陸延華
(遼寧省水利水電科學(xué)研究院有限責(zé)任公司沈陽(yáng)分公司,沈陽(yáng) 110003)
項(xiàng)目區(qū)位于昌圖縣境內(nèi),涉及下二臺(tái)鎮(zhèn)的艾家村、田家村及毛家店鎮(zhèn)的后梨樹(shù)村。流域內(nèi)的土壤類型是棕壤土和草甸土,垂直節(jié)理發(fā)育,顆籽均勻,黏土含量低、膠結(jié)力弱,容易產(chǎn)生水土流失。土層厚度在20-275cm之間,土壤肥力屬中等偏下。植被屬長(zhǎng)白山植物區(qū)系,由山林和草灌所構(gòu)成,天然次生林較多,人工林較少,植被覆蓋度43%,主要樹(shù)種有落葉松、紅松、柞樹(shù)和刺槐,經(jīng)濟(jì)林木主要是蘋(píng)果,榛子,梨等等,流域內(nèi)樹(shù)種單調(diào),品種單一。
項(xiàng)目區(qū)艾家工程區(qū)距離昌圖縣44.5km,距離下二臺(tái)子鎮(zhèn)13km。郎洞溝工程區(qū)距離昌圖縣47km,距離毛家店鎮(zhèn)11km。
項(xiàng)目區(qū)總用地面積為3322.31hm2,其中疏林面積為52.25hm2,占總用地面積的1.57%;林地面積為1177.66hm2,占總用地面積的35.46%; 其它林地為250.13hm2,占總用地面積的7.53%;其他草原2.48hm2,占總用地面積的0.07%; 侵蝕溝面積為37.63hm2,占總用地面積的1.13%;村莊及道路面積為82.60hm2,占總用地面積的2.49%; 平地面積為337.21hm2,占總用地面積的10.15%;其中坡耕地面積為1188.52hm2,占總用地面積的35.77%; 果園面積為186.00hm2,占總用地面積的5.6%; 水域面積為7.83hm2,占總用地面積的0.24%。
艾家項(xiàng)目區(qū)土地總面積為2942.21hm2,其中疏林為51.49hm2,其他林地為250.13hm2,占總土地面積的8.51%;其他草地2.48 hm2,占總土地面積的0.08%; 侵蝕溝面積為30.50hm2,占總土地面積的1.04%; 村莊及道路面積為69.99hm2,占總土地面積的2.38%;平耕地面積為165.01hm2,占總土地面積的5.61%; 坡耕地面積為999.71hm2,占總土地面積的34.00%;果園面積為186.00hm2,占總土地面積的6.33%; 水域面積為7.83 hm2,占總土地面積的0.27%。
郎洞溝項(xiàng)目區(qū)總用地面積382.10hm2,其中疏林地0.76hm2,村落及道路面積12.61hm2,占總面積的3.30%;平耕地面積172.20hm2,占總用地面積的45.07%; 坡耕地面積為188.81hm2,占總用地面積的49.41%。
艾家工程區(qū)水土流失面積1674.48hm2,郎洞溝工程區(qū)水土流失面積180.67hm2,詳見(jiàn)表1。
表1 項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀表
由于近些年坡耕地水土流失嚴(yán)重,加上榛子經(jīng)濟(jì)價(jià)值的不斷提高,項(xiàng)目區(qū)內(nèi)群眾開(kāi)始自發(fā)的退耕進(jìn)行經(jīng)濟(jì)林栽植,據(jù)統(tǒng)計(jì),項(xiàng)目區(qū)內(nèi)已治理面積120hm2,大多栽植榛子、蘋(píng)果等經(jīng)濟(jì)樹(shù)木。但由于資金投入有限,已治理面積內(nèi)基本沒(méi)有整地措施,水流失治理效果不明顯,項(xiàng)目區(qū)內(nèi)水土流失依然嚴(yán)重。
