山西省黄土高原塬面保护治理模式探讨

李慧玲

(山西省水土保持生态环境建设中心，山西 太原 030001)

1 项目概况

黄土高原塬面保护项目是为了贯彻落实国务院进一步优化财政资金配置，提高财政资金使用效益的决策部署，在农业综合开发项目的基础上于黄土高塬沟壑区开展的以塬面保护为重点的水土保持项目。根据山西省水土保持功能区划，黄土高塬沟壑区主要包括临汾市的吉县、隰县、大宁县、乡宁县、蒲县和汾西县等6个县，总面积为8 566.79 km2，计划分4年实施，共保护塬面490 km2，目前已实施了2年。

2 黄土塬侵蚀现状及危害

2.1 塬面侵蚀现状及危害

黄土高塬沟壑区也称黄土塬，黄土塬由塬面和塬坡组成，塬面地形起伏较小，开阔平坦，包括塬中和塬边，塬中地面坡度一般小于5°，塬边坡度多在5°～8°之间。山西省6个县共有576个塬，其中塬面面积小于1 km2的塬有469个，占总数的81.42%，塬面比较破碎。6县塬面总面积为532.27 km2，塬面水土流失面积为361.29 km2，占塬面面积的67.88%。严重的水土流失导致项目区塬面缩小，塬面径流下泄导致沟头前进、沟岸扩张、沟道下切，自然灾害频发。

2.2 侵蚀沟侵蚀情况及危害

项目区内有侵蚀沟3 408条，其中长度在0.05～0.5 km之间的Ⅰ级沟道2 622条，长度在0.5～1 km的Ⅱ级沟道655条，长度在1～3 km的Ⅲ级沟道897条，长度>3 km的Ⅳ级沟道35条(表1)。

一些沟道两侧沟岸及沟头无任何防护措施，雨后汇流水对沟头及沟岸不断冲蚀。众多的侵蚀沟不断蚕食耕地，并将完整的耕地分割成碎块，致使耕地逐年减少，粮食生产能力降低，基础设施安全受到严重威胁，沟头沟边侵蚀向着村镇边界逐渐靠拢，有些甚至已经侵蚀到了村镇边缘，严重制约了当地社会经济的可持续发展和人民群众生命财产安全，塬面治理和保护十分必要和迫切。

表1 项目区沟道情况统计 条

3 黄土塬治理模式

3.1 治理措施总体布局

塬边布设沟头防护工程，形成第一道防护体系。主要形式为沟边埂，用于拦截塬面汇水，增强入渗。当沟边另有多处径流分散进入沟道时，围绕沟边全面修建沟边埂，防止耕地汇集径流蚕食塬面，控制塬面侵蚀及沟岸扩张。沟边埂为土质梯形断面，顶宽0.4～0.5 m,埂高0.5～0.8 m，底宽1.1～1.6 m。立地条件比较好的沟边埂上可以种植灌木，如隰县、蒲县多在沟边埂上栽植了抗性强且产油量高的油用牡丹。

塬边缓坡地上进行坡耕地整治，拦截一部分坡面汇水，防治水土流失，提高土地生产力，形成第二道防护体系。坡耕地整治以坡度为5°～15°的机修土质硬坎水平梯田为主，通过机械施工结合人工平整修筑，最终将坡耕地改造成沿等高线排列，且地边有埂的台阶式田块，主要种植农作物。

塬坡采用小型雨水集蓄利用及径流排导相结合的形式，建立以引、蓄、排为主的第三道防护体系。经沟边埂拦截、塬面入渗后剩余的径流，以及村庄、道路汇集的雨水通过引水设施引至沉沙池，经沉淀后汇入蓄水池，超过蓄水池容量的通过排水设施，经消力池消能后安全排放至沟底坡度较缓处，防止塬面侵蚀沟的溯源侵蚀。

另外结合项目区实际，在塬面上、沟边埂上、易产生径流的乡村道路两侧、开挖形成扰动土的路面上，按因地制宜、适地适树的原则，栽植当地适生的树种，同时加强对现有林草植被的保护，提高土地生产力，促进农业经济发展，从而形成从塬面到沟底多级拦蓄汇水的固沟保塬防护体系。

