玉皇沟小流域综合治理成效与进一步治理的可行性分析

秦夫锋，王连磊，吴 欣

(1.莒南县石莲子水利服务中心，山东 莒南 276600；莒南县水土保持服务中心，山东 莒南 276618；3.莒南县大店水利服务中心，山东 莒南 276612)

莒南县玉皇沟小流域地处鲁东南地区、沭河水系浔河中上游，位于莒南县北部大店镇境内，总面积14.12 km2，其中水土流失面积8.75 km2，属国家级水土流失重点治理区，内有玉皇沟、前官庄、后官庄、天湖、五龙山前等5个行政村3 596人。小流域呈南北走向的不规则纺锤形，整体地势北高南低，玉皇沟纵贯南北，海拔122.2～341.0 m。境内山峦众多，沟谷纵横，属暖温带季风性气候，多年平均降水量838.8 mm。

2019年，莒南县利用中央财政专项资金及地方配套资金435万元，组织实施了玉皇沟小流域国家水土保持重点工程。

1 项目区治理前存在的问题

(1)水土流失严重。该小流域地处低山地区，地质岩性为花岗片麻岩，表层风化程度大，保水能力差，加之不合理的人为生产活动，致使水土流失十分严重，主要表现为水力侵蚀，年均土壤侵蚀模数1 221 t/km2，年均土壤流失量10 684 t。

(2)耕地质量差。项目区有耕地625.6 hm2，其中低标准梯田394.3 hm2、旱平地192 hm2，占耕地面积的93.7%。这些耕地有的堰埂破坏严重，有的没有堰埂，坡面向坡脚倾斜，土层薄、沙砾多、农作物产量低。

(3)荒坡多、疏林多。流域内有荒坡86.7 hm2、疏林389 hm2，约占水土流失面积的54%，极易发生水土流失。

(4)沟道多、拦蓄少。流域内有主支沟7条，主干沟(玉皇沟)长8.2 km,支沟总长28.1 km，沟底宽度一般为6～50 m，缺少拦沙蓄水护岸工程，沟道侵蚀强烈，冲刷严重。

(5)道路不畅。流域内道路均为土质路面，窄而曲折、凹凸不平，大部分路侧无排水沟，道路兼作排水，不仅不利于农业生产，还容易造成水土流失。

2 项目采取的治理措施

根据玉皇沟小流域的地形地貌特点、水土流失规律和当地发展规划，以治理水土流失、改善生态环境、发展经济为目标，工程措施、植物措施、耕作措施相结合，因地制宜，合理布局。在山顶及25°以上陡坡地，对原有郁闭度低的稀疏水保林进行封育治理；15°～25°之间的山坡地以栽植经济林和水保林为主，部分缓坡整修成梯田；坡脚至15°以下缓坡整修梯田，并在沟道合适位置建设谷坊、堰坝和护岸工程。

(1)整修梯田。现有梯田多为新中国成立初期和20世纪六七十年代人工修建，经过数十年的运行，多成了坡式梯田，地块田面不平整，堰埂损坏严重，田间排水不畅，已退化为低标准梯田。项目实施期间整修并深翻梯田382.5 hm2，配套修建了梯田内侧排水沟与路边排水沟，并在梯田内侧排水沟与路边排水沟相会且落差较大处设置了沉沙池。

(2)栽植水保林。考虑到小流域的立地条件及农民的接受能力，经综合分析，确定在阳向、半阳向的缓坡地、陡坡地栽植当地乡土树种黑松，面积86.7 hm2。选种乔木树种黑松，可以有效预防日本松蚧的危害，在干旱瘠薄山区快速成林，有效防治水土流失。

(3)栽植经济林。根据小流域的气候类型和适宜的立地条件，以经济价值高、满足社会经济发展需要为原则，选择在交通便利、土质较好的地块栽植板栗，面积11.8 hm2。该地块为坡式梯田，栽植前对梯田进行条带整地，并整修排水沟、蓄水埂。栽植完成后由当地农户各自管理、经营。

(4)封禁治理。封禁区域为疏林地，面积389 hm2。主要采取的措施有：①划定封禁区界，明确封禁治理范围，设置封禁警示标志；②根据国家和地方的有关法规，制定乡规民约，并做到家喻户晓；③落实护林员(以行政村为单位，由森林防火员兼任)；④加强林木病虫害防治。

