黑龙江省侵蚀沟连续式柳编跌水治理模式分析

杨庆楠　徐金忠　殷哲　李博　高士军

［关键词］侵蚀沟；连续式柳编跌水；东北黑土区；黑龙江省

［摘要］连续式柳编跌水是利用柳条从沟头至沟尾连续编制柳跌水的一种成熟的侵蚀沟治理模式，具有施工工艺简单、造价低、植被恢复快、抗冲刷、防护效果好、后期养护要求低等优势。以拜泉县建国小流域侵蚀沟治理为例，介绍了连续式柳编跌水治理模式的适用范围与对象、模式组成及措施布设、设计要点，并进行了效益分析。

［中图分类号］ S157.1［文献标识码］ A［文章编号］ 1000－0941（2023）08－0014－03

黑龙江省是我国重要的商品粮生产基地和生态安全屏障区，其黑土资源关系国家粮食安全与生态安全[1]。根据《东北黑土地保护规划纲要（2017—2030年）》，东北典型黑土区耕地面积约0.185亿hm2，其中黑龙江省为0.104亿hm2，占比56%。由于重用轻养和土壤侵蚀，黑土区土壤结构和质量不断退化[2]，因此黑土地保护已迫在眉睫。水土流失是制约黑土地保护的重要因素之一，而沟道侵蚀是水土流失最严重的表现形式[3]。侵蚀沟持续发展不仅吞噬黑土资源，而且降低机械化作业效率，阻碍了现代农业的发展。根据2011年全国水利普查数据，黑龙江省共有侵蚀沟11.55万条，其中发展沟9.80万条，侵蚀沟数量众多，且80%以上发生在耕地上。侵蚀沟在长、宽、深三个维度上发展迅速，对黑土地保护和黑土粮仓造成严重威胁。2022年，黑龙江省以总河湖长第6号令印发《黑龙江省侵蚀沟治理专项行动方案》，“十四五”期间需完成侵蚀沟治理2.53万条，是“十三五”期间治理数量的24倍，仅2022年侵蚀沟治理总投资就达22亿元，投资庞大，治理任务艰巨。

面对加快推进黑土耕地侵蚀沟综合治理、切实保护好黑土耕地宝贵资源的迫切需求，基于黑龙江省水土流失防治“两带三片”空间格局，黑龙江省遵循分区实施、因沟施策、一沟一策、综合布设的原则，工程措施和植物措施相结合，遏制侵蚀沟持续发展，使其变成稳定且生态良好的径流导排通道。根据《水利部2020年成熟适用水利科技成果推广清单》，侵蚀沟综合治理要遵从生态恢复理念，寻求治理效果好、植被恢复快、成本造价低的治理措施，因此连续式柳编跌水作为一种能够充分利用区域水土资源、生物资源，集工程技术与生态修复为一体的柔性侵蚀沟治理技术，具有明显的生态和经济优势。连续式柳编跌水是为防止沟头前进、沟底下切和沟岸扩张，以柳条为主要材料，在侵蚀沟沟头修建的排水式、斜坡式消能建筑物[4]。它避免了蓄水式沟头防护清淤费时费工的缺点，又因当地盛产柳条，可就地取材，经济适用性强，加之柳条成活率、年生物产量高，可快速形成植物封沟的良好状态，在黑龙江省拜泉县等地区得到广泛的应用，并取得了显著的治理效果。

1连续式柳编跌水治理模式

连续式柳编跌水治理模式是以连续式柳编跌水措施为主的侵蚀沟综合防治措施体系，有助于形成沟底绿色过水通道。

1.1适用范围与对象

连续式柳编跌水治理模式主要适用于松嫩平原东部水蚀综合治理片及三江平原水蚀综合治理片中沟道落差大于2 m、土质条件良好、沟缘外侧有一定延展空间且正在发育的中小型侵蚀沟的综合防治，主要适用区域包括齐齐哈尔市、绥化市、哈尔滨市、佳木斯市、双鸭山市等。

