董一橋

(上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200061)

我國(guó)地域遼闊，擁有各種地形類型，其中平原面積占比12%，卻居住了我國(guó)一半的人口；平原地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，耕地面積占全國(guó)總耕地面積的60%以上，是我國(guó)最重要的農(nóng)耕區(qū)域；在耕地資源充足的平原地區(qū)，農(nóng)村中小河道交織成網(wǎng)。但由于農(nóng)業(yè)以及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，不合理的耕作方式以及管理措施欠缺等原因，導(dǎo)致中小河道出現(xiàn)水土流失等問(wèn)題[1-2]。

上海市雖是我國(guó)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)市，但除市區(qū)外各郊區(qū)也分布著較多的農(nóng)村，農(nóng)村人口還是以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為生計(jì)來(lái)源，基于上海人口數(shù)量密集以及二三產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)、耕地資源較為稀少、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求大的特點(diǎn)，較大的生產(chǎn)壓力導(dǎo)致上海地區(qū)農(nóng)田水土保持工作有所欠缺，農(nóng)村中小河道出現(xiàn)水土流失問(wèn)題。

1 農(nóng)村地區(qū)水土保持工作要求

1.1 關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代水土保持工作的意見(jiàn)

水土保持是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，黨和國(guó)家一直關(guān)注著我國(guó)的水土保持工作，2023年1月3日，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代水土保持工作的意見(jiàn)》。文件指出，近年來(lái)我國(guó)水土保持工作已取得階段性成果，但后續(xù)任務(wù)仍然繁重；我們應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山的理念，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，改善農(nóng)村人居環(huán)境，發(fā)展出更多蘊(yùn)含水土保持功能的生態(tài)產(chǎn)品[3]。

1.2 上海市生態(tài)清潔小流域建設(shè)規(guī)劃

生態(tài)清潔小流域的建設(shè)是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要組成部分，生態(tài)振興是鄉(xiāng)村振興中的5個(gè)目標(biāo)之一，是鄉(xiāng)村振興的重要支撐。鄉(xiāng)村振興要提高鄉(xiāng)村人居環(huán)境，建設(shè)生態(tài)宜居的現(xiàn)代化新農(nóng)村，走鄉(xiāng)村綠色發(fā)展之路，讓良好生態(tài)成為鄉(xiāng)村振興支撐點(diǎn)。

上海市為了做好鄉(xiāng)村振興工作也提出來(lái)多項(xiàng)工作目標(biāo)，2020年，上海市首次提出建設(shè)生態(tài)清潔小流域，2021年3月，小流域建設(shè)工作全面啟動(dòng)，計(jì)劃到2035年，在全市范圍內(nèi)建成總數(shù)151個(gè)生態(tài)清潔小流域，促進(jìn)人與自然和諧共生。其中水土流失綜合防治是生態(tài)清潔小流域建設(shè)內(nèi)容的主要任務(wù)之一，通過(guò)土壤侵蝕強(qiáng)度、林草面積占比以及水土流失綜合治理程度3個(gè)指標(biāo)對(duì)生態(tài)清潔小流域的水土流失治理進(jìn)行評(píng)價(jià)[4-5]。

2 上海地區(qū)農(nóng)村中小河道水土保持現(xiàn)狀問(wèn)題

上海市農(nóng)村地區(qū)主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，同時(shí)布滿了各種中小河道。根據(jù)最新的《2022上海市河道(湖泊)報(bào)告》[6]，經(jīng)統(tǒng)計(jì)上海全市河網(wǎng)密度為4.8km/km2，市區(qū)的幾個(gè)主要行政區(qū)由于城市化程度較高，河網(wǎng)密度僅為1%左右，郊區(qū)的幾個(gè)行政區(qū)河網(wǎng)密度在5%左右，特別是崇明區(qū)，河網(wǎng)密度高達(dá)7.85%，是上海所有行政區(qū)劃中河網(wǎng)密度最高的行政區(qū)；崇明區(qū)鎮(zhèn)管及鎮(zhèn)管以下河道占比為77%，由此可以看出崇明區(qū)中小河道的水土保持工作相當(dāng)繁重，急需重視中小河道水土流失問(wèn)題。

2.1 河道護(hù)岸水土保持能力差

由于中小河道建成較早，大部分位于農(nóng)村區(qū)域，且我國(guó)鄉(xiāng)村建設(shè)還處于起步階段，管理制度不完善，大多數(shù)河道處于無(wú)人管護(hù)狀態(tài)，河道護(hù)岸保護(hù)非常不到位，河道邊坡大多為開(kāi)挖河道后未受保護(hù)的自然土坡。上海地區(qū)土質(zhì)松軟容易塌陷，岸坡土壤隨著水力侵蝕的作用會(huì)造成水土流失問(wèn)題，土壤隨著雨水沖刷進(jìn)入河道中，形成河道淤積堵塞河道。

