趙 穎

(昌圖縣水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 昌圖 112500)

1 區(qū)域概況

昌圖縣城關(guān)河流域，隸屬遼河流域，位于遼寧省昌圖縣東部昌圖鎮(zhèn)，流域面積總計(jì)23.27 km2，水土流失面積11.54 km2，楊家屯片區(qū)位于流域東北側(cè)，為流域上游。片區(qū)包括太陽(yáng)山村，昌威線公路自西向東從流域穿過(guò)。流域東側(cè)與開(kāi)原市威遠(yuǎn)鎮(zhèn)接壤。楊家屯片區(qū)總面積3.43 km2，水土流失面積達(dá)到了1.64 km2，占流域總面積的47.89%。半干旱、半濕潤(rùn)寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，區(qū)域大多呈低山丘陵地貌。

2 水土流失防治概況

2.1 水土流失類型

城關(guān)河流域土壤侵蝕嚴(yán)重，屬于土石質(zhì)輕度侵蝕區(qū)，以輕度水蝕為主。在降雨徑流影響下，由于侵蝕作用形成的溝壑分布廣泛。該流域平均土壤侵蝕模數(shù)為1780 t/(km2·a)[1]。水土流失面積，占流域總面積的47.89%，其中侵蝕數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 土石質(zhì)侵蝕數(shù)據(jù)

2.2 水土流失原因

水土流失主要是由于自然因素和人為因素導(dǎo)致。其中自然因素包括地形、降雨、土壤等；人為因素主要體現(xiàn)在生產(chǎn)方式上。水土流失成因具體見(jiàn)表2。

表2 水土流失成因

3 水土流失治理措施

本方案治理范圍為昌圖縣城關(guān)河流域(楊家屯片區(qū))范圍內(nèi)可實(shí)施水保措施的地塊(125.00 hm2)，治理對(duì)象為坡耕地(12.32 hm2)、果園(21.28 hm2)以及適合封育的疏幼林地(91.40 hm2)等[2]。

3.1 工程措施

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)[3]，采用10 a一遇24 h暴雨設(shè)計(jì)，每公頃攔蓄水量可按GB/T 16453.4-2008截水溝設(shè)計(jì)公式計(jì)算。

經(jīng)計(jì)算，每公頃徑流量為：

Vw=Mw×F=10×41.43×0.55×1=228 m3

Vs=3×1780×0.01=53.4÷1.2=44.5 m3

V=Vw+Vs=228+44.5=272.5 m3

本次老果園改造因地制宜，采用果樹(shù)池臺(tái)田及魚(yú)鱗坑整地兩種整地形式。因現(xiàn)場(chǎng)原有空地缺苗等現(xiàn)象，因此對(duì)老果園進(jìn)行補(bǔ)植，補(bǔ)植工程量為5389株，見(jiàn)表3。

3.1.1 果樹(shù)池臺(tái)田整地

池臺(tái)田的株行距為3 m×4 m，埂頂寬30 cm，田埂內(nèi)側(cè)高30 cm，每畝設(shè)計(jì)55個(gè)槽，每槽植經(jīng)濟(jì)林1株。

每公頃蓄水量：1.4×3.4×0.8×833=1586 m3，滿足5 a一遇6 h最大攔洪標(biāo)準(zhǔn)。

果樹(shù)池臺(tái)田設(shè)計(jì)規(guī)格：株行距3 m×4 m，池臺(tái)田四周筑埂，頂寬0.3 m，底寬0.5 m，埂高0.3 m。采用反鏟挖掘機(jī)平整田面，人工筑砍。每公頃平整土方量約為1830 m3，人工筑砍量為601 m3。

表3 老果園改造設(shè)計(jì)表

3.1.2 魚(yú)鱗坑整地

魚(yú)鱗坑尺寸見(jiàn)圖1，其中長(zhǎng)徑1.5 m，短徑1.0 m，深0.5 m，埂寬0.2 m，設(shè)計(jì)株行距3 m×4 m。

