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        東北漫川漫崗治理區(qū)水土保持綜合治理初探
        ——以鐵嶺縣大會小流域為例

        2019-08-21 10:45:24
        關(guān)鍵詞:魚鱗坑谷坊封育

        趙 健

        (遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計研究院有限公司,遼寧 沈陽 110003)

        1 小流域基本情況

        1.1 基本概況

        大會小流域位于遼寧省鐵嶺縣東部的李千戶鎮(zhèn),地理位置位于東經(jīng)123°48′37.0″~123°52′31.2″,北緯42°7′22.8″~42°9′39.5″之間。小流域地處長白山系哈達(dá)嶺余脈的低山丘陵區(qū),海拔平均在200~300 m之間,溝壑密度為0.40 km/km2。

        1.2 氣象水文

        大會小流域氣候?qū)儆诒睖貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,冬季寒冷干燥,夏季溫?zé)岫嘤辍⒂隉嵬?。多年平均降水量?80 mm,多年平均蒸發(fā)量1626 mm。降水全年分布不均,一般降雨集中在7—9月之間。年最大降雨發(fā)生在1995年,降雨量為1018 mm,年最小降雨量在2001年,降雨量為480 mm。5 a一遇24 h降雨量為132.5 mm,10 a一遇24 h降雨量為154.8 mm,10 a一遇3~6 h最大暴雨為111.8 mm。全年太陽總輻射為5838 MJ/m2,年平均氣溫在6.8 ℃,年積溫3070 d·℃,無霜期為146 d,最大凍土深度為1.5 m,大風(fēng)日數(shù)20 d。小流域氣象特征見表1。

        表1 小流域氣象特征

        1.3 土壤植被

        土壤類型為棕壤,土質(zhì)較好。流域內(nèi)土層在0.2~2.0 m之間。流域內(nèi)植被類型主要為溫帶針闊混交林,屬于華北植物區(qū)系。樹種主要以松樹、落葉松、刺槐為主,經(jīng)濟(jì)林樹種主要有榛子、蘋果、李子、山杏等。流域內(nèi)林草覆蓋率39.73 %。

        1.4 社會經(jīng)濟(jì)概況

        流域內(nèi)總?cè)丝?308 人,人口密度為249 人/km2,勞動力1720 人。流域內(nèi)總產(chǎn)值4962萬元,農(nóng)民人均純收入12 534元,糧食總產(chǎn)量0.50 萬t,農(nóng)業(yè)人均糧食1500 kg,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值4464萬元。小流域社會經(jīng)濟(jì)情況見表2。

        表2 小流域社會經(jīng)濟(jì)情況

        1.5 土地利用現(xiàn)狀

        大會小流域土地總面積1326.45 hm2,在流域內(nèi)現(xiàn)有大量的荒山荒坡,其蓄水保土能力較弱,為適應(yīng)當(dāng)?shù)卮罅Πl(fā)展經(jīng)濟(jì)林果產(chǎn)業(yè)的態(tài)勢及農(nóng)民意愿,需要轉(zhuǎn)變土地利用方式。項目區(qū)內(nèi)還有一定比重的坡耕地,造成了比較大的水土流失。同時,有一部分坡耕地屬于農(nóng)民自行開墾的荒地,土層較薄,土壤貧瘠,農(nóng)作物產(chǎn)量不高,需要調(diào)整。小流域土地利用現(xiàn)狀見表3。

        表3 小流域土地利用現(xiàn)狀表

        1.6 水土流失現(xiàn)狀

        小流域水土流失面積為6.15 km2,侵蝕強(qiáng)度以中度侵蝕為主,侵蝕類型以水蝕為主,平均侵蝕模數(shù)為2630 t/km2·a。小流域水土流失現(xiàn)狀見表4。

        表4 小流域水土流失現(xiàn)狀表

        2 總體布置與措施設(shè)計

        2.1 總體布置

        結(jié)合小流域內(nèi)自然條件、土地利用現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟(jì)狀況等因素,因地制宜,因害設(shè)防,工程措施、林草措施和封育治理措施相結(jié)合,集中連片布置水土保持措施,形成比較完善、系統(tǒng)、全面的綜合治理體系來治理水土流失[1]。