(5)建设拦沙谷坊。谷坊尽量建在谷口狭窄、谷底平整、上游开阔平坦、地基牢靠的地方，下一座谷坊的顶部大体上与上一座谷坊的基部平齐。根据不同地形，共建设谷坊8座。

(6)沟道治理。为有效减少水土流失，保护沟道两岸农田及村居安全，合理开发利用水资源，对玉皇沟部分沟道进行了清淤并修建了护岸、拦蓄工程。该段沟道位于玉皇沟村东及村前，属玉皇沟的上游。①拦水堰坝。按照5年一遇设计、10年一遇校核的防洪标准，因地制宜、就地取材，建设拦水堰坝2座，结构形式为重力式浆砌石溢流坝，坝下采用底流式消能防冲措施建消力池，堰坝两侧采用浆砌石护岸。2座堰坝集水面积均为2.38 km2，1#堰坝兴利库容1 500 m3，2#堰坝兴利库容1 800 m3。②沟道护岸。总长460 m，两岸均采用浆砌石护坡，沟道断面为底宽14 m、边坡系数1.5、深2.1 m的梯形。

(7)修建生产路。根据流域内生产需要，新修田间路，以便于耕种、收获、运输，共修建路面宽3 m的土质生产路1.53 km。路两侧设排水沟，排水沟与梯田内排水沟相连、与下游排洪沟相接。

3 项目治理成效

(1)经济效益。①新栽植板栗11.8 hm2，3年后可进入盛果期，按照当前市场价格估算，在效益期内每年可带来收入21.24万元。②整修梯田382.5 hm2,按照当前市场价格，正常年份小麦、玉米、花生这三种农作物增加的产量可增加农民纯收入201.138万元。③新增水保林86.7 hm2，根据相似地块的样地调查结果，效益期内每年可增加产值16.26万元。以上项目，效益期内每年可为当地群众增加纯收入238.638万元，平均每人664元。

(2)生态效益。一是整修梯田，可提高土壤耕作层厚度，改善土壤结构，增加土壤有机质，加大土壤保水量，减少水土流失。二是建设的拦沙谷坊及沟道防护工程，可有效防治水土流失，减少下游淤积。三是新植的水保林、经济林和采取的封禁治理措施，可使流域内森林覆盖率逐年提高。据类似小流域样地调查， 3年后，该小流域森林覆盖率可提高26.3百分点，达到41.68%，能有效改善区域小气候，增加动植物种群，改善区域生态环境。同时，治理区土壤侵蚀强度会显著降低，年均土壤侵蚀模数可控制在200 t/km2以内，年均减少土壤流失量达8 934 t以上。

(3)社会效益。整修梯田和修建生产道路，可使项目区推广农业机械化作业，既可以提高劳动生产效率，也可以使农民从繁重的体力劳动中解脱出来，增加外出务工或从事其他产业的机会，为社会创造更多价值，对周边产生示范作用，提高当地群众治理水土流失的积极性。

4 项目存在的不足及解决对策

4.1 项目存在的不足

本工程综合治理措施比较全面，项目分布也比较合理，但受资金所限，拦蓄水工程少，不能满足项目区要求，影响治理效果。

该小流域属于地下水缺乏区，山间泉水也不多，仅能满足日常人畜饮用水，流域内的农业灌溉用水及生态用水只能利用地表水。治理工程实施后，小流域内现有塘坝14座，总兴利库容41万m3。玉皇沟上游已建有4座堰坝(含本项目建设的2座)，兴利库容有4.98万m3。另外，流域内有较大汪塘19处，蓄水量3.1万m3。项目区内可利用的地表水有49.08万m3。

项目区有耕地625.6 hm2，天湖村可以依靠陡山水库灌溉56 hm2耕地，此外尚有569.6 hm2耕地的农业用水需要依赖项目区内的地表水。项目区群众目前以小麦、玉米、花生种植为主，有少量大棚蔬菜。据统计，小麦(小麦收获后当年绝大部分种植玉米)、花生、大棚蔬菜和其他农作物的种植比例依次为35%、50%、6%和9%。按照《山东省农业用水定额》(DB37/T 3772—209)测算，扣除天湖村的耕地灌溉用水，其他项目村普通农作物灌溉用水保证率按75%、大棚蔬菜用水保证率按90%考虑，则年需灌溉用水95.4万m3。因此，本项目在不考虑生态用水、经济林用水的前提下，仅当前的农作物种植结构和面积，灌溉用水就欠缺46.32万m3。