少量擁有護(hù)岸的河道也只是村政府或者村民自發(fā)對(duì)河道進(jìn)行的輕度治理，從未做過(guò)系統(tǒng)性的小流域規(guī)劃，比如部分河道距離村民房屋較近，村民在修建房屋時(shí)為了保障地基穩(wěn)定性，會(huì)對(duì)涉及的河道部分進(jìn)行修建護(hù)岸以及對(duì)岸坡進(jìn)行加固處理，但由于受經(jīng)濟(jì)因素影響，這種護(hù)岸往往具有不美觀、穩(wěn)定性較差以及長(zhǎng)期缺乏管護(hù)的特點(diǎn)，相應(yīng)的水土保持能力也較為低下。

2.2 岸坡林草覆蓋率不達(dá)標(biāo)

農(nóng)村地區(qū)一般林草植被要求不高，河道陸域控制帶范圍內(nèi)植被較少，部分土壤存在裸露的情況，土壤缺少植被保護(hù)，在雨水沖刷下會(huì)造成水土流失等環(huán)境問(wèn)題；部分區(qū)域在河道兩側(cè)范圍內(nèi)種植了農(nóng)作物，由于農(nóng)作物根系較淺的特點(diǎn)，不具備水土保持能力，且農(nóng)作物距離河道護(hù)岸太近，這種不合理的耕作方式會(huì)使得河道護(hù)岸受到破壞[7-8]。上海市農(nóng)村地區(qū)中小河流主要起到農(nóng)田灌溉以及防洪排澇的作用，基于目前農(nóng)村地區(qū)受傳統(tǒng)觀念的影響，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求為第一優(yōu)先級(jí)，景觀生態(tài)需求較低，未注重生態(tài)環(huán)境發(fā)展，忽視了中小河道生態(tài)景觀建設(shè)，導(dǎo)致出現(xiàn)河道不美觀，林草植被覆蓋不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題。

2.3 岸后農(nóng)田水土流失情況嚴(yán)重

上海市農(nóng)村地區(qū)由于農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)壓力較大，高強(qiáng)度的耕作方式使得農(nóng)田受到水力侵蝕，同時(shí)村民水土保持意識(shí)較為淡薄，導(dǎo)致上海地區(qū)農(nóng)田水土流失問(wèn)題嚴(yán)重。通常會(huì)在農(nóng)田的四周設(shè)立田埂用以與河道隔離起到水土保持的作用，提高灌溉效率，但由于生產(chǎn)機(jī)械擾動(dòng)以及人為踩踏等原因，多年下來(lái)田埂缺乏維護(hù)導(dǎo)致破壞嚴(yán)重，很難再維持原有作用，下雨以及農(nóng)田灌溉時(shí)會(huì)使農(nóng)田中的土壤受到?jīng)_刷，進(jìn)入河道中造成河道淤積等水土流失問(wèn)題。

3 案例應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概況

本文選取上海市崇明區(qū)中興鎮(zhèn)生態(tài)清潔小流域河道綜合整治工程為研究對(duì)象。項(xiàng)目區(qū)位于崇明島東部，東鄰陳家鎮(zhèn)，西接向化鎮(zhèn)，南北皆為長(zhǎng)江；屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，空氣溫和濕潤(rùn)，四季分明，季風(fēng)氣候顯著，極冷和極熱天氣不長(zhǎng)，雨量豐沛，多年平均降水量為1050mm，光熱資源充足，多年平均氣溫15.3℃，無(wú)霜期229d。

中興村、愛(ài)國(guó)村生態(tài)清潔小流域治理單元面積為19.31hm2，另外施工期間臨時(shí)借地4.17hm2，工程總用地面積為23.48hm2。本次治理單元內(nèi)現(xiàn)狀共有河道130條；其中鎮(zhèn)管河道4條，河口寬15～28m不等，大部分為10～20m；村管河道126條，河口寬2.9～6.8m不等；另有小微水體73條分布在治理區(qū)域內(nèi)。

3.2 水土保持技術(shù)應(yīng)用

傳統(tǒng)的河道治理工程主要是以工程措施為主，對(duì)河道采用硬質(zhì)護(hù)岸建設(shè)進(jìn)行治理，這種方法雖然可以將河道建設(shè)的較為美觀，但卻忽視了河道治理的生態(tài)效益；而在農(nóng)村地區(qū)中小河道綜合治理工程中，水體保持治理體系是較為科學(xué)合理的治理辦法，水土保持治理體系可以從生態(tài)治理的角度出發(fā)，采取生態(tài)護(hù)岸工程、生態(tài)綠化工程以及生態(tài)攔截工程相結(jié)合的方法，對(duì)農(nóng)村地區(qū)中小河道進(jìn)行生態(tài)治理，做到預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理的原則實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的綜合治理[9]。

