賈無瑕
(靖遠(yuǎn)縣水務(wù)局,甘肅 白銀 730600)
靖遠(yuǎn)縣位于黃河上游,甘肅省中東部,屬黃土高原溝壑區(qū),地勢西高東低,由西北向東南傾斜,屬溫帶干旱半干旱氣候??h境內(nèi)主要由黃河水系及其支流祖厲河水系構(gòu)成。除黃河和祖厲河干流外,境內(nèi)還有其他主要支溝——馬沙河、張家大溝、中沙河、吊流溝、大溝、馬尾溝、旱溝、大冰道溝、煙洞溝、黑莊溝、大紅溝等110 余條小型河(溝)道,小流域境內(nèi)水土流失嚴(yán)重,對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)、生態(tài)等各個方面的發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。因此,應(yīng)針對流域水土流失情況,制訂水土流失治理方案,加快改善生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)綠色發(fā)展。
1)降雨。季節(jié)降雨集中且強度大,雨水會直接侵蝕土壤,沖刷坡面與土壤、引起水土流失。
2)土壤。土壤是水土流失被侵蝕的對象,如果土壤的有機質(zhì)含量低、結(jié)構(gòu)差、孔隙率低也會增加水土流失的發(fā)生概率。
3)地形地貌。在地形地貌中,坡地越大水土流失越嚴(yán)重。
4)植被。植被能起到良好的蓄水與削弱徑流等作用,但當(dāng)?shù)乇碇脖惠^少時,就會引發(fā)水土流失。
1)亂砍濫伐。在我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展過程中,開荒種糧及砍樹取暖等行為加大了對土地的索取,使水土流失加劇。
2)農(nóng)業(yè)行為。我國是農(nóng)業(yè)大國,在農(nóng)業(yè)種植過程中化肥使用量較大。土壤在常年的化肥使用下出現(xiàn)板結(jié)問題,對水分的涵養(yǎng)能力減弱,土壤容易被侵蝕,出現(xiàn)水土流失。
3)礦業(yè)開采及建設(shè)活動。煤炭長期以來是我國主要燃料資源,在能源中的占比較高,在煤炭等資源開采中,會對植被造成極大的破壞,進而引發(fā)水土流失,我國很多地區(qū)建設(shè)活動日益頻繁,在各類建設(shè)活動開展中,也會引發(fā)水土流失。
土地資源會在水土流失下遭到破壞,且長期得不到有效治理,土層變薄,土壤有機質(zhì)含量下降,對土壤結(jié)構(gòu)造成極大的破壞,植物難以生存。土地資源的破壞不僅對農(nóng)業(yè)作業(yè)、生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了極大的影響,還給小流域水土流失地治理增加了難度。土地資源屬于不可再生資源,一旦遭到破壞很難恢復(fù),所以,必須重視小流域水土流失治理。
小流域水土流失的產(chǎn)生會使生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化,導(dǎo)致自然災(zāi)害頻發(fā)。水土流失問題持續(xù)加重,與其他自然災(zāi)害交替出現(xiàn),形成比較嚴(yán)重的生態(tài)問題,比如,水土流失問題、荒漠化與石漠化問題,生態(tài)環(huán)境惡化,當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡被破壞,產(chǎn)生不可挽回的損失。
水土流失會讓河流的泥沙含量增加,對水利工程造成淤損,水庫病害增加,水利工程的灌溉與防洪等功能下降。在豐水季,澇災(zāi)增加;水土流失使地表徑流增加,引發(fā)洪水;河庫出現(xiàn)淤塞;水利工程效益下降;引發(fā)泥石流等災(zāi)害,破壞水利工程。水利工程遭到破壞之后,不僅存在較大的安全隱患,還要花費大量的精力與物力進行維修,增加費用支出。