侵蝕溝治理方面,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查過(guò)程中共發(fā)現(xiàn)多種不同類型的侵蝕溝治理措施,如單排籬笆治理坡耕地中的侵蝕溝、經(jīng)濟(jì)林治理侵蝕溝、柳樁護(hù)岸等。這些措施就地取材,投入少見(jiàn)效快,特別是在侵蝕溝內(nèi)種植果樹(shù),即治理了侵蝕溝又增加了農(nóng)民收入,體現(xiàn)了當(dāng)?shù)厝罕姷穆斆鞑胖呛椭卫砬治g溝的決心。但因工程投入少,且工程隨意布置,沒(méi)有整體規(guī)劃,都是自掃門(mén)前雪,措施防治效果不明顯,有些工程還給對(duì)岸造成更嚴(yán)重的沖刷,造成新的鄰里矛盾。
項(xiàng)目區(qū)有76條侵蝕溝,總長(zhǎng)度51.34km(其中中型溝長(zhǎng)度39.50km,小型溝長(zhǎng)度11.84km),總面積36.03hm2(其中中型溝面積30.65hm2,小型溝面積5.38hm2),溝壑密度1.42km/km2。
項(xiàng)目區(qū)內(nèi)侵蝕溝全部為發(fā)展溝,侵蝕溝岸坎陡峭,上游支毛溝溝坡分布有雜木植被較好,但溝道下切嚴(yán)重,下游主溝道植被稀少。部分坡耕地中的侵蝕溝為地質(zhì)溝,因毀林開(kāi)荒造成侵蝕溝發(fā)展,這類侵蝕溝多成‘V’字形,溝坡較緩,溝道面積較大。
從測(cè)量數(shù)據(jù)看,項(xiàng)目區(qū)內(nèi)坡面上的侵蝕溝大部分為窄淺型侵蝕溝,溝道長(zhǎng)且溝道面積小??傮w來(lái)看需要承擔(dān)排水功能的窄淺型侵蝕溝治理難度大,如果措施布置中過(guò)多采用阻礙行洪的工程將會(huì)使洪水溢出溝道沖刷耕地,形成新的侵蝕溝,因此治理思路上應(yīng)該以排洪和防沖兩個(gè)方面為重點(diǎn)。
項(xiàng)目區(qū)內(nèi)有11條侵蝕溝本次設(shè)計(jì)沒(méi)有列入,一部分為坡耕地中的小形侵蝕溝,因坡度大,侵蝕溝斷面小,無(wú)法實(shí)現(xiàn)單純的侵蝕溝治理,將通過(guò)坡面治理解決該水土流失問(wèn)題;另一部分侵蝕溝存在承包現(xiàn)狀,管理和經(jīng)營(yíng)權(quán)不確定,治理存在不確定性因素,因此沒(méi)有納入本次設(shè)計(jì)。53條溝集中分布在艾家村的翟家溝、艾家溝溝和石灰窯子溝和田家村的田家溝、孟家溝五區(qū)域,侵蝕溝總長(zhǎng)40.65km,溝總面積29.00hm2, 12條侵蝕溝分布在毛家店鎮(zhèn)后梨樹(shù)村的郎洞溝,侵蝕溝總長(zhǎng)度7.02km,總面積5.25hm2。
根據(jù)侵蝕溝現(xiàn)場(chǎng)情況,需要工程措施來(lái)減輕侵蝕,并保障植物措施頭兩年的正常生長(zhǎng),為了防止最初的植物措施被洪水沖走,因此該項(xiàng)目在治理將在治理侵蝕溝的基礎(chǔ)上考慮保證現(xiàn)有生產(chǎn)道路暢通,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