3.2.1生態(tài)護(hù)岸工程

崇明島位于長(zhǎng)江入?？谔帲怯捎谀嗌硾_擊形成的島嶼，土壤為沙洲沖積土，具有松散易塌陷的土質(zhì)特點(diǎn)。島內(nèi)中小河道交織成網(wǎng)，如不對(duì)河道護(hù)岸進(jìn)行修建與維護(hù)，岸坡土壤在水力侵蝕的作用下極易形成坍塌以及水土流失。為解決這一問(wèn)題，在本次河道治理工程中采用了建設(shè)生態(tài)護(hù)岸的方法進(jìn)行岸坡治理。

圖4、圖5為圖3的局部放大圖，其中5800cm-1～5500cm-1與4400cm-1～4200cm-1譜段處可見(jiàn)雷公藤木質(zhì)部和皮部NIR光譜存在較大差異，故選取這兩個(gè)譜段作為近紅外的建模特征譜段。

農(nóng)村地區(qū)中小河道建設(shè)生態(tài)護(hù)岸要保證不能阻斷水土之間的交換，本次河道整治工程中針對(duì)河道的不同現(xiàn)狀主要設(shè)計(jì)了幾種不同的生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式。

(1)針對(duì)鎮(zhèn)管河道，目前本工程范圍內(nèi)所涉及的鎮(zhèn)管河道大部分已經(jīng)進(jìn)行了護(hù)岸修建，少部分岸段未按規(guī)劃河道藍(lán)線實(shí)施。本工程鎮(zhèn)管河道部分主要以護(hù)岸維護(hù)提升工作為主。

目前已有護(hù)岸的鎮(zhèn)管河道部分現(xiàn)狀護(hù)岸為砼結(jié)構(gòu)，存在護(hù)岸較硬質(zhì)、水生植物缺失的問(wèn)題。本次治理在現(xiàn)狀護(hù)岸墻前采用密排定植木樁，密排木樁內(nèi)側(cè)布設(shè)土工布用以格擋土壤與河水，并布設(shè)0.5～1.0m寬挺水植物種植平臺(tái)。每100m岸線布設(shè)30m，在挺水植物種植平臺(tái)回填土方，種植挺水植物綠化。同時(shí)在現(xiàn)狀插板樁護(hù)岸頂部種植樣本植物進(jìn)行遮蓋，減少硬質(zhì)護(hù)岸視覺(jué)效果，并在岸坡鋪設(shè)水土保護(hù)毯可以保護(hù)岸坡土壤，防治岸坡水土流失問(wèn)題。

部分現(xiàn)狀未按規(guī)劃河道藍(lán)線實(shí)施的鎮(zhèn)管河道，如有條件可按藍(lán)線實(shí)施，本次小流域河道整治工程充分考慮景觀效果以及護(hù)岸安全性并根據(jù)鎮(zhèn)管河道現(xiàn)狀進(jìn)行開(kāi)挖，進(jìn)行放坡新修生態(tài)護(hù)岸。

(2)針對(duì)村管河道，目前本工程范圍內(nèi)所涉及的村管河道大部分未進(jìn)行護(hù)岸修建，本次小流域河道整治工程村管河道部分主要以新建護(hù)岸工作為主。村級(jí)河道由于缺少管理，出現(xiàn)河道淤積等問(wèn)題，本工程會(huì)對(duì)所涉及的河道進(jìn)行清淤治理，通常清淤工程中產(chǎn)生的土方需進(jìn)行外運(yùn)處理，不僅需要增加運(yùn)輸成本，在運(yùn)輸過(guò)程中也會(huì)造成水土流失等問(wèn)題；本工程結(jié)合實(shí)際情況清理出的淤泥通過(guò)綜合利用可改良為固化土用于護(hù)岸格梗建設(shè)使用，不僅起到了綠色生態(tài)的作用，還降低了工程建設(shè)過(guò)程中的原材料成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。固化土格?？梢云鸬焦探Y(jié)岸坡土壤的作用，提高岸坡穩(wěn)定性的同時(shí)還可以發(fā)揮生態(tài)效益，在固化土岸坡的上部鋪設(shè)水土保持毯，也起到保持水土的作用。