生態(tài)治理是小流域水土流失治理的重要手段,通過這樣的方式能實現(xiàn)綠色治理。生態(tài)治理包括兩方面:種植林草和封禁治理。通過這兩方面的綜合運用,能有效增加植被覆蓋率,有效控制水土流失問題,通過法律制度強化對生態(tài)環(huán)境的保護,讓本就脆弱的小流域環(huán)境得到保護[1]。
影響小流域水土流失的重要因素之一是植被覆蓋率,植被覆蓋率也是強化水土保持的重要手段。對于降水、風(fēng)等外界因素造成的水土流失,提高植被覆蓋率能發(fā)揮積極作用,能使土壤肥力與物理性質(zhì)能得到改善,有效降低水土流失。主要有以下3 種方式:(1)人工造林。在改善土壤環(huán)境條件過程中,通過人工造林方式能提升植被覆蓋率,所以,在水土流失治理過程中可因地制宜選擇適合的樹種造林,并加強對樹木的養(yǎng)護,提升樹木成活率。(2)封山育林技術(shù)措施。對小流域采取人工干預(yù)措施,讓流域內(nèi)的林草自然繁殖和生長,并在人工林草結(jié)合下,逐漸提升小流域內(nèi)的植被覆蓋率。(3)人工栽培經(jīng)濟林。在小流域水土流失治理過程中,栽培經(jīng)濟林也是重要渠道,比如,種植果樹種類,在治理水土流失的同時,也能提升當(dāng)?shù)厝罕娛杖搿?/p>
改變耕作方式與種植類型是小流域水土流失治理的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,這種方式主要表現(xiàn)為觀光農(nóng)業(yè)與生態(tài)農(nóng)業(yè),具有良好的生態(tài)與經(jīng)濟效益。順坡耕作是陡坡耕地的主要方式,這種耕作方式是引起水土流失的因素之一,所以,需轉(zhuǎn)變這種模式,采取橫坡耕作技術(shù),與工程措施相結(jié)合,將坡耕地改造為梯地[2]。橫坡耕作能在平行于等高線的方向形成蓄水溝,起到涵養(yǎng)水源的作用,土地的透水性能得到極大提升,在提升作物產(chǎn)量的同時,也能強化水土流失的治理。
針對坡度不同,采取的耕作方式也會有所不同。坡度小于5°時,可采取橫坡耕作;坡度在5°~8°時,可采取修筑水平梯田的方式;坡度超過15°時,可采取退耕還林的方式。同時,在堅守耕地紅線基礎(chǔ)上發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)與觀光農(nóng)業(yè),這兩種農(nóng)業(yè)方式可通過外部資金的引進,提升本地經(jīng)濟效益。
水土流失工程治理的方式較多,有山坡防護、山溝治理等,需針對具體情況采取不同的工程進行治理。山坡防護表現(xiàn)為坡改梯,能減少坡地水土流失。山溝治理采取溝渠修建等方式,讓山洪能安全排出。
4.3.1 山坡治理
在坡改梯過程中,必須做好以下要點:(1)統(tǒng)一梯坎坡度,將高度控制在1.2 m。(2)需深挖底土,將表土還原,確保在梯面上土壤性能良好。(3)梯面設(shè)置需合理,要求外面高、里面低,能讓反坡形成。(4)將梯梗夯實,能起到良好的蓄水作用,避免水土流失。(5)在梯面內(nèi)設(shè)置橫向排水溝,排水溝規(guī)格為0.3 m×0.3 m。(6)由于橫溝相對較長,所以,要將沉沙函設(shè)置子溝頭,同時,沉沙函在設(shè)置時,要求間隔距離為50 m,沉沙函規(guī)格為1 m×1 m×1 m,使用底寬為0.4~0.5 m 的縱溝連接上下梯田間的沙函,坡上多余的水可以由此排下來。(7)配套“之”字路,便于梯田的管理。
坡改梯在水土流失治理中,能對土壤水分特征產(chǎn)生影響,在降水后土壤的含水率增加,在水分的垂直變化中,土壤水分相對比較穩(wěn)定;坡改梯會對坡面產(chǎn)匯流過程產(chǎn)生影響,由于原有地貌產(chǎn)生了微小變化,坡度變得緩和,在田面上不會形成徑流,會直接滲透到土壤中。土層增厚后土壤蓄水能力增加,起到良好的雨水?dāng)r蓄作用,能有效減弱水土流失;能對坡面水分循環(huán)進行影響,通過坡改梯可以讓入河徑流總量減少。
4.3.2 山溝治理
