榆阳区稻科湾小流域综合治理探析

张胜利

(榆林市水土保持科学研究所,陕西 榆林 719000)

榆阳区稻科湾小流域综合治理探析

张胜利

(榆林市水土保持科学研究所,陕西 榆林 719000)

摘要：稻科湾小流域为黄土丘陵地貌，区内沟壑纵横、沟谷深切，土壤侵蚀模数为8000 t/(km2·a)，属于国家级水土流失重点治理区。通过分析稻科湾流域基本情况、水土保持现状和水土流失危害，对水土保持存在问题进行探讨，结合实际，按照“分类防治，因需施措；沟坡兼治，生态优先；注重示范，强化监测”的思路，从坡改梯、谷坊、集雨窖和水保林建设等方面，提出流域综合治理方案，以改善区域生态环境。

关键词：榆阳；小流域；水土流失；治理；措施

1概况

稻科湾小流域位于榆林市榆阳区南部丘陵山区，涉及榆阳区青云镇的杜家沟、郑家川、李家山、太平沟、稻科湾和古塔镇的松树峁等6个行政村，共有人口3356人。流域总面积38.36 km2，其中耕地807.92 hm2，水土流失面积35.30 km2[1]。小流域为黄土丘陵地貌，间挟有黄土盖沙地貌，地势东北高西南低，海拔标高在1281.61～1057.0 m之间，相对高差为224 m。区内沟壑纵横、沟谷深切，水土流失严重，属于国家级水土流失重点治理区。

2水土保持现状和水土流失危害

2.1水土保持现状

稻科湾小流域是无定河流域水土流失严重地区，区内植被稀少，沟壑纵横，地形破碎，水力、风力、重力侵蚀并存。自2013年以来，各级政府高度重视水土流失的防治工作，大力营造水土保持林，建设基本农田，取得了显著成效，截止2015年，流域内共完成综合治理面积1131.15 hm2，治理度达32.0%，小型水利水保工程15处。

2.2水土流失现状及危害

黄土高原区以其强烈的土壤侵蚀著称于世[2]。稻科湾流域内水土流失量主要来自原有地貌黄土梁峁、沟壑、荒草地和疏林地区域，土壤流失强度以强烈和极强烈侵蚀为主，流域土壤侵蚀模数为8000 t/(km2·a)，年土壤侵蚀量为28.24万t。地貌特征是影响水土流失的主要因素之一[3]。严重的水土流失不但影响了农业生产的发展，还恶化了生态环境，加剧了土地和小气候的干旱程度以及其他自然灾害的发生。主要表现在：

一是冲毁土地，破坏农田。流域内土壤抗蚀能力差，陡坡垦种又为水土流失创造了条件，每逢暴雨加速了细沟、切沟的扩张和冲沟发育，将土地分割得支离破碎，表土随水冲走。

二是土层变薄，肥力减退。坡耕地侵蚀严重，土壤有机质不断被洪水冲走，导致土壤贫瘠，肥力下降，土地生产能力日趋降低。

三是淤积河道、水库，影响河道行洪、农业灌溉。由于严重的水土流失，已造成榆溪游河河道淤积严重，每遇较大洪水，会造成行洪不畅，洪水倒灌，对当地造成严重的洪水灾害。

四是威胁村镇，破坏交通。严重的水土流失造成地表拦蓄径流能力下降，使洪水暴涨暴落，山洪暴发，冲毁道路，淹没农田。

五是生态失调，干旱缺水。由于长期的水土流失，使项目区生态环境遭到严重破坏，旱情、沙尘暴日趋发展[4]，大小河流断流频繁，生态环境恶化，灾害严重。据调查流域内近两年内共出现大小旱灾13次，农作物收成不到3成，给农业生产带来巨大损失。

3水土保持存在问题

(1)流域内耕地多为以前开垦的人工窄排梯田和坡耕地，产量低而不稳，需增加部分高标准基本农田面积。

(2)流域内有大面积的荒草地，容易受到雨水和风沙侵害。荒草地1025.72 hm2，占总面积的26.7%，因此，在满足人均粮食需求的前提下，大力发展水土保持林草有利于减少水土流失。

