甘 磊
(吉安市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)院 江西吉安 343000)
江西省峽江縣戈坪鄉(xiāng)村民收入來源主要是依靠傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),2019 年2 月,當(dāng)?shù)貨Q定繼續(xù)栽植油茶經(jīng)濟(jì)林,選擇在戈坪鄉(xiāng)舍龍村委南東村低緩荒山、荒地采用水平條帶整地,分地到戶管理的模式栽植油茶。油茶地經(jīng)濟(jì)林項(xiàng)目實(shí)施三年,實(shí)施過程中油茶林水平條帶缺少坎下溝、沉沙池等排除坡面徑流的水土保持措施,加上當(dāng)?shù)厝罕姙榱斯茏o(hù)油茶幼苗生長(zhǎng),將臺(tái)面、坡面上自然生長(zhǎng)的草灌木全部連根清除,使地表翻動(dòng)、松散,長(zhǎng)期裸露,山體邊溝淤積嚴(yán)重,造成了水土流失、破壞生態(tài)環(huán)境等負(fù)面影響,影響油茶幼苗的生長(zhǎng)。
峽江縣戈坪鄉(xiāng)舍龍村油茶地水土流失綜合治理項(xiàng)目位于峽江縣戈坪鄉(xiāng)舍龍村委南東村正東側(cè)1 km處的油茶地中,項(xiàng)目范圍為E115°7′11.52″~115°7′35.72″,N27°37′1.28″~27°37′23.34″。距離峽江縣城約15 km。項(xiàng)目區(qū)總面積202 072.4 m2(合20.2 hm2)。
項(xiàng)目區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),多年平均降水量為1 593.2 mm,多年平均蒸發(fā)量1 050 mm,多年平均氣溫18℃。土壤類型以紅壤、水稻土為主,成土母質(zhì)類型為砂質(zhì)巖類、泥質(zhì)巖類等。砂質(zhì)巖類發(fā)育的紅壤石礫和砂礫較多,質(zhì)地疏松,通氣透水性好,保水保肥力則較差;土壤有機(jī)質(zhì)含量高,礦質(zhì)養(yǎng)分含量都比較豐富,是水稻土的主要成土母質(zhì)。項(xiàng)目區(qū)表土厚度為0.2~0.4 m,現(xiàn)因整成水平梯田,缺乏水土保持措施,表土流失嚴(yán)重。植被類型多樣,主要樹種有濕地松、杉木、油茶、馬尾松等,林草覆蓋率約為75%,不處于生態(tài)紅線范圍內(nèi)。物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育,沖溝溝底較平緩。巖層多為變質(zhì)砂巖、石英巖、云母石英片巖等厚層巖層,據(jù)野外調(diào)查及1/20 萬區(qū)域地質(zhì)資料,分布地層為震旦系變質(zhì)巖系,屬松山群,本區(qū)主要出露為松山群里坑組及松山群老虎塘組。
項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀栽植有油茶樹,苗木長(zhǎng)勢(shì)一般,高約30~70 cm?,F(xiàn)狀存在問題:1)現(xiàn)場(chǎng)臺(tái)階坡面高度1.5~3.5 m 不等,坡比1∶0.3-1∶1,由于坡面植被被連根鏟除,造成坡面土質(zhì)松散、多處出現(xiàn)侵蝕溝,水土流失較嚴(yán)重。2)油茶管護(hù)采用分地到戶的方式,目前由43 戶農(nóng)家分片負(fù)責(zé)油茶地管護(hù),未進(jìn)行統(tǒng)一管理,造成建設(shè)后期公共區(qū)域道路設(shè)施、排水設(shè)施等管護(hù)不合理。3)現(xiàn)有的水土保持措施只在山坡底部布置了預(yù)制T40排水溝,總長(zhǎng)2 483 m,但是排水溝未形成完善的排水體系,排水效果差;局部存在T 型槽兩側(cè)回填土未壓實(shí),溝槽兩側(cè)掏空,槽內(nèi)淤堵未及時(shí)清理,過路涵管內(nèi)泥沙淤堵,局部已出現(xiàn)涵管沉降,不能發(fā)揮過流排水功能。4)油茶地整出的水平條帶臺(tái)面水平,未內(nèi)斜,坎下未設(shè)置排水溝,導(dǎo)致雨水徑流無處排導(dǎo),造成坡面侵蝕,不同區(qū)域溝谷占坡面侵蝕面積比約為11%~30%,局部區(qū)域已達(dá)中度及以上侵蝕。坡底排水溝未設(shè)置消能池或沉沙池,導(dǎo)致泥沙淤堵,低洼處泥沙淤積明顯。