1)坡面工程防護體系。在對小流域水土流失治理中,坡面治理是重要手段,主要措施為坡耕地治理與坡面攔蓄。在坡度較大與水土流失比較嚴(yán)重的地方采取田間工程,其同時在基本農(nóng)田建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。坡度為0.25°~3°時,將順坡壟改為橫坡壟;坡度在3°~5°時,且土層厚度在30 cm 以內(nèi),修筑的埂植物在坡耕地上,將其作為防沖帶,截短坡長,對水勢進行分割,土層厚度在30 cm 以上,壟向與坡降要結(jié)合山形與土質(zhì)。為減緩坡度可以修建水平梯田,對徑流進行攔截。
2)溝道工程防護體系。按照10%設(shè)計溝道縱比,將消能設(shè)施設(shè)置在溝底高程發(fā)生突變處,按照落差2~2.5 m 設(shè)置。常用的消能設(shè)施分為3 種,分別為實用堰消能、直跌式消能與陡坡消能,如圖1 所示。其中,工程量最小的是陡坡消能;對地基要求較高的是直跌式消能;在砂卵石基地中可以使用實用堰消能。
圖1 消能設(shè)施的3 種方式
溝道護岸工程的修建能有效避免對水土造成的沖刷。護岸需設(shè)置在溝道兩側(cè),對溝岸的擴張作用顯著。溝道兩側(cè)寬闊處與村莊等比較窄小處可以分別采取河道式護坡與直墻式護坡。從安全與便捷性角度,可選擇混凝土預(yù)制板作為河道式護坡的主要方式。混凝土預(yù)制板需現(xiàn)場制作,預(yù)制板的規(guī)格為15 cm×50 cm×75 cm。在混凝土預(yù)制板進行安裝前,要檢查模板與肋板焊點的開裂情況,檢查面板時,要求將不平度控制在≤2 mm。拌制混凝土過程中,要求按照溫度添加早強劑,一般情況下早強劑的添加量是水泥用量的1.5%~2%,當(dāng)溫度>25 ℃時,不用添加早強劑。
小流域水土流失問題的發(fā)生與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民不科學(xué)的坡耕方式有關(guān),同時也存在亂砍濫伐的現(xiàn)象。所以,在水土流失的綜合治理過程中,提高群眾水土保持意識十分重要。當(dāng)?shù)乜梢酝ㄟ^多種途徑進行宣傳工作,讓群眾了解水土流失的危害與水土保持的重要性,同時,也要鼓勵群眾改變不合理的耕作方式,采取更加科學(xué)的耕作方式,減少小流域水土流失問題的發(fā)生。
為加強對小流域水土流失地治理,強化水土保持,要求當(dāng)?shù)卣獜娀O(jiān)管力度,重點監(jiān)管亂砍濫伐現(xiàn)象。坡度在25°以上時,嚴(yán)禁開墾種植農(nóng)作物。對于基本建設(shè)活動的審批手續(xù)進行嚴(yán)格管理。通過綜合監(jiān)管,有效控制人類的行為活動,對小流域水土流失要有效治理。
在對小流域水土流失問題進行監(jiān)測過程中,可以采用3S技術(shù)對水土流失進行監(jiān)測??梢詫λ亮魇нM行遙感調(diào)查、遙感監(jiān)測,對地類地物變化進行辨別。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的快速發(fā)展,在對小流域水土流失進行監(jiān)測時,通過數(shù)據(jù)采集可以有效提升水土流失監(jiān)測與治理效果。通過3S 等先進技術(shù)的應(yīng)用,能為小流域水土流失地監(jiān)測、治理等提供支持,強化水土流失防控與治理效果。
小流域水土流失綜合治理能有效減少水土流失,保持良好的生態(tài)環(huán)境,確保當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)與經(jīng)濟效益的平衡。在我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展過程中,人類活動對水土流失的影響較大,可通過綜合治理手段,避免水土繼續(xù)流失,強化水土保持,讓小流域的生態(tài)得以平衡。除了常見的3 種治理手段之外,還要提高群眾水土保持意識、加大監(jiān)管力度與加強監(jiān)測,實現(xiàn)小流域的可持續(xù)發(fā)展。