4.2 解决对策

小流域内降雨比较丰沛，但年内分配不均，6—9月降水量约占全年降水量的73%，7—8月降水量占全年降水量的50%以上，降雨径流往往历时短、流量大。此外，小流域内平均沟道密度达2.57 km/km2,且沟道宽度适中，地质岩性为花岗片麻岩，不易渗漏，耐冲刷，适合在沟道的中下游建设拦蓄水堰坝，拦蓄地表径流，以解决农业灌溉及生态用水问题。根据实地调查，拦蓄水工程应采取“沟头防护+上游拦沙+中下游梯级蓄水”建设模式。

(1)沟头防护工程。沟头防护工程可使暴雨径流有控制地进入沟道，制止沟头前进，保护地面不被沟壑切割破坏，防止剧烈水土流失，减少下游淤积。根据玉皇沟小流域的降雨特征和沟头特点，沟头防护工程可用浆砌石修成跌水，下设消能设施，使水流安全进入沟道。据调查，小流域内需建沟头防护工程7处，投资2.25万元。

(2)拦沙谷坊。经过重点治理，已在沟道上游修建谷坊8座，可有效拦截上游泥沙，并为下游建坝蓄水创造了条件。

(3)拦水堰坝。主干沟纵贯小流域南北，河床内冲积的石块和清沙充足，上游已建4座堰坝。据实地勘测，本着节节拦蓄、下游水面和上游坝脚相接的原则，主沟道上还可以建12座浆砌石拱形堰坝，净兴利库容15.75万m3；考虑到主沟道类似河道，有径流补源，采用复蓄系数3，则兴利库容达47.25万m3。据相关定额估算，以上拦水坝工程投资约121万元。另外，据实地踏勘，在小流域内6条支沟上可分别修建1座浆砌石堰坝，总投资约21万元，兴利库容3.2万m3。主支沟18座浆砌石坝共需投资约142万元，建成后可利用库容50.45万m3，彻底解决生态用水、灌溉用水问题。

4.3 进一步治理的可行性

(1)项目区缺水严重，长期来看，如果不进一步完善治理措施，将严重影响当地经济社会的全面发展。一是影响农业灌溉，降低农作物产量，农民收入得不到提高。二是耕地效益低，农民管理耕地的积极性会降低，梯田、道路、排水沟等得不到维护，尤其是遇到暴雨冲刷会造成新的水土流失。三是农民收入低，上山砍柴可以降低生活成本，伐木取材可以增加收入，但水保林就会遭到破坏。四是由于蓄水少，每逢春秋干旱，村民争相灌溉，往往造成塘坝、河道干涸，影响生态用水。因此，完善蓄水工程，必要而紧迫。

(2)玉皇沟小流域地处深山，交通不便，经济相对落后。现在国家实施乡村振兴战略，统筹山水林田湖草综合治理，夯实农业生产能力基础，大规模推进高标准农田建设，提升耕地质量，提高抗旱能力，这为玉皇沟小流域拦蓄水工程建设提供了政策依据。因此，该小流域拦蓄水工程，可以通过农业农村部门的农田水利建设项目获得。

(3)莒南县有库区移民村105个，近年来上级库区移民管理部门对库区移民村的扶持力度较大。例如2018、2019年，县库区移民管理办公室就通过“大中型水库移民后期扶持资金(基金)项目”，分别投资1 957万、1 984万元，为库区移民村建设了基础设施。玉皇沟小流域有5个行政村(8个自然村)是库区移民村，曾为陡山水库的建设做出过巨大贡献，该小流域的拦蓄水工程所需资金也可以通过库区移民扶持项目解决。

(4)玉皇沟属于中小型河流。现在各级水利部门正逐步加强中小型河流治理，以使人水和谐、山清水秀，助力美丽乡村建设。因此，玉皇沟拦蓄水工程，也有机会纳入中小型河流治理规划而实施。

(5)小流域内的村庄大部分沿玉皇沟两岸分布，劳动力充足，尤其是有擅长石块加工、砌筑的石匠，沟道内又有冲积的石块、清沙，因此拦蓄水工程施工需要的人工、物料基本具备，可以在村两委的组织下，在村民出工、镇水利站提供技术、上级有关部门补助资金的基础上，利用春秋农闲季节，完成工程施工。