逯憲偉,孟 華
(1.北安市水資源管理辦公室,黑龍江北安 164000;2.北安市水務局,黑龍江北安 164000)
北安市小流域水土流失綜合治理分析
——以模范小流域為例
逯憲偉1,孟 華2
(1.北安市水資源管理辦公室,黑龍江北安 164000;2.北安市水務局,黑龍江北安 164000)
小流域的綜合治理對防治水土流失和生態(tài)建設,及相應產生的生態(tài),社會和經濟效益具有重要意義。北安市模范小流域的土壤侵蝕類型主要以水力侵蝕為主,侵蝕面積占總流域面積比例大,對其進行綜合治理研究十分具有代表性,文中分析了模范小流域水土流失現(xiàn)狀、治理措施、及其產生的效益。
小流域;水土流失;水力侵蝕;治理措施
北安市治理水土流失工作有著悠久的歷史,并取得過十分可喜的成績,而對于小流域水土流失綜合治理還處于起步階段,模范小流域隸屬呼蘭河流域,地處東北典型黑土區(qū),地形丘陵漫崗,水土流失嚴重,現(xiàn)有水土流失面積6.35 km2,90%可以達到治理程度,能夠較好的代表流域綜合治理的特點,對其進行綜合研究具有十分重要意義。
模范小流域位于北安市東南部楊家鄉(xiāng)境內,屬寒溫帶大陸性季風氣候,冬季漫長,寒冷、干燥;春季回暖快,少雨多大風;夏季溫熱多雨,日照時間長;秋季短暫,氣溫下降快。多年平均氣溫0.8℃,極端最高氣溫38.7℃,極端最低氣溫-42.2℃,凍土深度2.5 m。多年平均降水量556.8 mm,降雨主要集中在7~9月份,約占全年70%。主害風為西北風,年平均風速4.5 m/s,最大風速24 m/s,大風日數23 d。
該小流域地表徑流直接匯入呼蘭河的一級支流通肯河,屬于呼蘭河流域,多年平均徑流深為160.6 mm,徑流系數0.29。10 a一遇24 h最大降雨量93.8 mm,10 a一遇6 h最大降雨量83.4 mm,20 a一遇24 h最大降雨量163.2 mm,20 a一遇6 h最大降雨量137.4 mm。
流域的地面組成物質為黃土狀亞黏土。耕作土壤主要為黑土,表土層厚度30 cm左右,黑土質地疏松,抗蝕抗沖性能較低。流域內以農業(yè)種植業(yè)生產為主,總土地面積946.82 hm2,其中農地面積765.97 hm2,林地面積51.36 hm2,草地面積5.75 hm2,未利用地面積30.22 hm2,其它用地面積93.52 hm2,分別占總土地面積的80.94%、5.42%、0.61%、3.19%、9.88%。
該流域的土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主,全流域現(xiàn)有水土流失面積635.2 hm2,占流域總面積的67.09%,其中輕度侵蝕37.86 hm2,中度侵蝕432.62 hm2,強烈侵蝕128.25 hm2,極強烈侵蝕25.42 hm2,劇烈侵蝕11.05 hm2,分別占水土流失面積的5.96%、68.11%、20.19%、4%、1.74%。流域內的水土流失主要分布在中上游,其特點是耕地坡度大、坡面較長,面蝕嚴重,同時,溝道縱橫交錯,溝道長,面積大,溝蝕強烈。流域內共有侵蝕溝12條,占地面積28.37 hm2,溝道總長度6.45 km,溝壑密度0.68 km/km2。
以地理信息平臺Arcgis為集成環(huán)境,逐地塊提取侵蝕圖斑背景要素(面積、坡度、植被、土地利用、土壤),納入黑龍江省土壤流失方程對侵蝕模數進行推導。經計算,全流域土壤侵蝕模數加權平均值為2 330 t/(km2·a),屬于中度侵蝕區(qū)。
2.2.1 自然因素
1)氣象降水因素。降水年內分布不均,70%的降水集中在7~9月份,并且多大雨、暴雨,雨滴濺蝕力和徑流沖刷力大,降雨侵蝕力大,侵蝕作用非常強。
2)地形地貌因素。地形漫川漫崗起伏,坡耕地坡面大多數在500~2 000 m,坡緩坡長,徑流匯集量大,徑流速度快,徑流的沖刷力強,產生較強的水土流失。
3)土壤因素。區(qū)內坡耕地的土壤類型為黑土,根據中科院林業(yè)土壤研究所的試驗,表層土壤透水率為22.8 min/h,而到了60~70 cm的土層幾乎不透水,遇強降雨極易出現(xiàn)超強產流,并且表層土壤的分散系數大、抗沖強度小,因此土壤易隨徑流而流動,導致面蝕和溝蝕。