1.2模式组成及措施布设

连续式柳编跌水治理模式由沟道整形、修建沟边埂、修筑连续式柳编跌水、造林植草等措施组成。首先，对沟头、沟坡和沟底削坡整形，为连续式柳编跌水施工和造林植草做好立地准备；其次，沟岸修建沟边埂，在沟坡、沟底植被建设前有效控制坡面和上游地表径流从两侧沟岸进入沟道，减少沟坡冲刷造成水土流失和对未稳固柳编跌水段建植的影响；再次，沟道全面（沟头至沟尾）修筑连续式柳编跌水；最后，沟坡造林植草，达到稳定沟道、恢复生态的目的。拜泉县某侵蚀沟连续式柳编跌水治理模式布局示意见图1。

1.3设计要点

1）削坡整形。在沟头和沟坡坍塌或较陡处，以及沟底处进行系统整形，沟头落差较大时应先将沟头削坡至稳定坡度，沟坡削坡坡比宜为1∶2或1∶3，注意削坡段和未削坡段的连接处要自然顺接、平整，不能出现明显凸凹。

2）修建沟边埂。在侵蚀沟沟边布设沟边埂，将坡面径流沿沟边埂引导至沟边低洼处或已修筑跌水的支沟沟头处，由此进入侵蚀沟或下游流水通道。

3）修筑连续式柳编跌水。在沟槽内自沟尾至沟头沿沟道纵坡向上逐级铺设柳条，修筑连续式柳编跌水，对沟内径流进行消能排导。在各支沟沟头和沟边低洼处，结合沟边埂或地形铺设多个跌水通道，以分散疏导汇水区来水。

4）造林植草。在沟坡实施工程整地，栽植沟坡防护林和植草。为保障柳条成活率，在铺设连续式柳编跌水前，宜在整形后的沟槽内填铺一层厩粪或熟化土。柳条铺设完成后，应在柳条上方覆盖表土并压实，覆土后上冻前浇一遍透水。

2应用实例

2.1基本情况

拜泉县2011年开始在建国小流域实施以连续式柳编跌水为主的侵蚀沟综合防治体系建设。建国小流域位于黑龙江省中部黑土核心区，地处小兴安岭余脉向松嫩平原过渡地带，地形以丘陵漫岗为主，年均降水量490 mm。以2016年建国小流域内实施连续式柳编跌水治理的某侵蚀沟为例，实例沟道长度240 m，平均沟宽15 m，平均沟深2.0 m，沟头落差2.2 m，溝底比降6%，沟道面积0.32 hm2。

2.2措施布设

主要治理措施有沟道削坡、修筑连续式柳编跌水、造林等。沟道削坡：对沟道两侧沟坡采取全面削坡整形，削坡土方量0.41万m3。修筑连续式柳编跌水：在削坡整形后的沟底修筑连续式柳编跌水240 m，消减进入沟道的径流势能，形成植物防冲通道。造林：在沟坡栽植小黑杨，采取穴状整地，尺寸0.5 m×0.5 m，株行距1.5 m×2.0 m，实施造林面积0.32 hm2。

2.3施工工艺

1）沟槽开挖。利用钩机沿原沟道流水线位置挖成水平宽2.2 m（或4.4 m，根据沟道宽度确定）、深0.5 m的沟槽，并将挖出土方放至沟槽两侧，以备后用。

2）定桩。从垂直铺柳沟槽中心线方向距铺柳沟槽末端（下游）10 cm处开始打桩，在铺柳沟槽两边预留50 cm，用于后期铺设柳条龙，桩间距50 cm，均匀布设木桩，行间距宜为150 cm，见图2。

3）铺柳条枕、柳条。从沟道下游向上游布设，在铺柳沟槽末端（下游）沿垂直水流方向铺柳条枕，柳条枕长度与铺柳沟槽宽度相等，用铁丝将柳条枕固定于木桩上，覆盖土；在柳条枕上铺设一层柳条，柳条根部顺水流方向并紧靠铺柳沟槽末端（下游）；在柳条上对应的木桩位置再铺柳条枕，用铁丝将柳条枕固定于木桩上。依此类推，逐级铺设到铺柳沟槽封头处，见图3。

4）封头。在铺柳末端（沟头处）进行封头处理，在铺柳沟槽内距沟槽顶端10 cm、垂直水流中心线方向开挖宽20 cm、深20 cm的凹槽，长度与铺柳沟槽宽度相等；在凹槽内放入直径20 cm的柳条捆，用木桩固定，桩距同上级；在上面铺一层厚10 cm的柳条，铺柳根部紧靠铺柳沟槽顶端，在相应位置再铺直径20 cm的柳条捆，用铁丝固定；最末两级间柳条做切梢处理，长度应为最末两级桩距加20 cm。