(3)另外，部分河道岸后為房屋、道路、基本農(nóng)田或者林地，無(wú)開(kāi)挖條件，本工程在此類河道護(hù)岸區(qū)域布設(shè)固化土導(dǎo)梁，下設(shè)木樁，并在樁后布設(shè)一層塑鋼板樁；此類護(hù)岸具有占用空間小，易施工的特點(diǎn)，同時(shí)也具有較好的生態(tài)效果。

3.2.2生態(tài)綠化工程

水土保持生態(tài)綠化工程是指為保護(hù)和治理項(xiàng)目區(qū)水土資源所采取的植樹(shù)造林措施，通過(guò)種植植物的方法使水土資源受到保護(hù)，防止土壤受到水力侵蝕，本次河道治理工程所設(shè)計(jì)的生態(tài)綠化工程如下。

在工程施工后期，對(duì)本工程進(jìn)行景觀綠化美化措施，既要達(dá)到綠容局對(duì)本工程綠化率提出的要求，又要做到美麗鄉(xiāng)村、生態(tài)治理的設(shè)計(jì)要求。本工程遵循“喬灌草”相配合的種植原則，盡量選取適宜崇明區(qū)氣候特點(diǎn)的鄉(xiāng)土品種，做到統(tǒng)一與協(xié)調(diào)的特點(diǎn)，不僅保持植物配置的穩(wěn)定性，還要滿足一定的功能性，滿足鄉(xiāng)村美化需求。具體植物配置選擇見(jiàn)表1。

表1 綠化植物配置統(tǒng)計(jì)表

3.2.3生態(tài)攔截工程

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)壓力較大，土地過(guò)度耕作以及缺乏水土保持意識(shí)，農(nóng)田中會(huì)產(chǎn)生水土流失等問(wèn)題，通?？梢酝ㄟ^(guò)采取具有攔截功能的措施對(duì)農(nóng)田內(nèi)的水土資源進(jìn)行保護(hù)與改良，本次河道治理工程所設(shè)計(jì)的生態(tài)攔截工程如下。

(1)建設(shè)生態(tài)溝渠

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)部分農(nóng)田由于生產(chǎn)機(jī)械擾動(dòng)以及人為踩踏等原因，多年來(lái)田埂缺乏維護(hù)導(dǎo)致破壞嚴(yán)重，針對(duì)此問(wèn)題可以采取建設(shè)生態(tài)溝渠的方法進(jìn)行解決，通過(guò)在河道岸坡區(qū)域開(kāi)挖生態(tài)溝，可以對(duì)水土流失現(xiàn)象起到攔截作用，防止農(nóng)田中土壤侵蝕產(chǎn)生的泥土進(jìn)入河道造成堵塞，起到水土保持的作用。

(2)提高農(nóng)作物對(duì)地表的覆蓋度

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中往往對(duì)一片區(qū)域采用單一作物的種植方式，而單一作物之間需要進(jìn)行控制間隔密度，往往會(huì)有部分土壤存在裸露的現(xiàn)象，裸露的土壤由于自然的作用往往遭受到水力侵蝕以及風(fēng)力侵蝕，形成水土流失[10]，針對(duì)此問(wèn)題，可以采用間作套作的耕作方式，降低土壤的裸露率，使農(nóng)作物起到對(duì)雨水以及風(fēng)力的攔截作用，有效控制風(fēng)力侵蝕、水力侵蝕，不僅做到了水土保持的治理目標(biāo)還實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以上海市崇明區(qū)中興鎮(zhèn)生態(tài)清潔小流域河道綜合整治工程為研究對(duì)象，針對(duì)農(nóng)村中小河道所出現(xiàn)的問(wèn)題，從水土保持治理的角度出發(fā)，堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先的治理原則，探討了以生態(tài)護(hù)岸工程、生態(tài)綠化工程以及生態(tài)攔截工程相結(jié)合的水土保持治理體系；本治理體系對(duì)河道護(hù)岸、河道岸坡以及岸后農(nóng)田進(jìn)行了全方位的治理研究，較為全面的對(duì)農(nóng)村地區(qū)中小河道所涉及的水土流失問(wèn)題提出了一套治理方案，可以為后續(xù)類似河道治理項(xiàng)目提供理論依據(jù)。

由于本次研究對(duì)象為小流域河道整治工程，主要對(duì)鎮(zhèn)管及鎮(zhèn)管以下級(jí)別的河道進(jìn)行了治理研究，而水土保持治理體系作為一項(xiàng)可對(duì)全國(guó)江河流域進(jìn)行保護(hù)治理的方案措施，不僅要應(yīng)用于中小河道，還要可應(yīng)用于各大河道；目前本文對(duì)區(qū)管及區(qū)管以上級(jí)別的河道暫未進(jìn)行專項(xiàng)治理研究，這是本研究的不足之處，完善水土保持治理體系還需各專家學(xué)者的共同研究。