圖1 魚(yú)鱗坑整地造林示意圖

挖方量：(1/2×3.14×0.552)×0.5+1/2×3.14×0.752×0.15=0.6104 m3/株

每公頃工程量：0.6104×833=508.47 m3

單個(gè)魚(yú)鱗坑蓄水量為：1/2×3.14×0.7552×0.3+1.5×0.5×0.3/2+3.14×0.752×0.1=0.586 m3

每公頃蓄水量為：0.586×833=488.34 m3

達(dá)到防御5 a一遇6小時(shí)最大降雨標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 林草措施

3.2.1 設(shè)計(jì)原則

本設(shè)計(jì)是在該流域內(nèi)實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，主要將立地條件作為依據(jù)，考慮各種土壤類型之間的差異性，結(jié)合現(xiàn)已有的栽種水平和造林技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循的主要原則有：①以獲得穩(wěn)定持續(xù)的林分環(huán)境，改善立地質(zhì)量，適地適樹(shù)、因地制宜為準(zhǔn)則；②選擇適宜的當(dāng)?shù)貥?shù)種，或經(jīng)多年栽培試驗(yàn)，適應(yīng)性較強(qiáng)的樹(shù)種，提高栽種成活率；③在山腳至山腰緩坡地段主要栽植果樹(shù)和經(jīng)濟(jì)林、在溝底水源充足的地方主要以栽植用材林為主。

3.2.2 樹(shù)種選擇及造林密度

根據(jù)適地適樹(shù)的原則，其樹(shù)種選擇概括以下幾點(diǎn)：①選擇主根系發(fā)達(dá)，便于網(wǎng)絡(luò)和固結(jié)土壤的喬灌木樹(shù)種；②選擇耐旱、耐瘠薄和適應(yīng)性較強(qiáng)的樹(shù)種；③選擇生長(zhǎng)迅速、容易繁殖、穩(wěn)定性強(qiáng)及種苗來(lái)源較為充足和經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的樹(shù)種；④優(yōu)選鄉(xiāng)土樹(shù)種。

經(jīng)過(guò)調(diào)研，流域內(nèi)現(xiàn)有鄉(xiāng)土樹(shù)種為：紅松、落葉松、檸條和紫穗槐等；果樹(shù)經(jīng)濟(jì)林有蘋(píng)果、梨等。按以上幾點(diǎn)原則，本次工程主要以蘋(píng)果樹(shù)為主。

經(jīng)濟(jì)林果樹(shù)選用蘋(píng)果，栽植在緩坡地段陽(yáng)坡土層較厚地段，株行距3 m×4 m，均采用果樹(shù)池臺(tái)田整地方案。

按照《水土保持綜合治理術(shù)規(guī)范》，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，確定了造林密度，具體見(jiàn)表4。

表4 植物措施栽植密度表

3.2.3 栽植技術(shù)

整地時(shí)間通常選擇春、秋兩季，最好在雨季前完成。經(jīng)濟(jì)林采用果樹(shù)池臺(tái)田整地。栽植技術(shù)按照“三填、兩踩、一提苗”方法進(jìn)行，即將表土填于坑底，苗木放入穴中心，于根底再填一些濕潤(rùn)熟土，用腳踩實(shí)，將苗木稍向上輕拔，使苗根與土壤舒展接觸，再將生土填入踩實(shí)，最后覆土保墑。栽植深度以超過(guò)原根系5 cm～10 cm為基準(zhǔn)。

3.2.4 經(jīng)濟(jì)林設(shè)計(jì)

經(jīng)濟(jì)林果樹(shù)選用蘋(píng)果樹(shù)，行距3 m×4 m，采用果樹(shù)池臺(tái)田整地方式。依據(jù)《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 446-2009)[3]，采用10年一遇24 h暴雨設(shè)計(jì)，每公頃攔蓄水量按GB/T 16453.4-2008進(jìn)行截水溝設(shè)計(jì)公式計(jì)算[4]。

則每公頃徑流量為：

Vw=Mw×F=10×41.43×0.55×1=228 m3

Vs=3×1780×0.01=53.4/1.2=44.5 m3

V=Vw+Vs=228+44.5=272.5 m3

果樹(shù)池臺(tái)田田面寬度為3 m，埂頂寬30 cm，田埂內(nèi)側(cè)高30 cm，田面凈寬2.2 m。果樹(shù)栽植在距梯田內(nèi)側(cè)埂腳0.5 m位置，行距4 m，每階梯面栽植一排，栽植密度為833株/hm2。臺(tái)面挖栽植坑，單坑規(guī)格為0.4 m×0.6 m×0.6 m。

