坡耕地水土流失综合治理工程分析——以樟树中洲项目为例

周 鑫

(樟树市水库防护中心，江西 宜春 331200)

1 基本情况

樟树位于江西中部，全市面积约1289 km2，人口约60.6万人，管辖荷陂村、车塘村、江平村、中洲村等多个行政村。在管辖范围内，坡耕地分布广泛。通过组织相关技术人员、村干部按照1∶10 000地形图进行逐地块调查，遵循先易后难、近村、近水等原则逐村排查[1]，最终确认了需要治理的坡耕地地块，如表1所示。从地区地形地貌来看，以低丘岗地为主，海拔高在40～76 m之间，相对高差为36 m，坡度在5～10°范围内，坡长在40～200 m之间。区域内分布总长为263.65 km的8条河流，水系发达。土壤主要为酸性红壤，氮、钾等元素含量存在差异，但普遍缺乏速效磷，导致土壤肥力较低。成土母质主要为红黏土，坡耕地表土和心土肥力、抗蚀性等各方面性能存在明显差异。坡耕地占据项目区内总耕地37.5%，存在“地越耕越瘦，肥越施越多”问题，频繁发生增产不增收现象。但区内水库、山塘较多，灌溉基础条件较好。土壤侵蚀以水力为主，水土流失面积达9.38 km2，轻度、中度、强烈、级强烈流失面积分别为5.84 km2、2.82 km2、0.66 km2和0.06 km2。

表1 樟树市中山乡坡耕地治理任务

2 坡耕地水土流失综合治理工程设计

2.1 总体布置

在充分调查和了解群众对坡改梯、截排水沟等措施要求的基础上，通过反复现场论证最终完成了水土流失综合治理工程的总体布置，确认提出的方案具有较强可操作性和针对性，能够顺利达到治理度为62.08%的工程实施要求，将坡耕地地块泥沙下泄量减少至少70%，通过提高耕地综合生产力使人均增加0.03 hm2的基本农田。结合区域地形条件和工程性质可知，坡耕地水土流失程度集中在轻度和中度范围内，同时灌溉基础条件良好，可以实施坡改梯方案，要求加强周围植被和环境保护。将小流域当成是基础单元，统一进行水、田、林、路等各方面统筹规划，从保土、蓄水角度着手进行综合治理，建设保水、保土、保肥高产农田，并建设配套坡面水系和田间道路等。遵循“大弯就势，小弯顺直，宽适宜”原则，主要将坡耕地改为机修梯田，做到坎上培埂、坎下设沟，并建设植物护埂[2]。从路渠结合角度建设道路，宽度为3 m，为生产提供便利，同时坚持路线最短。将道路当成是骨架，一同建设截排水沟等附属设施，确认沉沙池在沟交汇位置和中端、末端。根据道路和水系条件差异，划分为条件差和条件好这两类进行分别规划设计。

2.2 措施配置

在综合治理方面，考虑到地块坡度较缓，且各地块相差不大，能够确保地貌、土壤等条件简单、一致，因此无须进行水土保持分区。根据道路和水系条件，采用两种配套治理措施标准，如表2所示。

表2 典型图斑治理措施标准

2.2.1 坡改梯措施

在坡改梯工程实施阶段，按照水土流失综合治理要求，确认达到10年一遇6 h最大降雨量的防御暴雨标准。结合地形，需要沿着等高线绕山转形式布设梯田，确认在完整一面坡自上而下布置。针对零散锥形梯地，加强原地埂利用。针对馒头形状坡地，按照自顶向下顺序布设梯田。遭遇凹凸地形，确认同一等高线上田面高程一致，宽度根据山势确定，保证梯田形状整齐[3]。坡度较大，田坎高也随之增加，宽则随之减小。按照《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》(GB/T 16453.1—2008)标准要求，在土坎高达1 m的条件下，应确认横向平整，田面宽在7.8～11.1 m范围内。侧坡通常为70°，可以在外侧修筑高30 cm、顶宽30 cm的蓄水埂，确认坡率与梯壁相同。在梯田内侧，需要布置沟底比降为1∶1000、宽0.3 m、深0.3 m、顶宽0.4 m的坎下沟，断面为梯形，末端能够与排水沟连接，避免泄水时给土坎带来冲刷作用。保留熟土层，利用断面法计算工程量，如式(1)所示：

(1)

