西郊水库水土保持示范园工程项目区水土流失状况与治理思路探讨

姚 琳

(陕西省泾惠渠灌溉中心，陕西 咸阳 713800)

0 引言

西郊水库水土保持示范园工程位于咸阳市三原县与泾阳县交界处，东距三原县城约2 km，南距泾阳县城约10 km，距西安、咸阳、铜川等大中城市均约30 km，区位优势明显。行政区划上涉及三原县城关镇、高渠乡，泾阳县云阳镇等3个乡镇的7个自然村。西延高速公路、211国道、107省道等从库区边缘穿过，县道、乡道、生产道路纵横交错，交通发达。研究区属省级水土流失重点预防保护区中关中九大灌区基本农田保护区，现状水库岸坡水蚀严重、区内植被覆盖率较低，已严重影响水库安全和周边居民生产生活[1]。本文以西郊水库水土保持示范园工程为例，对项目实施区的水土流失状况、危害及存在问题进行研究，以期为水土保持工程的建设有针对性提供基础依据。

1 研究区概况

1.1 地质地貌

1.1.1 地形地貌

本工程区南临泾河，北眺嵯峨山，地形平坦开阔，地势西北高，东南低。该区属新生代形成的断陷盆地，到中更新后基本形成一个冲积平原。因泾渭水系的关系，发育有明显的河流阶地，阶面宽度可达20 km。西郊水库枢纽工程位于泾河二级阶地发育的清河中游地段。泾河三级阶地在本区西北的石桥—王桥镇以北有分布。该区北部鲁桥镇以北为黄土高原，嵯峨山前缘黄土原南侧，蒋路村以北发育有洪积扇群。

清峪河河流基本呈东西向，库区河道呈“U”型，河谷宽度100～500 m，两岸自然边坡一般在30°～50°，双河口以下河谷岸坡陡立，一般在50°～80°。河床高程394～396 m，清河一级阶面高出河床2～3 m，右岸阶面宽40～60 m，左岸阶面宽10～30 m，左岸阶面有坡崩积物覆盖。阶地堆积物具有二元结构，上部粉土，下部卵石。由于库岸地质结构、库水位运行变化、水库风浪作用，加之水文气象等诸多因素影响，水库塌岸现象普遍存在。

1.1.2 地层岩性

研究区出露主要地层为第四系堆积层。由老到新分叙如下：

(1)第四系中更新世(Q2epl+pl):堆积层以黄土状壤土、卵砾石为主。

(2)第四系晚更新世(Q3eol、Q3al):堆积层以黄土、卵砾石及粉细砂为主。

(3)第四系全新世(Q4lal、Q42al、Q4s)：堆积层以卵砾石、粉质壤土及杂填土为主。

1.1.3 地质构造及地震

工程区位于“祁吕贺”山字型构造体系前弧东翼，汾渭断陷盆地的中段。本区在更新世时期以下降为主，第四系沉积物厚度380～500 m。此后缓慢上升，断陷盆地的基底断裂基本由秦岭纬向构造，新华夏和祁吕贺山字型构造组成。

本区有史以来无破坏性地震，但近年来弱小地震活动频繁。据《中国地震烈度区划图》，工程区对应地震基本烈度Ⅶ度。

1.2 水文地质特征

研究区地下水以第四系孔隙潜水为主，风积层孔隙潜水，含水层为黄土，水位埋深大于30 m，含水量较小，潜水补给来源于大气降水，排泄于下游沟谷；冲积层潜水分布于浊浴河的一级阶地、二级阶地及高漫滩，其水位埋深一般1.0～7.0 m，含水岩系为卵砾石、砂层及粉质壤土层，径流通畅，含水性较丰富，以大气降水和上游地表水的补给为主，向河谷排泄。

研究区地面坡度组成见表1。

表1 研究区地面坡度组成表

1.2 气象水文

1.2.1 气象

研究区属暧温带半干旱季风性气候，四季分明，冬季干燥寒冷多风，夏季炎热多暴雨，间有伏旱。根据三原气象站实测资料统计，年平均气温13.1℃，1月平均气温-1.8℃，极端最低气温-20.8℃，7月平均气温26.8℃，极端最高气温41.6℃。结冰期一般在12月上旬至翌年3月上旬，冻土深度一般在12～35 cm。多年平均年降水量为543 mm，由于季风强弱不均，降水量不稳定，5 a一遇1 h最大降雨量为 8.8 mm，6 h最大降雨量为 22.1 mm，12 h最大降雨量为 66 mm；10 a一遇1 h最大降雨量为9.2 mm，6 h最大降雨量为31.3 mm，12 h最大降雨量为71.4 mm，20 a一遇1h最大降雨量为9.8 mm，6h最大降雨量为42.4 mm，12 h最大降雨量为75.6 mm。主要灾害性气象为淫雨、冰雹和霜冻。