總布置原則是堅(jiān)持先上后下、先支溝、后干溝、從溝頭到溝尾的管理順序;工程措施和植物措施的有機(jī)結(jié)合; 選擇工程措施,將骨干工程與一般工程結(jié)合起來(lái),施工措施要求材料盡可能選擇當(dāng)?shù)夭牧?;植物措施的選擇遵循使樹(shù)木適應(yīng)場(chǎng)地的原則,以當(dāng)?shù)貥?shù)種為主,適當(dāng)選擇優(yōu)良、生長(zhǎng)快的樹(shù)種[1-2]。
根據(jù)措施布置原則,采用柳條和石籠溝頭保護(hù)兩種方式處理侵蝕溝,達(dá)到與上游坡面進(jìn)行自然連接,下游采用石籠護(hù)腳加石籠護(hù)坦或石籠谷坊兩種方式固定工程尾部溝道。
根據(jù)工程布置原則,我們對(duì)可采用的各種工程類型進(jìn)行比選,可比選的工程類型主要為下游溝道內(nèi)的溝道灘岸防護(hù)工程,只采用石籠、土質(zhì)自然邊坡、漿砌石、混凝土等工程措施,在這些可選工程中,漿砌石、混凝土為硬覆蓋措施,雖然保護(hù)功能強(qiáng),但其投資高,不能融入周邊環(huán)境,與生態(tài)環(huán)境不協(xié)調(diào)。土質(zhì)自然邊坡、植物護(hù)坡兩類工程雖然投資低,可與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào),但其抗沖能力,很難起到控制溝道侵蝕溝的功能。單獨(dú)的石籠工程投資適中,石籠空隙可生長(zhǎng)雜草,可與環(huán)境融為一起,但單獨(dú)的石籠工程生態(tài)效益差,不與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。因此,項(xiàng)目最后確定用石籠護(hù)腳的方法進(jìn)行治理,并在沖刷不嚴(yán)重的溝道段增加柳排護(hù)岸工程。
根據(jù)沖蝕溝坡面切割整形的實(shí)際情況,對(duì)需要切割卸荷的溝坡進(jìn)行切割,坡度穩(wěn)定的斷面可重新整形或保持原狀。為使得機(jī)械耕作更加方便,盡快使耕地的完整性得到恢復(fù),已采取措施對(duì)耕地的侵蝕小溝進(jìn)行填埋,在在進(jìn)水量大、溝頭大的侵蝕溝頭布置柳跌水,溝頭集水量很大的地方用石籠頭保護(hù)天溝頭;被侵蝕的溝壑內(nèi)設(shè)置柳樁圍欄,溝底落差小于4%;對(duì)其他裸露的溝渠部分,在不妨礙泄洪的情況下,在溝坡和溝底采取密植紫穗槐造林措施;對(duì)于緩坡的寬淺溝道,采用魚(yú)鱗坑整地,營(yíng)造經(jīng)果林。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和兩個(gè)工程區(qū)不同的地形地貌艾家工程區(qū)侵蝕溝可分為2大類4小類:我們將侵蝕溝按照有沒(méi)有排水需要分為2大類,按照溝道寬度、深度和比降、集雨面積將溝道分為4個(gè)小類。其中無(wú)明顯排水需要的為1大類1小類,有排水需要的為1大類3小類。
4.1.1 無(wú)排水需要的耕地中的侵蝕溝
這類侵蝕溝大都分布在橫向起伏不大的坡耕地中,上游沒(méi)有明顯的匯水區(qū)域,來(lái)水量不大,溝道窄而淺。對(duì)于此類侵蝕溝如果上游有來(lái)水,且來(lái)水方向確定的可增加石籠擋墻攔截雨水,增加雨水入滲,提高工程的抗沖刷能力,確保工程能安全度汛。
4.1.2 集雨面積小,溝道比降大、窄而淺的侵蝕溝