        (1)幼林及疏林地治理。針對具有母樹、天然下種的殘林疏林地及人、畜活動頻繁區(qū)域林地實行封育治理,建設(shè)攔護(hù)設(shè)施和標(biāo)志牌,充分發(fā)揮大自然的自我修復(fù)能力,恢復(fù)生物的多樣性,防止人為破壞,形成控制水土流失第一道防線。

        (2)荒山荒坡的治理?;钠律喜客翆虞^薄,立地條件相對較差,春季實施整地工程,并在秋季營造經(jīng)果林,保持水土的同時增加經(jīng)濟(jì)效益[2],形成控制水土流失第二道防線。

        (3)坡耕地治理。結(jié)合農(nóng)業(yè)耕作,在坡度較緩的坡耕地實施地埂植物帶措施,改變坡耕地微地形,減輕水土流失;在流域內(nèi)的農(nóng)民自行開墾的坡耕地上營造經(jīng)果林,形成控制水土流失第三道防線。

        (4)溝壑治理。在對農(nóng)民生產(chǎn)、生活環(huán)境造成安全隱患、嚴(yán)重切割土地的侵蝕溝,修筑干砌石谷坊,步步設(shè)防、層層攔蓄[3],減輕侵蝕溝的擴(kuò)張對耕地的切割,形成控制水土流失的第四道防線。

        2.2 措施設(shè)計

        2.2.1 工程措施

        2.2.1.1 谷坊工程

        (1)谷坊形式。谷坊是溝壑綜合防治體系的溝道治理工程,主要形式包括土谷坊、漿砌石谷坊、干砌石谷坊等。當(dāng)?shù)囟嗄昶骄涤炅繛?80 mm,修筑土谷坊容易被強(qiáng)降雨徑流沖刷損壞,漿砌石谷坊造價比較高,同時結(jié)合鐵嶺縣多年溝壑治理工程經(jīng)驗,綜合考慮,本工程谷坊形式采用干砌石谷坊[4]。

        干砌石谷坊平均高度2.0 m,頂寬1.0 m,平均長度10.0 m,基礎(chǔ)埋深0.5 m,迎水坡1∶1.25,背水坡1∶1.0。谷坊典型設(shè)計圖如圖1所示。

        (2)谷坊設(shè)計。以典型溝道進(jìn)行典型設(shè)計,以“頂?shù)紫嗾铡睘樵瓌t確定谷坊數(shù)量,并根據(jù)實際情況進(jìn)行修正。根據(jù)設(shè)計流量進(jìn)行驗算[5],確定溢洪口斷面尺寸為底寬1.5 m,深0.5 m,布設(shè)在谷坊頂部中間位置。溢洪口下接干砌石護(hù)坦防止沖刷。

        圖1 谷坊典型設(shè)計圖(單位:cm)

        2.2.1.2 作業(yè)路

        工程區(qū)作業(yè)路支離破碎,不僅給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不便,而且極易產(chǎn)生水土流失,甚至運輸困難而貽誤農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)林果的銷售。為了保持水土、方便施工、利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),同時與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展接軌,在工程區(qū)建設(shè)作業(yè)路工程。

        作業(yè)路設(shè)計上盡量利用原有道路,施工形式主要為砂礫石鋪路形式。根據(jù)實際地形,施工前對其進(jìn)行平整,在原有路面基礎(chǔ)上填筑砂礫石15 cm,形成3 m寬路面,再由推土機(jī)推平壓實。作業(yè)路排水采用散排水形式,路面由高處向低處設(shè)置0.2%橫坡。作業(yè)路典型設(shè)計圖如圖2所示。

        圖2 作業(yè)路典型設(shè)計圖

        2.2.1.3 標(biāo)志碑

        在小流域內(nèi)設(shè)立標(biāo)志碑。標(biāo)志碑尺寸為長200 cm,高184 cm。其中:底座高60 cm,上部高124 cm?;A(chǔ)為漿砌石基礎(chǔ),地上部分為磚砌結(jié)構(gòu)。

