娘娘山小流域水土流失治理工程效益分析

方 堃

（山西省水土保持科学研究所）

繁峙县娘娘山小流域，自然条件恶劣，生态环境恶化，严重的水土流失造成了土壤肥力下降、农林业生产力显著降低。加强水土流失综合治理，改善农业生产环境，扭转生态失衡的被动局面，对于扶贫攻坚、提高农业综合生产能力、推进生态文明建设，具有重要意义。根据《水利部、财政部关于开展水土保持工程建设以奖代补试点工作的指导意见》（水利部办公厅水财务[2018]28号）和《山西省水利厅、山西省财政厅关于印发山西省水土保持工程建设以奖代补试点方案的通知》（山西省水利厅晋水保[2018]92号）文件精神，娘娘山小流域被列为2018年山西省水土保持工程建设以奖代补试点项目之一。通过水土流失综合治理工程建设，控制水土流失，提高综合效益，实现水土保持生态扶贫与促进农民增收相结合。谢盛龙研究认为，水土保持工程的实施，可以提高项目区的植被恢复率和土壤的有机质含量，减少土壤侵蚀，显著提高生态效益和经济效益。但是，不同地区的环境条件差异较大，水土保持工程实施的方式均存在较大差异。本文通过分析娘娘山小流域短期水土流失治理工程实施以及产生的经济效益情况，以期为生态环境条件相似地区进行水土保持工程建设提供参考借鉴。

1 项目区概况

项目区位于忻州市繁峙县城东部，行政区划属东山乡中庄寨村，地理位置介于东经113°30′43″-113°36′05″，北纬39°07′53″-39°13′06″之间。地貌以黄土丘陵山地为主，土层较厚；土石山地为辅，土层极薄，岩石裸露。海拔1 000-1 850 m，相对高差850 m。

据资料，年平均气温8.3℃，极端最高气温38.1℃，极端最低气温-25.7℃；年均降水量402.4 mm，主要集中在5-9月，约占年降水量的84.8%；年蒸发量1 738.4 mm，相当于年降水量的4.32倍；年均风速1.9 m/s，瞬时最大风速24.0 m/s，年大风日数11 d；最大冻土深度0.98 m；无霜期160 d。

项目区主要河流为滹沱河，地表下覆岩层中含有少量的孔隙裂隙水，常常在沟谷底部呈下降泉形式出露。

项目区主要土壤类型为褐土，耕作层厚度10 cm左右，土壤容重1.3 g/cm3，pH值7.2。地带性植被类型为山地中旱生灌草丛，没有成片林，零星生长有槐树、榆树及天然灌木、杂草等植物，天然植被覆盖率低。农作物主要为玉米及豆类等小杂粮。

项目区总土地面积32.29 km2，其中，坡耕地102.63 hm2，占3.18%；梯田23.7 hm2，占0.73%；沟台地33.91 hm2，占1.05%；疏林地1 135.83 hm2，占35.18%；其他草地1 901.21 hm2，占58.88%；工矿用地30.49 hm2，占0.95%；观景平台1 hm2，占0.03%。

项目区涉及中庄寨1个行政村，全村共820户2 532口人，其中贫困户240户733人。2018年，农村各业年生产总值615万元，其中农业总产值73.6万元，农民人均纯收入2 773元。

2 项目区水土流失情况

项目区为国家级重点水土流失治理区，在总面积中，水土流失面积31.71 km2，占到98.2%。在水土流失面积中，轻度侵蚀30.49 hm2，占0.96%；中度侵蚀1 135.83 hm2，占35.82%；强烈侵蚀1 936.06 hm2，占61.05%；极强烈侵蚀67.78 hm2，占2.14%；剧烈侵蚀1 hm2，占0.03%。年均土壤侵蚀模数5 386 t/km2。项目区的主要水土流失类型为水力侵蚀，风力侵蚀亦较严重，具有面积广、强度大、时空分布集中、粗沙含量大等特点。

该小流域造成水土流失的主要原因有三个方面：一是植被覆盖度低，地表裸露，缺乏保护，生态环境十分脆弱；二是降水集中，时空分布不均且多暴雨，加之坡陡沟深，沟壑纵横，增强了雨水径流的冲刷力；三是农民群众的水土保持意识不够强，经营管护不力，生产建设项目等人为破坏活动屡禁不止。因此，除了进行水土保持工程建设外，防止人为破坏也是需要考虑的重点内容。