1.2.2 水文

研究区位于清河干流，清河是渭河二级支流，于西安市阎良区汇入石川河。清河由上游清峪河和冶峪河两条支流汇流而成。清峪河，发源于耀县照金西北的野虎沟(亦称野虎岭)，经照金镇、高尔原、前嘴子至底石河进入三原县县境。入境后自新兴岩窑村西北东南向流，于孟候原、丰原间南下，经洪水、岳村、冯村、樊家河、杨杜村、第伍村、于峪口出峪。冶峪河源于淳化县北部的甘泉山，即石门山区南部。自源地南流，经安子哇、秦河乡、城关镇，到县城转向东南，经大店、石桥乡出“东风渡”，从泾阳县口镇出山谷，至泾阳县与三原县交界处的双河口与清峪河相会。清峪河年平均入清河径流量1 633万 m3，清河含沙量年平均151.88 kg/m3，其中6-9月占全年的75.8%。含沙量最小值为0，但洪峰期可达400 kg/m3以上。侵蚀模数20世纪60年代年平均1 090 t/km2。70年代年平均高达2 630 t/km2。冶峪河年平均入清河流量403万 m3。

1.3 土壤植被

1.3.1 土壤

研究区土壤以黄土为主，其性质疏松多孔，透水性较好，但团粒结构差，抗蚀抗冲性弱，垂直结构发育，易在水力作用下崩解，故在有坡度存在的情况下，每有超渗水流便产生流失。另有黄绵土主要分布于沟道两岸坡面及峁咀地带，土质疏松，遇水易分解，透水性强；塿土分布在水库岸边平原地带，土壤肥沃，质地好，透气性好，保肥力强，适宜于农业生产。

1.3.2 植被

研究区植被稀疏，无天然林，有少量人工林，人工林主要为近年来水保生态工程栽植，多分布于沟坡；人工林品种以红叶李、侧柏、刺槐、榔榆、河北杨等为主；灌木主要有酸枣、连翅、密刺、蔷薇等；荒草主要有百草、车前、马兰、蒲公英、菅草、艾蒿、铁杆蒿等。

2 研究区土地利用现状

研究区位于三原县城关镇、高渠乡，泾阳县云阳镇等3个乡镇交界处。范围为西郊水库批准占地范围，不涉及周边农业用地和农业人口。库区周边有三原县城关镇湖北滩村、蓟家村，高渠乡西鉴村，泾阳县云阳镇尚家村等4个行政村，共计688户住户，总人口2 691人。通过收集资料以及现场查勘，研究区总面积165.02 hm2(土地总面积47.02 hm2)，包括有林地1.35 hm2，经济林2.05 hm2，疏林地9.29 hm2，苗圃2.25 hm2，荒草地18.73 hm2，旱平地1.29 hm2，工矿用地0.67 hm2，交通设施用地0.82 hm2，水工建筑用地9.60 hm2，坑塘水面1.78 hm2，水域116.22 hm2，其它用地0.97 hm2。研究区主要地类为水域，其余土地类型中，荒草地、水工建筑用地和疏林地占研究区总土地面积的80%，有林地和经济林面积较少。研究区中荒草地和疏林地主要为库区岸坡以及水库枢纽下游沟道为主，水土流失严重[2]。研究区土地利用现状表见表2。

表2 研究区土地利用现状表

3 研究区水土流失现状及危害

3.1 自然水土流失

研究区的主要水土流失类型为水力侵蚀和重力侵蚀。西郊水库建成蓄水后，仅对影响枢纽主要建筑物安全运行的大坝上游左右岸总长2 km范围土坡进行了削坡砌护处理，使其达到永久稳定岸坡状态，库区13.3 km回水范围尚未进行处理。未处理岸坡土质结构松散、透水性强，在水力作用下极易产生潜蚀，致使库岸底部被掏空，在重力作用下造成库岸坍塌。根据调查统计，西郊水库沿岸共发生塌岸25处，塌岸总长度619 m，最大塌岸宽度10 m，平均塌岸宽度4.76 m。其河道左岸塌岸长418 m，右岸塌岸长201 m。

西郊水库属于平原水库，库区岸坡主要为黄土性质土壤，土层深厚具有结构疏松，直立裂隙及孔洞发育，导水性强，容易受水的侵蚀等特点。而西郊水库属于一个调蓄工程，水库来水依靠泾惠渠灌区非农业灌溉季节的泾河汽水导入水库进行调蓄，在灌区水源不足时，抽取库水向灌区补给，由于水库的调蓄特点，致使西郊水库充水和抽水都比较集中，水位变动幅度大且时间短，每年至少进行两次大的调蓄，分别在夏灌和冬灌，水位变幅大，为岸坡崩塌提供了条件致使库岸容易发生坍塌，造成水土流失，形成安全隐患。