        2.2.1.4 地埂植物帶

        在修筑梯田難度較大[6]、坡度5°~10°的坡耕地上,沿等高線布設(shè),修筑地埂植物帶。根據(jù)《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 446—2009),地埂植物帶埂間距確定為40 m,埂頂寬為0.3 m,埂高為0.5 m,內(nèi)坡坡比為1∶0.5,外坡坡比為1∶0.5。土埂人工夯實,在坡頂栽植紫穗槐,栽植密度為株距1 m,每埂栽植一排。地埂植物帶典型設(shè)計圖如圖3所示。

        圖3 地埂植物帶典型設(shè)計圖(單位:cm)

        2.2.2 林草措施

        2.2.2.1 造林樹種及密度

        (1)樹種選擇。小流域內(nèi)適宜經(jīng)濟(jì)林種包括榛子、蘋果、李子、山杏等,結(jié)合鐵嶺縣地區(qū)市場需求,充分考慮農(nóng)民個人意愿及小流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)林種分布情況。綜合分析,經(jīng)果林樹種選擇榛子和寒富蘋果。

        (2)造林密度。依據(jù)相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定主要適生造林樹種的初植密度。榛子栽植以行距2 m,株距2 m,造林密度2500 株/hm2。寒富蘋果栽植以行距3 m、株距2 m,造林密度1667 株/hm2。

        2.2.2.2 栽植技術(shù)

        栽植技術(shù)其要求是“三填、兩踩、一提苗”,即先在栽植穴坑底填入表土,放入苗木。然后填入較濕潤熟土,用腳踩實一次。輕提苗木,再將生土填入、踩實。

        2.2.2.3 整地方式

        經(jīng)果林栽植整地方式為魚鱗坑整地,樹種為榛子和寒富蘋果。魚鱗坑平面呈半圓形,規(guī)格尺寸為長徑0.8 m,短徑0.5 m,坑深0.5 m,坑內(nèi)取土在魚鱗坑下沿做成弧狀土埂,埂高0.3 m,埂頂寬0.2 m,榛子栽植株行距2 m×2 m,寒富蘋果栽植株行距2 m×3 m。魚鱗坑沿等高線布設(shè),相鄰行呈“品”字形排列。榛子苗木每穴坑內(nèi)栽植1株,寒富蘋果每穴坑內(nèi)栽植1株。魚鱗坑整地典型設(shè)計圖如圖4所示。

        2.2.3 封育治理措施

        針對具有母樹、天然下種的殘林疏林地及人畜活動頻繁區(qū)域林地實行封育治理,主要采取封禁措施,加強(qiáng)管護(hù),防止人畜毀壞,促進(jìn)植被自然恢復(fù),提高植被覆蓋度。

        圖4 魚鱗坑整地典型設(shè)計圖(單位:mm)

        (1)封禁組織管理措施。建立健全嚴(yán)格的封禁管理制度,做到有封山育林標(biāo)記,有鄉(xiāng)規(guī)民約[7],技術(shù)檔案;封禁(封育)期間適時做好撫育間伐;禁止封禁期間進(jìn)行砍柴、放牧等活動;制定《封禁治理鄉(xiāng)規(guī)民約》;封育工程級別執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn),封育年限為5 a。

        (2)封禁技術(shù)措施。主要采用圍欄對封禁區(qū)域進(jìn)行圍封。圍欄設(shè)置規(guī)格為混凝土樁間距4.0 m,預(yù)埋坑長×寬為0.4 m×0.4 m,地下埋深0.5 m,地上高1.6 m。水平刺線5道,對角線共2道。為使混凝土樁更加穩(wěn)固,每隔3個混凝土樁樁基采用混凝土基礎(chǔ)。同時,鋼骨架鐵板標(biāo)志牌,尺寸為2.0 m×4.0 m。圍欄典型設(shè)計圖如圖5所示。

        圖5 圍欄典型設(shè)計圖(單位:m)

        3 結(jié) 語

        通過鐵嶺縣大會小流域綜合治理,地表徑流量將會明顯的降低,減少地表徑流對土壤的沖刷,增強(qiáng)土壤的抗蝕性和抗沖性,極大程度保護(hù)和改善流域內(nèi)自然環(huán)境和群眾生存條件,帶動農(nóng)、林、牧各業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展,農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步調(diào)整,逐步形成水土保持產(chǎn)業(yè),經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)趨于向多元化可持續(xù)發(fā)展。

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