將項(xiàng)目分為四塊地,總體平面圖見圖1。1# 地塊面積6.0 hm2,2# 地塊面積3.9 hm2,3# 地塊面積6.7 hm2,4#地塊面積3.6 hm2。
圖1 總平面布置圖
1)土壤侵蝕類型及面積:項(xiàng)目區(qū)地處南方紅壤區(qū),土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主,土壤容許流失量為500 t/km2·a,峽江縣不屬于水土流失重點(diǎn)治理區(qū)和重點(diǎn)預(yù)防區(qū)。項(xiàng)目區(qū)主要以面蝕和溝蝕為主,沖溝最大可見溝深為15 cm、寬20 cm,侵蝕溝占坡面侵蝕面積比約為11%~30%,局部區(qū)域已達(dá)中度及以上侵蝕。
2)土壤侵蝕模數(shù):根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤流失量測(cè)算導(dǎo)則》(SL773-2018),選擇上方有來水工程開挖面土壤流失量測(cè)算公式,測(cè)算峽江縣戈坪鄉(xiāng)舍龍村油茶地水土流失綜合治理項(xiàng)目土壤侵蝕量為3 104 t/km2·a。
3)土壤侵蝕總量及年均土壤侵蝕量:通過野外實(shí)地踏勘,項(xiàng)目區(qū)內(nèi)現(xiàn)有輕度及以上水土流失總面積12.8 hm2,占土地總面積的63%,其中輕度水土流失面積2.6 hm2,占水土流失總面積的21%,中度流失面積6.2 hm2,占水土流失總面積的48%,強(qiáng)度水土流失面積4.0 hm2,占水土流失總面積的31%,其他區(qū)域水土流失程度為微度,在自然允許范圍內(nèi)。項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主,年平均土壤侵蝕量為628 t,年平均土壤侵蝕模數(shù)為3 104 t/km2·a,自油茶地經(jīng)濟(jì)林項(xiàng)目實(shí)施以來約3 年時(shí)間內(nèi),造成的水土流失總量為1 882 t,詳見表1。
表1 年平均土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算表
峽江縣戈坪鄉(xiāng)舍龍村油茶地坡面和臺(tái)地?zé)o法攔截降雨徑流,長(zhǎng)期水土流失嚴(yán)重,現(xiàn)已造成山體邊溝淤積、損毀,下游耕地遭受泥沙淤積,造成了生態(tài)破壞和不良的社會(huì)影響。
1)破壞土地資源,呈現(xiàn)低產(chǎn)低效。水土流失造成油茶地土層不斷變薄,氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分大量流失,地力不斷減退,土地退化加快,導(dǎo)致油茶長(zhǎng)勢(shì)變慢,產(chǎn)量下降,低產(chǎn)低效現(xiàn)象增多。
2)泥沙淤積下游耕地。嚴(yán)重的水土流失,導(dǎo)致大量泥沙泄入山邊溝道,耕地遭受泥沙淤積,造成生態(tài)環(huán)境破壞。
3)削弱水源涵養(yǎng),加劇旱災(zāi)形成。水土流失區(qū)地表植被破壞嚴(yán)重,土壤入滲減少,坡面徑流流速增加,集流時(shí)間縮短,徑流系數(shù)增大,加劇了降雨對(duì)土壤的沖刷;同時(shí)由于水土流失區(qū)植被逐漸減少,土壤涵養(yǎng)水分的能力大大降低,增加了地表蒸發(fā)和降水的流失,加劇了干旱的發(fā)展。