(3)流域内产业结构不合理，农用地面积较大，林牧业用地偏少。稻科湾小流域内农、林、牧用地比例为1∶0.82∶0.11，流域内耕地、荒草地、疏林地比例较大，经果林、林草地比例较小，且郁闭度较低，普遍在0.2以下，大部分疏林地林分质量较低，成为水土流失的重要原因之一。

(4)生态环境恶劣，水资源供需矛盾突出。稻科湾流域属榆溪河流域一级支流青云沟水系，主沟长8.5 km，为季节性河流。流域内地下水资源贫乏，只在有隔水层存在的局部地段才有泉水出露，水资源贮量稀少，可利用水资源量相对较少，水利配套设施较差，水资源紧缺。

4综合治理方案

通过坡改梯、谷坊、集雨窖和水保林等综合治理，减少泥沙进入下游河段，促使当地生态环境、农业生产条件得到显著改善。

4.1工程布局

小流域治理是山区实现可持续发展的首要问题[5]。根据流域区的地貌特征，治理措施布局以太平沟村、新庄科村为中心，向四周辐射，以坡面水土保持为主导，从梁峁顶、梁峁坡、峁边线、涧地区、沟谷坡、沟谷底进行措施综合配置，在近村缓坡地修筑水平梯田，沟道内建设土谷坊，封山育林育草。为了推动和规范水土保持重点治理工作,发挥小流域典型示范作用,在太平沟村规划修建500 m3蓄水窖，打造4.3 hm2种植示范点，配套节水喷灌设施，发展高标准林果种植。

4.2坡改梯工程

稻科湾小流域现有坡耕地坡度均小于25°，根据粮食预测，小流域内靠近居民点的集中连片的坡耕地进行坡改梯，共包括17个图斑，坡改梯治理面积为92.55 hm2。梯田的设计防洪标准为20 a一遇24 h最大暴雨，田面宽度为：地面坡度在5°～10°，排宽大于35 m，田坎高度4.0 m以上；地面坡度10°～15°，排宽大于25 m，田坎高度5.0 m以上。土层厚度60～80 cm，熟土层在30～50 cm，进行适当深翻。根据流域内土壤、地质、水文、坡度等因素，按图1土坎梯地设计图设计。

图1　土坎梯地设计图

水平梯田断面要素关系为：

田坎高度

(1)

原坡面斜宽

(2)

田面毛宽

Bm=Hctgθ

(3)

田坎占地宽度

b=Hctgα

(4)

田面净宽

B=Bm-b=H(ctgθ-ctgα)

(5)

式中：θ为原地面坡度；α为梯田田坎坡度。

除以上因素外，田边应有蓄水埂，高0.5 m，顶宽0.5 m，内坡比1∶1。

工程土方量计算:V=1250 H(根据四舍五入取近似值)。

按照地形条件，梯田地块设计长度为100～300 m。

选择169号地块作为典型图斑进行断面设计，共22排。计算结果见表1，不同坡度的典型设计见附图1(田块设计1～22)。

表1　坡改梯断面尺寸计算表

梯田修平后，在挖方部位多施有机肥(单位面积施肥量较一般施肥高一倍左右)，同时深耕30 cm左右，促进生土熟化，并栽植经济价值高的花椒来发展田坎经济。

4.3谷坊

重点治理沟道比降大，遇暴雨易形成山洪，冲毁农田，淤塞沟道，抬高河床，造成严重的水土流失的沟道。根据工程的地质条件、气候特征及水文条件，在比降大于5%的太平沟布设土谷坊8座。防御标准为20 a一遇3～6 h最大暴雨。谷坊断面为梯形，坝高3～4 m，顶宽3 m,底宽9.0～13.2 m，迎背水坡坡比1∶1.2，谷坑内土地平整度达到0.2%。溢洪口设在土坝一侧的坚实土层上，上下两座谷坊的溢洪口尽可能左右交错布设。溢洪口为明渠式，梯形断面，底宽1.0 m，深0.5 m，坡比1∶1。谷坊间距：15～30 m。

