲栎、锥连栎、滇合欢、华山松、云南松、滇油杉、黄毛青冈、毛叶栎、大叶栎、铁橡栎、光叶高山栎、矮高山栎、坡柳、苦刺、清香木、牛筋条等。

b.泥石流、滑坡、崩塌防护林树种选择。在保护区土质区和石质山地的河流上游沟头侵蚀严重,易发生泥石流、滑坡、崩塌等灾害的地段,宜种植的树种为:栓皮栎、云南松、圆柏、藏柏、柳杉、麻栎、黑荆树、旱冬瓜、蓝桉、坡柳、火棘、苦刺、清香木等。

c.可考虑的外来树种。在充分运用上述优良乡土树种构建先锋群落的同时,还可考虑种植板栗、花椒、油桐、杜仲、苹果、山楂、桃、梨、李、慈竹、紫竹、棕榈等经济果林,增加保护区森林的经济效益。另外,引进墨西哥柏、油橄榄、光叶紫花苕、黑麦草、红花(白花)三叶草、戟叶廖、高羊茅等适生外来物种,丰富区域生物多样性,构建水土流失防治植被的优良模式。

3)农地水土流失防治。

为从根本上解决保护区农地水土流失与当地群众粮、柴问题,采取工程措施和生物措施相结合的原则,根据不同坡度对农地因地制宜地采取梯田、山边沟、农地安全排水、复合农林业等具体水土流失防治措施。梯田措施:对保护区内25°以上的陡坡地开垦的农用地,一律退耕还林,进行穴状、鱼鳞坑整地,缺株补苗,森林抚育、封山育林,使其尽早恢复植被,提高森林郁闭度。退耕面积约292.5 hm2;对保护区坡度在25°~7°之间的农地,采用反坡梯田和相应的边沟排水工程进行水土流失防治;对于保护区坡度在7°以下的农地,采用修建波浪式梯田进行水土流失防治。坡改梯面积约为2 468.79 hm2。

4)小型水利水保工程措施。

塘堰整治:对保护区现有病险塘堰进行整治,整治内容包括清淤、防渗防漏处理、坝体加固、放水涵管的疏通和整修;溪沟整治:对流域内两侧分布农田面积较大和居住人口较多的支流性溪沟进行整治、修筑和加固河堤,保护田舍,促进山上退耕和群众安居。溪沟整治要与受益农户山上退耕相结合,治理后不能降低河道行洪能力,在上游应配套拦砂措施;谷坊、拦砂坝:在流域内泥砂大、沟蚀严重,容易发生泥石流、滑坡、崩塌等灾害,对生产用地和村庄构成威胁的坡面侵蚀沟因地制宜布设。

3 结语

为使保护区内水土流失得到基本防治,当地水保部门实施了一系列如退耕还林、坡改梯、禁止规划区居民乱砍乱伐、禁止在林区中放牧等相关措施,使保护区内水土流失防治工作取得了一定效果。但由于治理办法简单,缺乏系统规划指导,治理效果并不十分明显,没有从根本上解决水土流失治理矛盾。希望通过科学合理系统规划的全面实施,能让水源区水土防控工作卓有成效。

[1]周莉蓉.珍惜水资源 推进节水型社会建设[J].成都水利,2004(2):5.

[2]王维平,范明元.水土保持在肥城市城区水源地保护规划中的应用研究[J].水土保持研究,2002(1):143-144.

[3]张增祥.基于遥感和地理信息系统(GIS)的山区土壤侵蚀强度数值分析[J].农业工程学报,1998(3):77-83.

[4]张 娟.基于遥感和GIS 的布哈河流域土壤侵蚀研究[D].西宁:青海师范大学,2012.

[5]张 勇,卫正新.右玉县土壤侵蚀潜在危险度评价研究[J].人民长江,2008(24):24.

[6]昆明市重点水源区保护委员会办公室.云龙水库水源保护区总体规划前期环境现状调查及评价报告[R].2007.

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