□孙海琳(三门峡市湖滨区崖底街道办事处)
豫西黄土丘陵区淤地坝建设与水土保持生态环境
□孙海琳(三门峡市湖滨区崖底街道办事处)
三门峡市地处豫西山区,沟壑纵横,水头流失严重,淤地坝是治理水土流失的重要工程措施,是改变生态环境的主要措施。文章从工作实际出发,分析了淤地坝设计、建设和经济、社会和生态效益情况,重点分析了淤地坝工程对豫西黄土丘陵区生态环境的影响,对开展水土保持工作研究和管理,具有较高的借鉴和指导价值。
淤地坝;设计;建设与水土保持生态环境
淤地坝是治理黄土丘陵沟壑水土流失的主要措施,可以改变地貌,增加良田面积,有效拦截泥沙,防止沟道侵蚀,减少水土流失,能有效拦蓄洪水,减少灾害,提高水资源的利用率,有利于植被的恢复,改善生态环境,还可以坝代路,便利交通。
三门峡市湖滨区位于河南省西部的黄河中游南岸,北隔黄河与山西省平陆县相望,东、西、南三面为陕县环抱,辖区东西最长23km,南北最宽16km,总面积204.79km2,1986年三门峡市升为地级市后设湖滨区,因全滨临三门峡水库人工湖而名。湖滨区属暖温带大陆性季风气候,多风、少雨、干旱,素有“十年九旱”之说,年平均降雨量为554.90mm,年际变幅较大,基本形成了冬春缺雨,伏旱严重,秋雨集中的自然特质,灾害性天气主要是干旱、干热风、冰雹和滑坡泥石流。历史上,全区人民不但遭受旱灾之苦,而且还常常遭受暴雨和洪灾泥石流的侵害,频繁的洪涝灾害,冲毁良田、房屋、人畜伤亡时有发生,导致了严重的水土流失。平均每年注入黄河泥沙量达167960t,这些泥沙对黄河的安全构成了一定的威胁。实施淤地坝坝系工程建设,对小流域实施综合治理,成为摆在政府和水利技术人员面前的重要任务。
为改善环境,变害为利,区政府决定:在辖区高庙乡的芦家沟流域实施沟道淤地坝建设项目,芦家沟流域距三门峡水库大坝上游15km处,总面积13.69t/km2,水土流失面积10.79km2,流域内有3个乡,5个行政村,23个村民组,2万余人,流域呈东南走向,沟壑纵横,地形破碎,上游为浅山丘陵区,中游为黄土丘陵区,下游为黄土阶地区,海拔350~765m,主沟道长10km,沟道比降为4.15%。全流域干支沟20条,沟壑面积5.20km2,占总面积的37.40%,沟壑密度1.44km/km2。方案经过市水利局以及各乡抽调的技术人员几个月的野外勘测,室内规划设计,最后形成设计:新建控制性的治沟骨干工程7座,中、小型淤地坝40座。淤地坝建于沟道中,大型淤地坝坝高在30m以上;小型坝也在5m以上,治沟骨干工程主要分布在主沟道,中型淤地坝布置在较大支沟下游或主沟上游,小型淤地坝修建在小支沟或较大支沟或较大支沟的中上游,这些淤地坝工程建成后,将会在黄土丘陵区形成以小流域为单元,以水土保持治沟骨干工程为骨架,大中小型淤地坝相配套,拦、排、蓄相结合的完整的沟道坝群防护体系,不但稳定了沟床,防止了沟蚀的发展,而且在沟道中形成了小气候,从根本上控制水土流失,生态效益和社会效益明显提高。
芦家沟流域淤地坝坝系工程项目实施以后,新建治沟骨干工程7座,中小型淤地坝40座,治理水土流失面积达10.56km2,取得了明显的经济、社会和生态效益。
3.1.1 耕地面积增加
芦家沟淤地坝的建设可使流域内增加土地面积,据估算,一座大型淤地坝可淤地10hm2,中型淤地坝可淤地6hm2,小型淤地坝可淤地1hm2,黄土丘陵沟壑区淤地坝生态治理工程实施方案》,在三门峡市湖滨区卢家沟壑区共修建7个骨干坝,9个中型坝,31个小型坝,这些淤地坝的建设,有效拦截了泥沙的流失,淤地坝库区内的沟沟豁豁淤积为平地后,项目实施区增加耕地155hm2。
3.1.2 土壤水肥结构的变化
由于淤地坝一般修筑于干沟和支、毛沟,支毛沟多为荒沟,经土壤测算:淤地坝土壤水肥条件较好,土壤的含水量是坡地的1.20倍,含氮量是坡地的1.20倍,磷是坡地的4倍,钾是坡地的5倍,有机肥是坡地的1.30倍,氮、磷、钾等含量的增加,改变了土壤的结构,增加了肥效。
3.1.3 增产效益明显
据调查,淤地坝建设项目实施后,新增土地155hm2,按每公顷每年种植两季作物,公顷产3000kg计算,两季6000kg,按0.40元/kg计算,可增加收入155×0.40×6000=37.20万元,增产效益明显。
以小流域为单元,进行坝系规划和治理后,水土保持效益明显。据观测记录,2005年芦家沟流域淤地坝坝系工程项目完工后,经历了2007年7月30日、2010年7月24日豫西地区经历了2次百年不遇的特大降雨,与其相邻的赵后沟、火烧阳沟等小流域均出现了较严重的沟头前移、沟底切、两岸扩张等沟道侵蚀现象,而芦家沟流小流域的水蚀情况基本上没有发生。且由于淤地坝的层层拦截作用,有效消减上游的洪水和洪峰流量,减轻洪水灾害,同时拦截了大量的泥沙,防止水土流失。据计算,骨干坝单坝平均烂泥3000000t/座,大型坝平均拦泥1480000t/座,中型坝平均拦泥300000t/座,小型坝单坝平均拦泥32000t/座,项目区坝系工程可拦蓄径流76%,控制泥沙效益76%,削减洪峰73%,年侵蚀模数有治理前的5130t/km2,减少到2450t/km2,水土保持效益十分显著。
3.3.1 缓解了用水矛盾
卢家沟淤地坝建设项目完成后,每年可蓄水2000m3,解决了项目区,十年九旱,水资源缺乏的问题,当地的生活用水、工业用水、农业用水得到了较大的改善。
3.3.2 森林植被提高
坝系项目区,目前,林灌草郁郁葱葱,鸟语花香,森林覆盖率由治理前的18.20%提高到47.90%,生态环境十分优美。
3.3.3 产业结构优化
项目实施前,由于水土流失严重,生态环境差,粮食产量低而不稳,农民温饱问题难以解决。项目实施后,解决了当地农民的基本粮食需求,为土地流转、调整农村产业结构,促进退耕还林还草,发展农业多种经营创造了条件。目前,项目区正在打造集垂钓、休闲旅游、农业采摘观光于一体的新农村。
湖滨区黄土丘陵沟壑区淤地坝工程的实施,累计拦蓄泥沙1290000m3,新增坝地155hm2,这些防护体系改变了当地的自然生态环境,新治理的坝地也成为湖滨区主要的粮食生产基地。淤地坝建设的实施为今后的山体绿化及环境改善奠定基础。
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1673-8853(2017)09-0007-02
2017-6-15
编辑:赵 鑫
孙海琳(1965-),女,工程师,主要从事水利工程建设管理工作。