這類侵蝕溝大都分布在橫向起伏大的坡耕地中,上游有明顯的集雨區(qū)域,但集雨區(qū)域不大,來(lái)水量少,因溝道窄而淺,所以措施配置上主要采用排水型工程,主要為柳跌水和柳編護(hù)溝等措施,用來(lái)保護(hù)溝道,減緩洪水下瀉,增加入滲。
4.1.3 集雨面積大,溝道比降大、寬而深的侵蝕溝
這類侵蝕溝沖刷嚴(yán)重,溝道發(fā)展迅速,需要工程措施重點(diǎn)控制,配套植物措施。主要采用石籠谷坊、柳編谷坊、溝坡造林、溝底造林等工程,如果溝頭沖刷嚴(yán)重的可以增加柳跌水或石籠溝頭防護(hù)。
4.1.4 集雨面積小,溝道比降小、寬而深的侵蝕溝
這類侵蝕溝大都在耕地的下半部分,主要因耕地中的水排出時(shí)在耕地邊緣沖開(kāi)的侵蝕溝,有一定的集雨面積和排水需要,一般沖刷不嚴(yán)重,可以采用柳編谷坊、魚(yú)鱗坑整地栽植經(jīng)果林、溝坡造林和溝底造林。
4.1.5 集雨面積較大,溝道比降小、寬而淺的侵蝕溝
這類侵蝕溝多邊溝道下游侵蝕溝,集雨面積大,主要為排洪通道,因溝道成蛇形演變,洪水來(lái)回沖刷兩岸,溝岸侵蝕嚴(yán)重。措施配置上主要采用防護(hù)溝岸為主,采用石籠護(hù)腳和柳排護(hù)岸,并在溝道邊坡上栽植灌木。對(duì)于溝底有沖刷現(xiàn)場(chǎng)的溝道段,可以在溝底增加防沖石籠,防止溝道下切,保護(hù)溝道兩側(cè)工程的穩(wěn)定。
郎洞溝工程區(qū)屬漫川漫崗地貌,侵蝕溝坡度緩,耕地面積大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況,利用集雨面積、溝道寬度、深度、溝道形狀等情況我們將侵蝕溝分為3類。
4.2.1 上游集雨面積小,溝道狹窄的侵蝕溝
這類侵蝕溝因降雨集中沖刷形成,但在部分地段溝道變寬,洪水流速變小,沖刷現(xiàn)象幾乎消失。此類侵蝕溝治理以填溝為主,在填溝的同時(shí)根據(jù)溝道情況增加石籠擋墻,以防止雨水形成徑流沖刷耕地。
4.2.2 集雨面積小,溝道寬且深,邊坡被開(kāi)墾為耕地
一般沖刷不嚴(yán)重,設(shè)計(jì)采用邊坡魚(yú)鱗坑整地造林加溝道谷坊進(jìn)行治理。主溝道,集雨面積大,以排水為主,治理采用石籠護(hù)腳和柳排護(hù)岸,并在溝道邊坡上栽植灌木。
工程管理方面,為了保證工程在有限的施工時(shí)間內(nèi)更好的完成工程,昌圖縣水保部門(mén)對(duì)項(xiàng)目區(qū)分多個(gè)標(biāo)段,以滿足大兵團(tuán)作戰(zhàn)的需要;同時(shí)昌圖縣水保部門(mén)要求每一標(biāo)段派一位監(jiān)理工程師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理,實(shí)行施工與監(jiān)理同步進(jìn)行,并以此來(lái)督促施工、嚴(yán)把質(zhì)量;制定了倒排工期表,以確保集中會(huì)戰(zhàn)時(shí)有序高效。目前,施工隊(duì)和施工監(jiān)理已經(jīng)進(jìn)場(chǎng),按照施工合同和現(xiàn)行準(zhǔn)備情況;另外,項(xiàng)目區(qū)政府動(dòng)員涉及村民根據(jù)農(nóng)作物成熟情況及時(shí)完成收割收運(yùn),爭(zhēng)取施工時(shí)間,以確保大規(guī)模治理工作盡快全面展開(kāi)和按時(shí)完成任務(wù)。