3 水土保持工程建设内容

3.1 工程措施

为满足农田、林草措施和黄花菜基地灌溉需求，需建设蓄水池6座，其中地埋式蓄水池5座（容量100 m3），圆形露天蓄水池1座（容量3 800 m3），均分布于相对较高的峁顶和峁坡部位。中寨村东侧河道内需修建护堤坝3.5 km，新建植物谷坊8座（总长度126 m），每处谷坊开挖深0.5 m、宽0.3 m结合槽，开挖回填土方量各81 m3，密植柳杆5排，然后填土。在娘娘山沟道东侧梁顶，布设引水管线21.82 km，主管长9.76 km（管径110 cm），支管长12.06 km（管径90 cm），支管沿主管两侧布设，由新建蓄水池通过自流将水输送至各个用水点；管线管材选用PE110和DE90聚乙烯管，全部埋设于最大冻土深度以下。机修梯田77.14 hm2，栽植黄花菜57.61 hm2。新建道路3 630 m，路面宽4 m，路基宽度5 m。工程建设期限一年。

3.2 植物措施

根据项目区造林立地条件和多年造林经验，工程建设实施方案选择油松、落叶松和云杉作为主要造林树种。在林草措施配置上，以乔木纯林为主，乔灌混交林为辅，并进行道路绿化。共营造乔木纯林466.39 hm2，不同密度的栽植面积、苗木规格、栽苗量详见表1；共营造乔灌混交林4.76 hm2，配置方式为油松×金叶榆、油松×榆叶梅和油松×华北卫茅，株行距均为2 m×3 m，需栽油松3 584株，金叶榆、榆叶梅和华北卫茅各2 988株；道路绿化长度3 630 m，株距5 m，树种为油松和云杉，相间配置，各需苗木363株，共计726株。

表1 乔木纯林造林模式及工程量

3.3 封禁措施

在项目区的荒草地、疏林地上，布设封禁治理措施，实施面积2 608.28 hm2。主要目的是充分发挥大自然的自我修复能力，尽快恢复植被。采用全年封禁的方式，雇佣当地贫困户为封禁治理区管护人员，管护期3 a，防止人为破坏。

4 工程投资与效益分析

4.1 项目工程投资

本项目工程：新建护堤坝3.5 km，100 m3地埋式蓄水池5座，3 800 m3圆形露天蓄水池1座，新建植物谷坊8座，修建引水主支管线21.82 km，简易道路3 630 m；新建机修梯田77.14 hm2，栽植黄花菜57.61 hm2；营造乔木林466.39 hm2，乔灌混交林4.76 hm2，道路绿化3.63 km；封禁治理2 608.28 hm2。完成该工程，共需挖填土方6.07 万m3，混凝土1112.47m3，水泥366.62t，砂475.78 m3，石子1 213.25 m3，钢材66.63 t。工程总投资1 747.30万元，其中工程措施823.42万元，植物措施870.15万元，封禁治理4.47万元，独立费用49.26万元。

4.2 综合效益分析

娘娘山小流域规划水土保持措施全部实施后，项目区的土地将得到合理利用，综合效益显著。

4.2.1 经济效益

可直接产生经济效益的措施为新修梯田和种植黄花菜，其中，机修梯田77.14 hm2，1 hm2增产按4 500 kg计，可增产粮食347.13万t，增加产值208.28万元；栽植黄花菜57.61 hm2，1 hm2产量按3 000 kg计，1 kg产值按30元计，可增加产值518.49万元。仅此两项合计，每年增加产值726.77万元，人均增收2 870.33元。经济效益明显，可有力促进脱贫。

4.2.2 蓄水保土效益

项目区的各项水土保持工程与植物措施实施后，治理度将达到98%以上，可有效拦蓄地面径流，减轻水土流失。据测算，保土量可达4.75万t，保水量可达30.08万m3（见表2），蓄水保土效益显著。

表2 水土保持工程蓄水保土效益分析

4.2.3 生态效益

通过水土保持工程项目的实施，项目区的林草覆盖率将达到90%以上，形成乔、灌多层次、多结构的植被群落，空气和水的质量有所提高，区域小气候得到改善，减轻土壤侵蚀、涵养水源，减少干旱、风沙等自然灾害发生，产生显著的生态效益。

4.2.4 社会效益

水土保持工程项目的实施，可使土地利用结构得到进一步优化调整，功能更加完善，提高了项目区的自身可持续发展能力，成为具有综合治理、意识教育、科学示范、生态旅游等多功能的科技生态示范区，为周边起到典型带动和示范辐射作用，社会效益显著。