4)植被因素。目前流域內林地面積較小,并且分布十分的不均勻,大部分土地缺少植被保護,不能有效地截持降雨、分散徑流、減緩流速,因此造成了水土流失。
2.2.2 人為因素
1)亂墾濫伐,過度放牧。由于盲目開墾和無節(jié)制地砍伐,流域內林、草地面積在幾十年內急劇減少,嚴重地方黃土母質裸露,森林的功能衰減;導致水土流失嚴重。
2)不合理的耕作方式。順坡壟作使坡面徑流集中下泄,以及缺乏合理的輪作和施肥破壞土壤團粒結構,減低土壤抗蝕性能,均可加劇了水土流失。
近年來,隨著國家和地方各級政府對水土保持工作的重視,人們對水土流失危害逐漸有了認識,流域內水土流失防治工作逐步開展起來。到目前為止,該流域治理面積為85.07 hm2,治理程度8.98%。其中:改壟75.07 hm2,水保林10 hm2。該流域治理工作雖取得了一定成績,但仍存在一些問題:①水土流失預防監(jiān)督工作起步較晚,監(jiān)督執(zhí)法體系不健全,預防監(jiān)督工作收效不高,治理后的運行與管理機制仍需進一步完善,人為造成水土流失現(xiàn)象尚未得到有效控制。②水土保持治理工作中科技含量比較低。一些地方還不能很好地對水土流失進行綜合治理,只治溝,不治坡,只治上游,不治下游,只治山,不治水,重開發(fā)輕管理等,不能夠適應水土保持的新形式和新特點。
根據水土流失綜合治理的經驗,結合本流域的實際,應建立起坡面和溝道完整的防御體系:
1)坡面工程防護體系。坡面治理是流域治理的治本之策,包括坡耕地治理措施和坡面攔蓄措施。田間工程是在坡度較大,流失較重的坡耕地上控制水土流失必要手段,亦是建設基本農田的重要途徑之一。措施配置為:0.25°~3°順坡壟改為橫坡壟作,3°~5°的或5°以上土層厚度 <30 cm的坡耕地修筑地埂植物防沖帶,截短坡長,分割水勢,5°以上土層厚度>30 cm的坡耕地,按照“看山形,定壟向;看土質,定坡降;看坡度,定田寬”的原則修筑水平梯田,減緩坡度,攔截徑流,并做到植物固埂。
2)溝道工程防護體系。對流域內不同類型的侵蝕溝、侵蝕溝的不同部位,分別布設相應措施,進行全面治理。具體措施是:朔源侵蝕嚴重的溝頭修筑跌水,溝底下切嚴重的溝道修建谷坊群,對不穩(wěn)定的溝岸進行削坡,在此基礎上對侵蝕溝進行全面造林。跌水可有效防止溝頭前進,谷坊可抬高侵蝕基準,防止溝底下切,侵蝕溝防護林起到保護和鞏固治理成果的作用,形成群體水土流失防治效應。
3)其他措施。加強流域治理宣傳,進行作業(yè)路整修和設立流域治理宣傳碑。
通過治理,流域內林草覆蓋率將達到9.89%,林草的水源涵養(yǎng)作用增強,產生一定的水圈效益。基本農田建設,以及深松、土壤改良等耕作措施的實施,極大地改善土壤的理化性質,促使其保水保肥性增強,將產生一定的土圈經濟效益。林草地的增加,改善了農田及周邊地區(qū)小氣候,也減輕了霜凍和干熱風對農作物的危害,氣圈效益明顯。
水土流失經過綜合治理后,促進了土地利用結構調整,使農村產業(yè)結構得到進一步優(yōu)化,完善了農村各業(yè)協(xié)調發(fā)展的基礎。改善了農業(yè)基礎設施條件,提高了耕地質量,促進了耕地的穩(wěn)產高產,保證了糧食安全。
水土流失經綜合治理后,治理面積可達596.64 hm2,占現(xiàn)有水土流失面積的93.93%,林草覆蓋率提高到9.89%,年減少泥沙下泄量0.67萬t,年均增加蓄水量64.97萬m3。使水土流失狀況得到了有效控制,而且每年將增加直接經濟效益34.89萬元,年增產糧食8.45萬kg。而且對促進區(qū)域經濟的發(fā)展,維護社會安定,抑制環(huán)境惡化起到積極作用,社會、經濟、生態(tài)等方面效益顯著。
根據模范小流域水土流失特點,采取不同的治理措施,是實現(xiàn)類似小流域綜合治理和生態(tài)建設的有效途徑,對今后經濟社會的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
[1]白國志.北安市水土流失現(xiàn)狀及防治分析[J].黑龍江水利科技,2006,34(05):80.
S157
B
1007-7596(2011)04-0289-02
2011-01-17;
2011-06-17
逯憲偉(1977-),男,黑龍江北安人,工程師;孟華(1980-),女,黑龍江北安人,工程師。