邓力尹,杨洪波,孙文平
(黑龙江农垦勘测设计研究院有限公司,哈尔滨 150090)
国家农业综合开发水土保持项目第三期(2014年-2016年)已经实施完成,黑龙江垦区完成10个项目区,共计30个小流域的水土流失治理任务,治理水土流失面积39257.67hm2,治理侵蚀沟265条,采取的沟道治理措施主要有:沟头防护、削坡整形、沟坡防护、谷坊(柳桩编篱谷坊、石笼干砌石谷坊、浆砌石谷坊)、秸秆填沟、连续式柳编跌水和林草措施等。
为了探索侵蚀沟产生、发育机制及治理效益,根据《国家农业综合开发水土保持项目实施规划(2014-2019年)》规定,黑龙江垦区将10个项目区的科技推广费中省级统筹部分(占科技推广费的30%)集中使用,选定科研项目区,开展侵蚀沟治理效益监测和科研工作,并进行示范和推广。
科研项目区确定在漫川漫岗区,侵蚀沟类型多样,便于进行措施布设,并可以进行治理效果对比;侵蚀沟要尽量集中,治理后效果明显,并对今后同类治理起到良好的示范作用。
经过对几个项目区多次考察和论证,最终确定绥棱农场第12作业站为科研项目区。
科研项目区位于绥棱农场12作业站,地貌类型为漫川漫岗,海拔225-245m。土地总面积138.72hm2,其中耕地面积92.32hm2,黑土及草甸土是主要农用土壤。
科研项目区属中温带大陆性季风气候,多年平均降水量631mm,多年平均气温0.9℃,多年平均风速3.8m/s,多年平均无霜期116d,最大冻土深为2.2m。
水土流失产生5条侵蚀,总长873m,平均宽6.81m,平均深2.00m,毁耕地0.52hm2。
科研项目区内侵蚀沟治理,遵循从分水岭到坡脚、从沟头到沟口、从上游到下游全面规划的原则,根据不同立地条件配置相应的治理措施,因地制宜地配置各项治理措施,同时做到工程措施、植物措施有机结合,各项措施相互补充,工程养植物、植物保工程,逐步形成工程措施、植物措施和生态恢复措施相结合的立体防治结构,发挥群体防护作用,达到保持水土、改善生态环境的目的,科学、合理配置各项措施[1]。
科研项目区主要以沟道治理措施为主,包括沟道整形(削坡整形和沟底填方)、沟头防护(柳跌水、钢筋混凝土跌水)、石笼干砌石谷坊、沟道防护(柳编护沟、浆砌石跌水、蜂巢防护)等,同时配套作业路和涵洞等其它措施。根据侵蚀的特点和所处的位置,按照“把土留住,让水排走”的保土排水以及送清水下山的理念,贯彻“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的水保方针。结合垦区治沟经验,做到措施全面、提高工程措施标准、达到外观优美、以及有利于后续跟进数据监测、最终科研成果及科技推广报告的提出。
侵蚀沟沟道治理本着从沟头到沟沟尾,处处设防的原则,形成综合、有效的沟壑防护体系。根据侵蚀沟特点及农场治理侵蚀沟的经验,采取工程措施和植物措施相结合的治理模式。工程措施包括:包括沟道整形(削坡整形和沟底填方)、沟头防护(柳跌水、钢筋混凝土跌水)、石笼干砌石谷坊、沟道防护(柳编护沟、浆砌石跌水、蜂巢防护)。
QS-1侵蚀沟沟道长309m,主要汇集坡面来水和上游沟道来水,沟头冲刷、沟坡侧蚀严重,中间段淤积,下游段沟坡侧蚀。因此,沟道东侧沟坡进行修坡整形,坡角25°,西侧坡降35°,中间段进行清淤,修坡土方和清淤土方,部分平摊沟底,调整沟底比降至0°,多余土方修整作业路;在跌差变化较大处,通过消能措施把上游来水携带能量逐渐消减,同时为方便耕作,修建3座涵洞;全沟采用柳编护沟措施。
QS-2侵蚀沟长131m,路边排水沟,主要汇集上游连接已有围山截流沟来水,上游围山截流沟淤积严重,对其进行清淤,并布设排水沟,截流沟和排水沟结合处布设浆砌石跌水措施,截流沟和排水沟沟埂营造沟埂防护林;根据地面比降,调整沟底比降,比降改变较大处布设跌水,排水沟与侵蚀沟结合处布设防护措施,共修建4座浆砌石跌水。
QS-3侵蚀沟长147m,路边排水沟,主要汇集上游来水,沟头相对稳定,布设柳跌水型式沟头防护,修坡土方平摊沟底,调整沟底比降至0°,在跌差变化较大处,布设消能措施,共修建4座浆砌石跌水,沟尾修建1座涵洞。
QS-4号侵蚀沟长140m,主要汇集上游及坡面来水,来水量大,沟头冲刷严重,修建1座钢筋混凝土二级跌水,沟坡采用阶梯式修坡整形,在阶梯式削坡斜坡部分、沟底坡降改变处采用铺草皮措施防护,修建1座石笼干砌石谷坊,1座柳桩编篱谷坊,沟尾布设效能措施,沟边布设导水土垱。
QS-5侵蚀沟长146m,来水主要为QS-4号侵蚀沟和东侧耕地坡面,沟头冲刷严重,东侧有侧蚀,毁坏农田道路。对侵蚀沟进行修坡整形,沟头结合涵洞出口防护,修建雷诺沟头防护,布设3座柳桩编篱谷坊,两处沟边侧蚀采用填沟措施,与侵蚀沟结合处修建混凝土挡墙,路面采用蜂巢约束系统,共铺设两层,蜂巢内填充碎石,沟边布设导水土垱。
科研项目区植物措施主要结合侵蚀沟治理工程措施布设相应的防护林,包括沟坡防蚀林及沟底防冲林。树种采用灌木柳。
在侵蚀沟QS-2、QS-3、QS-4、QS-5的沟坡和沟底营造沟坡防蚀林和沟底防冲林,侵蚀沟QS-4沟头营造沟头防护林,侵蚀沟QS-2上游截流沟和排水沟沟埂营造沟埂防护林。
利用科研项目区内现有的田间道路,运送施工需要的油料、水泥、钢筋和苗木等物资物料,对标准低的路段可填砂石料提高标准。科研项目区共修整作业路2条,布设5座涵洞,HD1、HD2、HD3布置在QS-1中,HD4布置在QS-3沟尾和作业路L2交汇处、HD5布置在QS-4和QS-5交汇处,涵管采用镀锌螺纹钢管。
在已有的侵蚀沟治理技术的基础上,开展技术集成,形成一整套侵蚀沟治理技术,并对其效益进行科学评价,进行科技推广示范,加快垦区侵蚀沟治理工作,加大水土流失治理力度,夯实黑龙江垦区农业基础,对垦区加快生态文明和国家食品安全基地建设,改善垦区农业生产条件和生态环境,实现垦区粮食稳产增产和职工群众收入持续增加,促进垦区经济社会发展起到积极推动作用。