5）鋪设柳条龙。封头后，在铺柳沟槽内两侧预留处铺设柳条龙，长度同铺柳沟槽长度；打桩钉牢柳条龙，桩间距75 cm，用铁丝把柳条龙固定在木桩上，之后全面覆盖厚10～15 cm表土，并踏实。

6）覆土、浇水。柳条龙铺设后，利用剥离的表土进行覆盖，人工整平踏实，并浇一遍透水。

7）注意事项。用铁丝固定铺柳时不宜过紧，以人工踩踏不发生位移为宜；跌水四周插柳；杨树桩亦可代替木桩，打桩时应将杨树根部端向下；每次大雨或暴雨后要及时检查，发现损毁后及时修复，以保证柳条正常成活[4]。

3效益分析

1）蓄水保土效益。侵蚀沟实施连续式柳编跌水后，沟底铺满柳条可减少地表径流对沟底的冲刷，同时植物根系作用增加了径流入渗，蓄水保土、减流减沙效果十分显著。上文实例侵蚀沟治理后蓄水保土能力逐年提升，至2020年单沟平均年蓄水量696 m3、保土量131 t，较2016年分别提高27%和6%。

2）经济效益。与黑龙江省普遍使用的格宾石笼、块石相比，柳条价格优势明显，便于就近就地取材，应用成本低。拜泉县多年来侵蚀沟治理以连续式柳编跌水措施为主。根据2020—2022年实施的侵蚀沟治理工程，单条侵蚀沟连续式柳编跌水措施费用在15万～20万元，与常规格宾石笼侵蚀沟治理措施相比可节约投资50%，且沟底柳条成活后正常长势下每3 a可以进行1次平茬，其柳条可以为侵蚀沟治理提供原材料，满足大规模治理需求。

3）社会效益。连续式柳编跌水实施后侵蚀沟发育被遏制，沟道不再因沟头溯源侵蚀前进而增加长度，沟岸不再因坍塌扩张而吞噬耕地或农田作业路，沟头和沟岸边坡稳定，沟底侵蚀基准面提高，保护黑土耕地不减少。连续式柳编跌水从沟头布设至沟尾，面积大，柳条生长速度快，地上年生物量增长快，根据水土保持工程建成移交地方后“谁受益、谁管护”的原则，可增加农民收入。

4）生态效益。侵蚀沟连续式柳编跌水治理模式为沟底铺设柳条建设植被，沟底水分条件好，柳条成活率高，植被恢复快，充分契合植物措施优先、植物封沟的生态恢复理念，与沟坡沟岸的乔灌木形成了立体沟道防护结构和稳定的导排水通道。

[参考文献]

[1] 张爱玲，钟云飞，陈祥伟.黑龙江省拜泉县水土保持新进展与效益评价[J].水土保持通报，2018，38（1）：276-280，286.

[2] 许文旭，杨献坤，崔斌，等.东北黑土区典型坡耕地土层厚度及退化程度分析[J].中国水土保持科学，2021，19（3）：28-36.

[3] PIMENTEL D， BURGUESS M.Soil erosion threatens food production[J].Agriculture，2013，3（3）：443-463.

[4] 黑龙江省质量技术监督局.连续式柳编跌水侵蚀沟治理技术规范：DB23/T 1808—2016[S].哈尔滨：黑龙江省质量技术监督局，2016：6.

收稿日期：2023-03-10

基金项目： 国家重点研发计划项目“漫川漫岗水蚀区土壤侵蚀防治的保护性利用模式”（2021YFD1500805）；黑龙江省自然科学基金项目“黑土区切沟变化特征对融雪侵蚀的响应”（LH2020D018）

第一作者：杨庆楠（1988—），女，黑龙江宾县人，工程师，硕士，主要从事水土保持相关研究。

通信作者：高士军（1966—），男，黑龙江密山人，教授级高级工程师，学士，主要从事农田水利、水土保持等相关研究。

E-mail：780423258@qq.com

（责任编辑李杨杨）