3.2 治理模式

坡面引蓄排水工程为塬面保护项目的核心内容，从已经实施的项目来看，大体可以分为两种模式，一种是多蓄少排型，另一种是全排型。

3.2.1 多蓄少排型

当塬面侵蚀不严重，塬面较完整且种植经济林果并有灌溉需求时，需要采用多蓄少排型的引蓄排水工程，即在村镇周边降雨汇流的地方修建蓄水池，收集经沟边埂拦截、塬面入渗后剩余的径流，以及村庄、道路汇集的雨水，以满足灌溉需求。蓄水池应布设在地势低洼的集中汇流区域处，根据实地测量并结合当地居民的经验综合选址，有些是在已经开挖的涝池基础上进行改造，一般采用钢筋混凝土圆形或矩形结构。

乡宁县东廒村塬面保护工程，措施布局为将汇水通过矩形断面引水渠引至长4 m、宽1 m、高2 m的矩形钢筋混凝土沉沙池，淀清后通过暗涵进入蓄水池，蓄水池采用钢筋混凝土圆形结构，容积1 000 m3，超过蓄水池容量的水经暗涵进入深24 m、直径2 m的钢筋混凝土竖井，经过18 m的排水隧洞直接连接排水明渠到沟道中间平缓处，最后经消力池消能后排至沟底。当地有灌溉需要的百姓自行配备抽水泵从蓄水池中抽水，再运送至林地中浇灌。

3.2.2 全排型

当塬面侵蚀较严重，塬面较破碎且没有经济作物，没有灌溉需求时，采用全排型，即直接将塬面、道路汇水通过排水设施排至沟底。排水形式要充分结合项目区的实际地形综合考虑，因地制宜，充分利用当地的地形条件，选用适合项目区的排水形式。根据排水形式的不同，可分为三种类型：

(1)明渠排水。当蓄水池距沟道较近，不涉及占地影响时，采用明渠排水的形式，这种排水方式施工简单，但渠道容易淤积，需定期对渠道进行清淤，防止影响渠道排水。当渠道所在位置有交通要求或需要防止道路两边山体塌方掩埋渠道时，须采用明渠加盖板的暗涵型式。如乡宁柳涧村塬面保护工程，排水渠采用C20混凝土砌筑矩形断面，过路段采用钢筋混凝土盖板加盖。

(2)管道排水。当蓄水池与沟底连接段坡度较缓、坡度变化不大时，采用管道连接蓄水池与末端消力池排水。因管道水流快，水压力较大，所以管道不能布设太长，且管道连接段需要加设镇墩以保持稳定。管道可选用防腐钢管、PVC管、混凝土管等。山西省黄土高原塬面保护项目大部分选用螺旋波纹钢管，采用10年一遇的设计标准进行水力计算确定管径。

(3)竖井连接隧洞排水。当蓄水池与沟底连接段坡度较陡、坡度变化较大且落差较大时，可采用竖井连接隧洞的排水方式，防止产生跌水冲蚀管道。竖井底部堆放干砌块石护底消能，采用开挖1 m衬砌1 m的方式以保证施工安全、结构稳定，竖井与隧洞进水处要平滑连接，以保证进水顺畅。

竖井结构稳定，自身也可以消除一部分能量，使用寿命长，但相对管道而言施工比较复杂。蒲县伍坡村塬面保护工程，汇水经12 m引水暗涵，流入混凝土沉沙池中(沉沙池上加装钢筋混凝土盖板)，通过内直径2 m的钢筋混凝土圆形竖井连接底宽1.2 m、高1.7 m的城门洞型无压隧洞，再流入底宽1.2 m、顶宽3.2 m、高1 m的梯形排水渠中，最终通过混凝土消力池消能后排入沟底。

4 治理成效

项目从2017年开始实施，经过两年的治理，已保护塬面210 km2。为及时掌握项目建设进展、治理效果和投资效益，加强项目管理，完善治理体系，科学评价项目实施效益，委托具有水土保持监测水平的单位，选取具有代表性的乡宁县项目区，采用遥感航测、现场调查、抽样调查等多种监测方法，对不同措施数量、配置部位、质量及运行状况，包括单项工程措施蓄水保土，控制沟头前进、沟底下切及沟岸扩张等效果，植物措施成活率、保存率等进行了监测。监测发现，通过实施沟头防护工程、引蓄排水工程、塬面坡耕地整治，有效地防止了沟头前进和沟岸扩张，保障了塬边线稳定，有效遏制了塬面侵蚀，保塬固沟效果良好，得到了项目区百姓的一致好评。