式中：V为梯田方量,m3；B为田面净宽,m；H为田坎高,m；L为梯田长,m。

可以根据设计图和坡度等参数，确定各参量数值。表3为项目坡改梯工程量表。

表3 项目坡改梯工程量

2.2.2 配套措施

在水土治理方面，布置截排水沟需要落实路沟结合要求。在坡耕地上方与林地、荒地交接位置，应沿着等高线在道路两侧或沟谷位置布置排水沟，与区域河道间保持30°～60°。长度较长，在中端设置沉沙池，排水沟较短则在末端设置沉沙池，发挥沉沙、跌水、消能等多重作用。在道路、沟渠交接位置，需要布置过水涵管。遵循少蓄多排原则，断面应达到10年一遇最大24 h降雨量的防御标准。根据地区气象资料确认10 min最大降雨强度等参数，能够确定断面设计最大流量等相关数据，利用式(2)计算沟渠断面面积：

(2)

式中:A为排水沟断面面积,m2；Q为坡面最大净流量,m3；C为谢才系数;R为水力半径，m；i为排水沟比降。

实际修筑梯田后能够大量减少净流量，可以将最大流量乘0.4后记取。土壤抗冲能力不强，设计涵管按无压流分析，应确认无过多积水，选用Φ30涵管基本可以达到过流要求，材质为C20预制混凝土圆形涵管，利用砖砌端墙对进出口位置进行固定，并使用M10砂浆抹面。沉沙池可以根据进水口过水断面确认，确保可以顺利承接排水沟排水，最大进水流量达0.72 m3/s。结合以往工程经验，设计为矩形断面，错开布置进、出水口，可以使流入的水体放缓速度，宽度在0.45～1.35 m 之间，长为宽的2倍，深度在0.7～1.2 m之间，上部有混凝土盖板[4]。利用机砌砌筑，并使用M10砂浆抹面，投入使用后应在每次降雨后清理池内淤积泥沙。

田间道路在修建时应尽可能节省工程投资，在达到弯道半径、纵坡等技术指标要求的基础上，使路线最短，同时能够与田块、居民点相协调，为农户平时进行田间生产管理提供便利。结合项目所在村道路情况，主要采用碎石和植草路面。农用车宽2 m，长5 m，道路以直线为主，宽为3.0 m，转弯半径最小为8 m，两侧留0.25 m安全距离，内圆弧最小半径达5.75 m。路基采用碎石结构，层后15 cm，路宽3.8 m，按照11∶10∶40∶50 比例进行土、石屑、碎石、砂混合，边坡为1∶1。利用素土将路面压实10 cm，压实度至少达到0.93，植草路面每隔25 cm进行混合草籽条播，密度为60 kg/cm2。

3 坡耕地水土流失综合治理工程成效

3.1 成本分析

投资费用主要来自中央补助和地方配套投资，在对工程治理成效展开分析时，需要加强成本分析，确认工程投资是否得到了有效控制。工程计划在6个月内完工，共耗费65.46万m3土石方量、45.30 t水泥、8.76t草籽、147.41 t燃油、1.76万台机械台班和19.07万工日，修筑444.47 hm2梯田、171口沉沙池、36.07 km截排沟渠、1863处涵管、17.36 km道路、53.93 hm2护埂坎和20处标牌碑。按照建筑工程现行规定和市场价格进行各项费用计算，工程投资1667.0万元，其中水土保持治理费为1550.7万元，独立费为116.3万元，平均每亩治理费用为2500元。根据预概算分析结果，在工程实施期间需要加强各项费用管理，确保工程成本不超出预期。

3.2 效益分析

安排专门监测机构负责监测工程效益，需要完成各项措施蓄水保土效益估算。按照相关技术标准可知通过坡改梯能够将耕作面坡度控制在5°以下，大大减少径流形成，避免坡面出现大面积汇流情况，在避免田面积水的同时，防止土壤受到侵蚀。因此采取各项措施，每年能够保土1.36万t，蓄水133.51万m3，取得良好治理效益。具体效益如表4所示。

表4 项目蓄水保土效益

在措施全部投入后，每年运行费约20.49万元，通过改良土壤肥力实现增收目标，创造的直接经济效益约136.67万元，平均每亩年产值增加205元，具有显著经济效益。通过将水土流失治理工作与农村脱贫致富工作结合在一起，在促进农民增收的同时，也使工程获得了群众的广泛支持，在带动地方种植业发展的同时，推动了地方社会的进步与发展。此外，项目的实施起到了促进地方农村产业结构调整的效果，有效提高了农村劳动生产效率，吸收了大量农村剩余劳动力资源，创造了可观社会效益。

4 结 论

实施坡耕地水土流失综合治理工程，需要切实了解地方坡耕地分布情况和水土流失问题及原因，做到科学完成各项治理工程布置，采取有效治理措施有效治理水土流失问题，取得理想保水、保土效果。通过科学管理充分发挥各项措施作用，能够成功解决坡耕地水土流失问题，为地方发展做出贡献。