項(xiàng)目治理分水土流失和生態(tài)建設(shè)兩部分。水土流失治理目標(biāo):項(xiàng)目治理總面積20.2 hm2,要求水土流失綜合治理達(dá)標(biāo)面積達(dá)到18.2 hm2以上,水土流失治理度達(dá)到90%以上,使區(qū)域內(nèi)水土流失強(qiáng)度逐步下降,土壤侵蝕模數(shù)由3 104 t/(km2·a) 下降到500 t/(km2·a)以下。生態(tài)建設(shè)目標(biāo):水土流失治理區(qū)林草覆蓋率60%以上,水源涵養(yǎng)功能得到有效提高。綜合治理措施面積保存率達(dá)到90%以上,防洪減災(zāi)能力得到加強(qiáng),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件逐步改善,有效提升農(nóng)村農(nóng)民油茶種植的經(jīng)濟(jì)收益。
本著“安全可靠、保護(hù)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)適用、施工可行”的原則,采取有效的工程措施治理水土流失。針對(duì)存在的問題,主要采取“前埂后溝+臺(tái)面梯壁植草+刈割覆蓋+排水連通+消能沉沙+路基整修”的治理方案。
1)前埂后溝:在已整平的水平條帶坎下設(shè)置土質(zhì)排水溝,選擇合適位置設(shè)置急流槽及消能設(shè)施,排導(dǎo)區(qū)域雨水徑流,排水溝末端設(shè)置沉沙池,在坎上設(shè)置擋水土埂,阻止平臺(tái)積水直接流入邊坡沖刷坡面。
2)臺(tái)面梯壁植草:對(duì)裸露坡面采取不掛網(wǎng)素噴植草恢復(fù)裸露坡面植被,在干凈的平臺(tái)條播草籽。
3)刈割覆蓋:后期對(duì)邊坡草被進(jìn)行刈割,將割下來的草桿覆蓋到平臺(tái)種植面上,禁止在坡面進(jìn)行連根鋤草及噴灑除草劑。
4)排水連通:設(shè)置平臺(tái)及坡面縱向?qū)Я鳒?,將坎下溝收集的雨水?dǎo)排到山體坡腳路邊溝中。
5)消能沉沙:在排水路徑上設(shè)置平臺(tái)跌水池、坡腳消能池、路邊溝沉沙池等措施進(jìn)行水流消能沉沙。
6)路基整修:對(duì)已有的道路、T 型槽、預(yù)制涵管等進(jìn)行整治,碾壓現(xiàn)有泥結(jié)石道路路面、修復(fù)塌方的道路邊坡;T 型槽兩側(cè)回填土方并夯實(shí);清理淤堵的T 型槽排水溝及過路涵管,對(duì)于出現(xiàn)沉降失效的涵管進(jìn)行重建。
根據(jù)確定的治理方案,按照小型蓄排水工程、林草工程、原有基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)整治工程三個(gè)大類進(jìn)行治理措施設(shè)計(jì),以地塊為單元,因地制宜、因害設(shè)防,合理布設(shè)各種水土保持措施。堅(jiān)持工程措施和林草措施相結(jié)合,治理與開發(fā)相結(jié)合,經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益相結(jié)合。水土保持措施工程量匯總見表2。
表2 治理措施工程量匯總表