則每公頃蓄水量：2.2×0.3×3×833=1649 m3，滿足攔蓄10 a一遇24 h最大的降雨標(biāo)準(zhǔn)。

果樹(shù)靠?jī)?nèi)側(cè)栽植，一方面，在栽植后的頭幾年里果樹(shù)苗木較小，梯田外側(cè)田面可用于果糧間作，種植花生、土豆等矮桿作物，提高經(jīng)濟(jì)效益。另一方面，當(dāng)果樹(shù)坐果成熟后，可用于作業(yè)道路，便于果品采摘。

采用反鏟挖掘機(jī)平整田面，人工筑砍。每公頃平整土方量約為1830 m3，人工筑砍量為601 m3。

3.3 封育治理措施

封育治理是將生態(tài)區(qū)域封閉，禁止人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)造成的干擾，利用大自然的力量，發(fā)揮生態(tài)環(huán)境的自我繁衍和自我修復(fù)作用，達(dá)到大面積、快速防治水土流失的一種系統(tǒng)工程。經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，治理區(qū)域水土流失面積較大，防治任務(wù)艱巨，必須樹(shù)立好人與自然和諧共處的理念。此外，在治理過(guò)程中，因地制宜，采取有效的措施。

3.3.1 封育治理原則

(1)根據(jù)治理區(qū)域自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等條件及水土流失的特點(diǎn)、程度等，采取人工輔助措施，在封育治理區(qū)邊緣，設(shè)置鐵絲圍欄，防止人、畜對(duì)封育治理區(qū)的破壞。

(2)要遵照流域內(nèi)出臺(tái)的相關(guān)法規(guī)政策、鄉(xiāng)村制定相應(yīng)的鄉(xiāng)規(guī)民約，號(hào)召為封育治理創(chuàng)造良好的實(shí)施環(huán)境，對(duì)不合理的建設(shè)活動(dòng)應(yīng)該及時(shí)限制，推進(jìn)封育治理工作。

(3)加強(qiáng)水土保持封育治理成果保護(hù)工作，利用縣水土保持監(jiān)督站開(kāi)展好封育治理的執(zhí)行、監(jiān)督、檢查工作，流域內(nèi)各村要設(shè)專職管護(hù)員，確保封育治理措施順利實(shí)施。

3.3.2 人工輔助措施

(1)封育治理

城關(guān)河流域(楊家屯片區(qū))封育治理面積，占流域內(nèi)水土流失總面積的67.37%，流域內(nèi)適宜封育的地類為覆蓋度較高的疏幼林地，郁閉度為0.29。

(2)圍欄設(shè)置

1)圍欄布局。流域內(nèi)采用重點(diǎn)封堵方式，為防止人和牲畜隨意進(jìn)入，必須用圍欄將人和牲畜經(jīng)常進(jìn)入的區(qū)域封閉。

2)圍欄設(shè)計(jì)。圍欄水泥樁設(shè)計(jì)采用C20混凝土樁，規(guī)格為a×b×c=0.1 m×0.10 m×2.1 m，混凝土樁之間的距離為4 m，地下埋深為0.5 m，地上高為1.60 m，隔2根混凝土樁設(shè)計(jì)礫石加固根部。水平刺線共計(jì)5道，間距0.25 m，對(duì)角線共計(jì)2道。將鐵絲網(wǎng)捆扎在支柱上。每個(gè)封育治理單元設(shè)計(jì)進(jìn)出口，并且安裝混凝土樁柱鐵絲網(wǎng)門(mén)，共設(shè)置圍欄0.62 km。

4 結(jié)論

該流域治理措施實(shí)行后，區(qū)域內(nèi)水土流失改善效果明顯，提高了流域內(nèi)植被覆蓋率，改善了植物立地條件，增加了土壤含水程度，區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善明顯，具有較高的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。