4.4集雨节灌工程

集雨节灌工程包括集雨场、沉淀池、蓄水池、供水管道和节灌设备。工程位于太平沟村东南的青草梁山顶上，现有硬化场地约0.33 hm2。为了保持水土，美化环境，在集雨场周边裸露的区域栽植100株油松。同时，将集流面汇集的雨水全部收集进入沉淀池进行沉淀，设计沉淀池为圆形，半径为3.98 m，池深0.9 m，采用M7.5水泥砂浆砌砖建筑，沉淀池进水口处设置拦污栅。设计蓄水工程有效容积为500 m3。根据对现场的初步勘察，设计单池长14.0 m，宽10.0 m，高3.5 m，基础采用0.6 m厚的3∶7灰土垫层进行处理，地基承载力不小于150 Pa，池底厚度为0.25 m,池壁厚度为0.25 m。水池设计抗渗等级为S6，水池内外壁、底板采用1∶2防水水泥砂浆进行抹面，磨面厚度为20 mm，顶板支柱、导流墙抹面可用1∶2水泥砂浆抹面，抹面厚度为15 mm，顶板外表面用水泥砂浆找平后，铺设SBS防水卷材，并覆土夯实，覆土厚度为1.0 m。

供水管道分为两级，主管道首端与蓄水池连接，由高到低沿生产道路布置，在每一台梯田地上设置1座分水阀门井，由阀门井引出支管道，按喷灌设计的间距进行布置。设计供水主管道管径为160～90 mm，管道压力为0.63 Mpa。喷灌系统支管垂直主风向布置，喷头间距采用18 m，支管间距采用24 m，在设计风速时喷灌均匀系数不低于75%。

4.5林草措施

水土保持林：主要布设在流域内25°以上的荒草地上，坡面营造以樟子松、侧柏、紫穗槐为主的护坡林；对于峁边线侵蚀强烈，可采取鱼鳞坑整地，栽密集型紫穗槐灌丛带，拦截径流，防止崩塌；沟谷底栽植沙棘封沟林，防护沟头溯源侵蚀，水保林面积为327.11 hm2。

经济果林：在近村、立地条件较好的向阳坡地采取水平阶或大鱼鳞坑整地方式种植大扁杏，以增加农民收入，经济林面积80.83 hm2。

植物护埂：在新修的梯田坎上种植紫穗槐，一来保护田坎，二来增加收入。植物护埂7.2 km。

道路绿化：对新修生产道路进行绿化，路边栽植行道树5.9 km。

水土保持草：在远村陡坡地种植紫花苜蓿等适生牧草，种草面积142.46 hm2。

封育：主要布置在流域内的疏林地上。选择的疏林地经采取补植、人工管护后能够利用自身条件恢复森林植被，封禁的荒山杂草地不适宜造林，封禁治理面积为745.76 hm2，在封禁区的主要出入口布置封禁牌。

5结语

稻科湾小流域内全年干旱多风，风蚀严重，水力面蚀发育，水土流失严重。根据国家水土保持重点建设工程《榆阳区刘千河项目区实施规划报告(2013—2017年)》，对稻科湾小流域进行综合治理。通过此次治理，水土流失得到有效治理和控制，治理程度达到70%以上，林草覆盖率达到30%以上，人均基本农田0.1 hm2以上，农业产业结构和土地利用结构趋于合理，农民人均纯收入稳定增长，生产生活条件得到改善。

参考文献：

[1]李晨.榆林县稻科湾组织水土保持常年基建连的经验[J].人民黄河，1959 (11):36-40.

[2]陆兆熊，蔡强国.黄土高原地区土壤侵蚀及土地管理研究进展[J].水土保持学报，1992，6(4):86-95.

[3]王飞，李锐，杨勤科，等.区域尺度地貌参数及其与水土流失的关系[J].人民黄河，2007，29(12):69-73.

[4]刘双琴.横山县程家沟小流域治理方案探析[J].陕西水利，2014 (4):167-168.

[5]刘忠民，宋其龙，张文静.可持续发展原则下的小流域综合治理研究[J].北京水利，2005(1):50-51.

作者简介：张胜利(1968-)，男，工程师，主要从事水土保持和科学研究工作。

中图分类号：S157.1

文献标志码：A

文章编号：2096-0506(2016)04-0091-04