1)小型蓄排水工程:小型蓄排水工程具體措施包括新建T40 槽排水溝(卡扣式)、沉沙池、平臺(tái)土質(zhì)水平溝、平臺(tái)擋水土埂、平臺(tái)跌水池、平臺(tái)導(dǎo)排溝、坡面導(dǎo)排溝、坡底消能池。項(xiàng)目布設(shè)T40 槽排水溝2 050 m。沉沙池池廂橫斷面采用磚砌矩形斷面,共計(jì)新建磚砌沉沙池12 座。蓄水型截水溝采用水平布設(shè)方式,在每個(gè)水平條帶坎下設(shè)置橫向土質(zhì)排水溝,收集坡面雨水,共計(jì)新建平臺(tái)土質(zhì)水平溝7 475 m。修筑平臺(tái)擋水土埂時(shí)將水平條帶臺(tái)面修整成傾向內(nèi)側(cè)的地面坡度,設(shè)計(jì)地面坡度為3%~5%。共計(jì)新建平臺(tái)擋水土埂8 115 m。每個(gè)平臺(tái)設(shè)置一座平臺(tái)跌水池,將坡面徑流緩沖消能后進(jìn)入平臺(tái)導(dǎo)排溝,同時(shí)亦連接竹節(jié)水平溝,收集平臺(tái)上降水徑流,共計(jì)新建平臺(tái)跌水池85 座。平臺(tái)導(dǎo)排溝與平臺(tái)跌水池相接,以減少水流沖刷影響,共計(jì)新建平臺(tái)導(dǎo)排溝984 m。每個(gè)坡面設(shè)置導(dǎo)排溝用于順接平臺(tái)內(nèi)收集的雨水,集中匯入下一個(gè)平臺(tái)跌水池內(nèi),共計(jì)新建坡面導(dǎo)排溝422 m。雨水經(jīng)平臺(tái)跌水池后匯入坡面導(dǎo)排溝,逐級(jí)下降后進(jìn)入坡腳消能池最終消能防止沖刷路基邊溝。共計(jì)新建坡底消能池10 座。
2)林草工程:在水平條帶已種植的油茶地苗木之間人工開淺溝,溝內(nèi)植入混合草籽,再覆土掩埋,項(xiàng)目建設(shè)共計(jì)平臺(tái)條播植草11 hm2。在進(jìn)行治理工程前應(yīng)對(duì)平臺(tái)邊坡松散土體松散土體進(jìn)行人工清除,對(duì)清理完的坡面進(jìn)行掛網(wǎng)噴播植草防護(hù),噴播后應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),適時(shí)適度噴水,噴水應(yīng)采用高壓噴霧器,使水呈霧狀均勻地濕潤(rùn)坡面。項(xiàng)目建設(shè)共計(jì)坡面掛網(wǎng)噴播植草2 hm2。
3)原有基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)整治工程:對(duì)已有道路在進(jìn)行路面整治壓實(shí)后,即道路兩側(cè)土路肩及道路邊坡噴播植草防護(hù),道路路肩及道路噴播植草寬度為1 m,噴播草種同項(xiàng)目區(qū)內(nèi)坡面噴播草種。對(duì)應(yīng)現(xiàn)狀存在T 型槽淤堵、T 型槽兩側(cè)土方回填不密實(shí)等問題,要求T 型槽兩側(cè)土方夯實(shí)壓實(shí)度不低于85%。路邊溝與路伴行,溝與路交叉時(shí)需鋪設(shè)過路涵管,本次整治擬對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)失效涵管進(jìn)行拆除重建,同時(shí)新增部分過路涵管。新建過路涵管10 處,每處涵管工程量以6 m 長(zhǎng)計(jì)。
根據(jù)項(xiàng)目出現(xiàn)的水土流失特征,結(jié)合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況,確定了水土流失綜合治理總體防治目標(biāo)、治理方案及措施,優(yōu)先采取生態(tài)水保措施,既經(jīng)濟(jì)又生態(tài),減少了類似項(xiàng)目水土保持措施過度硬化的情況,最大程度涵養(yǎng)水源、保持水土,各項(xiàng)措施實(shí)際運(yùn)行穩(wěn)定,適用于廣泛推廣。
各項(xiàng)治理措施實(shí)施后,解決了當(dāng)?shù)鼐o迫的水土流失問題,改善油茶地生態(tài)環(huán)境,助力產(chǎn)業(yè)扶貧項(xiàng)目促進(jìn)當(dāng)?shù)赜筒璺N植增產(chǎn)、村民增收,得到了村民的一致好評(píng),其生態(tài)效益、社會(huì)效益顯著。