研究区水土流失面积36.60 hm2，占研究区土地总面积的77.84%，参照《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190-2007)，结合实地调查，综合研究区占地和当地水土流失现状，综合分析现状土壤侵蚀模数取值标准，采用加权平均法计算研究区不同地类现状平均侵蚀强度。经计算确定研究区侵蚀强度为中度，侵蚀模数3 252 t/km2·a，研究区年平均土壤侵蚀总量1 006.49 t。

3.2 人为水土流失

研究区内人为水土流失主要原因为库区周边不合理耕作以及垃圾胡乱堆放，使得库区周边大面积土地裸露；由于降雨集中于汛期，使得研究区内的水土流失情况比较严重，加上研究区周边村镇毁林毁草，使得研究区植被退化比较严重，水土流失更加恶化。

3.3 水土流失危害

西郊水库周边多为村庄、农田和道路，农业生产活动比较频繁。由于水库岸坡溯源侵蚀，日积月累对渠道坡脚不断耕种蚕食，塌岸时有发生，严重威胁水库及周边农业生产生活安全，对人民群众生命财产安全构成了一定的威胁。水土流失的危害主要体现在：(1)水库塌岸造成大量的水土流失，加速了水库淤积，影响水库蓄水能力和调洪蓄洪功能发挥；(2)破坏土地资源，随着水库塌岸现象发生并越来越严重，对周边农田和村庄的侵占趋严重化，已经对耕地和村镇安全造成危害；(3)生态环境恶化，不仅违背了建设水利风景区初衷，甚至破坏了生态系统的相对平衡，对当地小气候环境造成严重影响。

4 水土流失治理状况及存在问题

近年来，随着国家及地方政府对水土保持工作的重视，水利部在全国开展了水土保持示范园区的创建工作。从各地的实施效果看，建设过程中积累了大量经验，西郊水库也借鉴已有经验逐步开展了库区水土流失治理工作，取得了一些成效。目前，研究区土地总面积47.02 hm2，其中水土流失面积36.60 hm2，已治理面积5.65 hm2，现状水土流失治理程度为15.44%。已治理部分主要是为保护大坝安全对西郊水库坝址及上游库岸2 km范围进行治理、研究区内道路硬化、西郊水库管理处基础设施建设以及园林绿化工程等。但在治理过程中也存在一些问题，结合治理实践经验看，西郊水库周边村镇集中，土地资源多为农业用地，供示范园建设的土地面积有限。然而，西郊水库库岸坍塌严重，周围农业活动对水库也产生了一些影响，水库治理刻不容缓[3]。在有限的面积进行治理，达到最理想的水土保持效果将是后续水土保持示范园建设的难点。此外，园区建设资金量大，仅依靠水保部门投资有限。示范园建设过程中需争取市、县各级政府有力支持，使园区建设得到相关行业部门的积极参与，使园区各项建设能够按照规划设计顺利开展。

5 水土保持治理思路

(1)提高对水土保持工作认识是做好水土保持工作的关键，示范园建设应加大水土保持工作宣传力度。水土保持工作是一项全民公共事业，需要广大群众积极参与。由于群众对水土保持认识不足，不但对水土保持设施不进行保护，更有甚者，随意破坏水保设施，出现前边治、后边毁的不良现象。为此，示范园建设应加大水土保持宣传力度，提高群众对水土保持工作的认识，使水土保持工作有良好的群众基础，自觉维护水土保持设施。

(2)选取典型水土流失区域高标准集中治理，建设文化、科技与艺术结合的示范园区。由于受投资限制，现阶段水土保持工作尚不能全面治理，应结合水土保持示范园区建设对典型水土流失区域高标准集中治理，重点展示水土保持科技成果和水土流失治理新技术，为周边区域水土流失治理提供经验借鉴和理论依据。

(3)后期管护是示范园建设工作不可缺少的重要环节。水土保持设施建设工作固然重要，但管护工作也十分必要，要设立专门的管护队伍和专门的管护人员，对容易损毁的设施要勤检查，及时修复，对示范园枯死林草植被应及时进行补植，长效发挥示范园水土保持科技示范作用。

6 结语

通过对研究区水土流失状况、危害及治理中存在问题的归纳总结，可以有针对性对西郊水库水土保持示范园建设提供基础依据。后期水土保持措施的实施，对西郊水库边坡稳定、水源安全和周边农业生产能起到积极作用，并可通过示范园科技展示、宣传引导作用，对我省平原水库生态环境治理起到带动和示范作用，西郊水库水土保持示范园的建设具有不可估量的生态效益、社会效益和经济效益。