俞琳琳,曹久立,刘田田,邓科
(江苏省水文水资源勘测局徐州分局,江苏 徐州 221006)
开展小流域综合治理水土保持监测是常态化水土保持监测工作的重要组成部分,监测内容与方法的选择关系水土保持监测的结果,也反映小流域综合治理的成效。当前小流域综合治理水土保持监测实施方案大多沿用生产建设项目水土保持监测的内容和方法,没有突出小流域综合治理项目中的水土保持监测要点,无法满足实际工作过程中小流域综合治理的要求。结合小流域综合治理项目的特点开展水土保持监测工作,是新时代推动小流域综合治理提质增效、全面推进水土流失重点治理的必然要求。
西支河小流域位于江苏丰县西北部,属丰沛黄泛冲积平原区,地势南高北低、东高西低,地面高程34.80~36.30m。项目区西支河小流域综合治理面积500hm2,北至苏北堤河、南到西支河、西靠白庄中沟、东至老复新河。
本区属暖温带半湿润季风气候区,四季分明,光照充足。多年平均气温14.7,多年平均年降水量为728.3mm,降水年内分布不均,汛期(6—9 月)多年平均降水量510.7mm,占全年降水量的69.3%。土壤以沙土、潮土为主,该土壤质地疏松,结构脆弱,易被吹动、冲刷,造成水土流失,堵塞淤积河道。植被以杨树等人工林为主,植被覆盖率为5.6%,农作物一年两熟,主要为小麦和水稻。项目区内河网密布,主要排涝河道为老复新河、和事楼中沟、王海中沟等。
西支河小流域所在地丰县地处黄河故道高亢平原沙土区,根据全国水土流失类型区的划分,被列为黄泛平原风沙国家级水土流失重点预防区,也是江苏省划定的省级水土流失重点预防区。由于独特的地理条件和土壤质地,暴雨时河道边坡受侵蚀,沿坡面形成顺坡延伸的浅沟,暴雨形成的水流不断冲刷河底、沟底和岸坡,淘刷坡脚,危害沟坡堤岸安全,影响农业生产和经济发展。为此,在深入调查研究的基础上,将此次西支河小流域综合治理任务划分为3 大类:一是工程措施,主要包括沟道治理、修建跌水闸和小型拦蓄引排水工程;二是林草措施,主要包括项目区内主要河道老复新河、和事楼中沟、王海中沟以及其他小沟的沟边坡植被防护工程;三是秸秆还田的蓄水保土措施。
与开发建设项目相比较,小流域综合治理具有动土量较小、扰动变化不大、造成的水土流失类型较为单一等特点[1]。因此,小流域综合治理项目的水土保持监测应采取“点面结合”的原则,根据不同类型的治理措施,重点监测水土流失情况、治理措施落实以及措施效益发挥情况等。在小流域综合治理工程实施方案的基础上,针对小流域特点制定切实可行的水土保持监测方案,其主要内容包括:水土流失面积、强度和分布;水土保持各项治理措施的布设面积和质量以及水土流失治理程度的监测;项目实施后的经济效益、社会效益和生态效益。
依据《西支河小流域综合治理项目实施方案》和2021 年丰县水土流失动态监测项目成果报告相关资料,项目区总土地面积500hm2。其中,耕地388.62hm2,均为水田;交通用地5.88hm2;水域及水利设施用地21.3hm2;林地25hm2;草地3hm2;村镇用地56.2hm2。
根据现场调查,项目区水土流失面积500hm2,土壤侵蚀以水力侵蚀的微度侵蚀为主,较多分布在沟道边坡、滩面、近岸农田处等,其中,轻度侵蚀面积6hm2,占流失面积的1.2%;微度侵蚀494hm2,占流失面积的98.8%。虽然经过前期附近河道如复新河等综合治理工程的开展,项目区水土流失状况已得到部分改善,但仍面临不少问题:一方面耕作农作物占用滩面导致地表频繁被扰动,加上坡陡、塌坡河段多,降雨或灌溉时加剧表层土壤的流失;另一方面河道交错汇流时缺少沟口防护,高落差排水致土壤冲刷现象发生,更重要的是河道边坡两岸缺少有效的边坡植物防护措施,东南风盛行时风卷沙扬,影响日常生活。
小流域综合治理项目水土保持监测时段为施工准备期至项目竣工验收,其中建设期是重点监测时段,本项目于2023 年4 月开工,计划2024 年4 月竣工验收。按照项目综合治理的实施内容,结合措施布设特点,确定沟道治理区和引排水工程区2 个监测分区,其中沟道治理区布设3 个监测点,分别位于和事楼中沟、王海中沟和小沟的中段;引排水工程区布设3 个监测点,分别位于泵站建设点、渡槽建设点和渠涵建设点。
对于该项目的水土流失、水土保持措施及其效益情况的监测,采用调查监测、地面监测和无人机监测结合的方法。
3.3.1 水土流失监测
水土流失监测主要是水土流失扰动范围和水土流失量的监测。明确扰动范围才能掌握水土流失动态变化,通过现场走访调查和无人机航拍,结合实施方案设计,复核项目区内土方挖填量和实际扰动面积,确认是否存在弃土场以及剩余土方去向。平原沙土区水土流失的主要特征体现在河坡的坍塌和河道的淤积两个方面[2],尤其是在河道边坡治理过程中,边坡开挖以后与边坡植被防护工程实施之前,土壤存在短期裸露,如遇强降雨极易发生边坡侵蚀。为此,降雨过后,及时利用无人机拍摄的河道边坡影像,选取典型侵蚀沟,测量侵蚀沟长度、宽度和深度,统计扰动范围内侵蚀沟数量。
3.3.2 水土保持措施监测
水土保持措施监测采用实地调查与无人机调查相结合的方式,主要对项目区内综合治理措施的执行情况,如工程质量、林草成活率等进行客观评价,针对监测过程中发现的问题,及时提出解决措施。对于沟道防护的林草措施选取典型样方进行抽样调查,监测沟道边坡的植物种类、种植数量、生长情况等。因本项目林草措施均沿沟道边坡呈线性分布,考虑到布设样方的便利性和代表性,样方大小设定为3m×3m。现场监测时,同步记录乔木、灌木的树种、树高、直径和郁闭度;地表植被的结构和覆盖度等。
3.3.3 水土保持效益监测
对本项目来说,主要是野外调查和室内监测相结合进行效益监测。
通过实地走访小流域内典型农户,填写《典型农户监测表》,对选定的农田所生产的农作物,单打单收,求得单位面积产粮、产值和投入,进而推算整个项目区综合治理前后所取得的经济效益变化。
生态效益监测内容包括项目实施前后土壤理化性质、林草覆盖度和保水保土效益等。土壤容重采用烘干称量法进行监测;土壤孔隙度采用环刀浸水法进行监测;土壤蓄水持水、渗透能力采用室内环刀法进行监测;同时监测土壤的酸碱度、速效磷和速效钾的含量。
平原沙土区一直是江苏省水土流失严重地区,也是在水土流失监测中容易被忽略的地区。在平原沙土区开展小流域综合治理水土保持监测,可以参考生产建设项目的监测要求,结合项目具体施工内容制定适宜项目特性的实施方案,真实反映项目治理情况,确保水土保持工程更好地发挥效益,实现美丽环境、美丽经济与美好生活三者的相得益彰■