承德北部山区水土资源协调利用治理研究

2019-02-18 01:22:11董智杰
水科学与工程技术 2019年3期
关键词:水土资源梯田雨水

董智杰

(河北省水利工程局,石家庄 050000)

1 概况

承德市地势北高南低,坡耕地坡度较小,山脊多为裸岩,阴坡土质较好,阳坡土质因地而异,属土石质山地丘陵区。

承德气候属中温带、半湿润、半干旱大陆性、季风型山地气候,具有四季分明特点。降雨主要集中在7~9月。由于受生态环境恶化的影响,近年来常有洪水及泥石流发生。径流随降水条件而变化,时空分别不均,7~10月径流量占年径流总量的70%。

2 土地资源现状

2.1 林地

承德现有林地面积15291km2,其中果园592km2,经济林1641km2,林地总面积中的人工林(含经济林面积)8996km2。

2.2 耕地

承德市耕地面积3486km2,其中河川地540km2,水地916km2,沟坝109km2,梯田473km2,坡耕地968km2。

3 土地利用结构

3.1 农业用地

农业用地划分为平地、水地、坝地、梯田、坡地。其基本思路是川平地大力发展水地,在增加水地面积的同时,减少坡地,坝地一部分属于新增的耕地面积,一部分是坡地面积。

3.2 林业用地

林业用地以利用荒地增加林地面积。对部分天然林进行改造,减少天然林,增加人工林用地。

3.3 牧业用地

牧业用地分为天然草和人工草,按增加人工草方式安排用地。

4 水土资源协调利用规划

针对承德市自然条件和地形地貌的差异,在治理布局上既存在普遍性,也存在特殊性。

4.1 坡耕地改造方面

北部宜修建土坝梯田,南部宜修建石坝梯田。

4.2 林草地措施方面

北部宜营造水保林和种草,南部侧重发展经济林。

4.3 沟道方面

北部可结合治沙布设拦沙、固沙工程,而南部可适当建设蓄水工程。

4.4 水源工程

在集中连片的梯田,布设水源工程和配套工程。水源工程包括集水池、蓄水池和配套管路。根据实际情况,依地形,在山丘水泉处扩泉,修建集水池。

5 典型试验区水土资源开发实例

5.1 坡改梯

承德县新杖子乡王麻子沟自然村,由于四处环山,缺水严重。1998年大力发展小型集雨工程,以丰蓄枯用,合理调配水资源;以丰补缺,在庭院、田边建设集雨水窖,彻底改变了历史上饮水和灌溉用地难题。在山地整理方面,采用“坡改梯”的方式蓄水保土,取得了良好的经济效益。

5.2 多层复合型自虑集雨水窖

农村地区自虑集雨水窖,其中,集雨水窖、收水井、雨水井和蓄水池依次相连,集雨水窖采用复合结构,引用水源可采用山体岩面集雨场和引泉,就近铺设管道到集雨水窖,实现了管道到地头,塑管入畦口的全程灌溉。整体成本低,效益大,维护成本低。

5.3 小流域综合治理

大阁南川位于潮河流域中游,涉及9个行政村,项目面积192.4km2,其中水土流失面积93.97km2,规划治理78.30km2。该区荒地水土保持治理措施较少,流域内农户发展养殖业,超载放牧,生态植被破坏严重,当地农业生产条件较差,多为粗放型管理,土地未得到合理充分利用,农民收入较低。

6 工程措施防护布局

6.1 远山区域

以封禁治理为主,充分依靠自然修复能力,使植被得到保护。

6.2 近山区域

坡面实行草、灌、养结合造林,选择高产、优质、抗旱、抗瘠树种,营造水土保持护坡林、经济林和护沟林。

6.3 水平梯田

对坡度5°~20°的坡耕地修筑土坝水平梯田,以改变地形坡度,拦蓄雨水,增加土壤水分,增加产量,减少水土流失。

6.3.1 沟头防护

对流域内土质疏松,易发生沟头溯源侵蚀,为拦蓄上游坡面径流,在沟头以上5m处围绕沟头修筑土埂进行防护。

6.3.2 沟道工程

按毛沟道干沟、分类施治,以控制水土流失为原则,进行布设。一般毛沟修建土谷坊,对沟道两侧,距耕地、居民较近,并有可能造成洪水灾害的地段,修建护村、护地坝进行防护。

7 工程措施

7.1 坡式护岸

迎水面采用浆砌石护坡或平砌石形式。对于水流顶冲部位,堤角采用浆砌石与钢丝网石笼相结合的护砌形式。

7.2 柔性护岸生物防护

迎水面采用钢丝网石笼护砌,各铺壤土,种植柳杆或棉槐等灌木,柔性护岸后,采用砂砾石填筑。

7.3 挡土墙式护岸

迎水面采用浆砌石挡土墙,墙后填筑砂砾石。

8 工程实施效果

8.1 生态效益

主要体现在径流输送方面。由于固定了河床,规整了河道断面,使河道径流顺畅下泄,最大限度地使洪水资源化。

8.2 社会效益

主要体现在防洪和保证耕地、村庄安全方面。由于主河床不稳定,经常在小洪水时,发生灾害,两岸群众耕地被水冲、沙压,给当地群众生活造成了极大障碍。河流生态工程建设后,沿河耕地得到有效保护,极大改善了当地生产和生活水平。

根据不同治理措施,东北黑土区实施的侵蚀沟治理模式总体可以分为工程措施为主植物措施为辅、植物措施为主工程措施为辅和植物措施3种类型。

8.3 经济效益

主要体现在防洪、减沙,耕地、村庄免受损失折算的间接经济效益。初步预算工程建成后,多年平均可减少入库泥沙8~10t,可减少大量垃圾等污染物进入河道,在改善生态环境质量同时,提高沿河两岸山区人民的生活条件。

9 防渗结构施工方法

包括河道边坡防渗结构和河道底部防渗结构。

9.1 河道边坡防渗结构

包括基础层、黏性土层和铰接式护坡砖。

9.2 河道底部防渗结构

采用混凝土结构或膨胀防水毯,由自下而上设置在河道底部的基层、防渗层和保护层;黏性土层厚度大于30cm,黏性土层的黏粒含量为20%~30%,最大粒径为5cm。采用多层符合防渗结构,解决了现有防渗结构难以满足动水条件下的防渗需要,为防洪需求提供了解决方法,施工方便。

10 结语

(1)结合河北省承德山区特点,实现增加土壤涵养水,减少水土流失的目的,提出了以承德市山区为例进行水土资源承载力和水土资源协调利用规划。

(2) 山区水土资源协调利用是值得长期研究的课题,不仅事关当地群众的生产、生活水平的提高,更关系到整个流域生态环境保护问题,水土资源开发利用不当,造成的影响是流域性和长期的。

(3)由于区域生态保护工作,采取措施有一定差别,其效益反映需求一个时期,因此,需加强对生态环境的长期监测,从而彻底解决水土资源高效利用提供技术支持。

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