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北安市小流域水土流失综合治理分析——以模范小流域为例

2011-08-15逯宪伟

黑龙江水利科技 2011年4期
关键词:北安市北安坡耕地

逯宪伟,孟 华

(1.北安市水资源管理办公室,黑龙江北安 164000;2.北安市水务局,黑龙江北安 164000)

北安市小流域水土流失综合治理分析
——以模范小流域为例

逯宪伟1,孟 华2

(1.北安市水资源管理办公室,黑龙江北安 164000;2.北安市水务局,黑龙江北安 164000)

小流域的综合治理对防治水土流失和生态建设,及相应产生的生态,社会和经济效益具有重要意义。北安市模范小流域的土壤侵蚀类型主要以水力侵蚀为主,侵蚀面积占总流域面积比例大,对其进行综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现状、治理措施、及其产生的效益。

小流域;水土流失;水力侵蚀;治理措施

北安市治理水土流失工作有着悠久的历史,并取得过十分可喜的成绩,而对于小流域水土流失综合治理还处于起步阶段,模范小流域隶属呼兰河流域,地处东北典型黑土区,地形丘陵漫岗,水土流失严重,现有水土流失面积6.35 km2,90%可以达到治理程度,能够较好的代表流域综合治理的特点,对其进行综合研究具有十分重要意义。

1 模范小流域概况

模范小流域位于北安市东南部杨家乡境内,属寒温带大陆性季风气候,冬季漫长,寒冷、干燥;春季回暖快,少雨多大风;夏季温热多雨,日照时间长;秋季短暂,气温下降快。多年平均气温0.8℃,极端最高气温38.7℃,极端最低气温-42.2℃,冻土深度2.5 m。多年平均降水量556.8 mm,降雨主要集中在7~9月份,约占全年70%。主害风为西北风,年平均风速4.5 m/s,最大风速24 m/s,大风日数23 d。

该小流域地表径流直接汇入呼兰河的一级支流通肯河,属于呼兰河流域,多年平均径流深为160.6 mm,径流系数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。

流域的地面组成物质为黄土状亚黏土。耕作土壤主要为黑土,表土层厚度30 cm左右,黑土质地疏松,抗蚀抗冲性能较低。流域内以农业种植业生产为主,总土地面积946.82 hm2,其中农地面积765.97 hm2,林地面积51.36 hm2,草地面积5.75 hm2,未利用地面积30.22 hm2,其它用地面积93.52 hm2,分别占总土地面积的80.94%、5.42%、0.61%、3.19%、9.88%。

2 水土流失现状、成因及防治情况

2.1 水土流失现状

该流域的土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主,全流域现有水土流失面积635.2 hm2,占流域总面积的67.09%,其中轻度侵蚀37.86 hm2,中度侵蚀432.62 hm2,强烈侵蚀128.25 hm2,极强烈侵蚀25.42 hm2,剧烈侵蚀11.05 hm2,分别占水土流失面积的5.96%、68.11%、20.19%、4%、1.74%。流域内的水土流失主要分布在中上游,其特点是耕地坡度大、坡面较长,面蚀严重,同时,沟道纵横交错,沟道长,面积大,沟蚀强烈。流域内共有侵蚀沟12条,占地面积28.37 hm2,沟道总长度6.45 km,沟壑密度0.68 km/km2。

以地理信息平台Arcgis为集成环境,逐地块提取侵蚀图斑背景要素(面积、坡度、植被、土地利用、土壤),纳入黑龙江省土壤流失方程对侵蚀模数进行推导。经计算,全流域土壤侵蚀模数加权平均值为2 330 t/(km2·a),属于中度侵蚀区。

2.2 水土流失成因

2.2.1 自然因素

1)气象降水因素。降水年内分布不均,70%的降水集中在7~9月份,并且多大雨、暴雨,雨滴溅蚀力和径流冲刷力大,降雨侵蚀力大,侵蚀作用非常强。

2)地形地貌因素。地形漫川漫岗起伏,坡耕地坡面大多数在500~2 000 m,坡缓坡长,径流汇集量大,径流速度快,径流的冲刷力强,产生较强的水土流失。

3)土壤因素。区内坡耕地的土壤类型为黑土,根据中科院林业土壤研究所的试验,表层土壤透水率为22.8 min/h,而到了60~70 cm的土层几乎不透水,遇强降雨极易出现超强产流,并且表层土壤的分散系数大、抗冲强度小,因此土壤易随径流而流动,导致面蚀和沟蚀。

4)植被因素。目前流域内林地面积较小,并且分布十分的不均匀,大部分土地缺少植被保护,不能有效地截持降雨、分散径流、减缓流速,因此造成了水土流失。

2.2.2 人为因素

1)乱垦滥伐,过度放牧。由于盲目开垦和无节制地砍伐,流域内林、草地面积在几十年内急剧减少,严重地方黄土母质裸露,森林的功能衰减;导致水土流失严重。

2)不合理的耕作方式。顺坡垄作使坡面径流集中下泄,以及缺乏合理的轮作和施肥破坏土壤团粒结构,减低土壤抗蚀性能,均可加剧了水土流失。

2.3 水土流失防治情况

近年来,随着国家和地方各级政府对水土保持工作的重视,人们对水土流失危害逐渐有了认识,流域内水土流失防治工作逐步开展起来。到目前为止,该流域治理面积为85.07 hm2,治理程度8.98%。其中:改垄75.07 hm2,水保林10 hm2。该流域治理工作虽取得了一定成绩,但仍存在一些问题:①水土流失预防监督工作起步较晚,监督执法体系不健全,预防监督工作收效不高,治理后的运行与管理机制仍需进一步完善,人为造成水土流失现象尚未得到有效控制。②水土保持治理工作中科技含量比较低。一些地方还不能很好地对水土流失进行综合治理,只治沟,不治坡,只治上游,不治下游,只治山,不治水,重开发轻管理等,不能够适应水土保持的新形式和新特点。

3 水土流失治理措施

根据水土流失综合治理的经验,结合本流域的实际,应建立起坡面和沟道完整的防御体系:

1)坡面工程防护体系。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拦蓄措施。田间工程是在坡度较大,流失较重的坡耕地上控制水土流失必要手段,亦是建设基本农田的重要途径之一。措施配置为:0.25°~3°顺坡垄改为横坡垄作,3°~5°的或5°以上土层厚度 <30 cm的坡耕地修筑地埂植物防冲带,截短坡长,分割水势,5°以上土层厚度>30 cm的坡耕地,按照“看山形,定垄向;看土质,定坡降;看坡度,定田宽”的原则修筑水平梯田,减缓坡度,拦截径流,并做到植物固埂。

2)沟道工程防护体系。对流域内不同类型的侵蚀沟、侵蚀沟的不同部位,分别布设相应措施,进行全面治理。具体措施是:朔源侵蚀严重的沟头修筑跌水,沟底下切严重的沟道修建谷坊群,对不稳定的沟岸进行削坡,在此基础上对侵蚀沟进行全面造林。跌水可有效防止沟头前进,谷坊可抬高侵蚀基准,防止沟底下切,侵蚀沟防护林起到保护和巩固治理成果的作用,形成群体水土流失防治效应。

3)其他措施。加强流域治理宣传,进行作业路整修和设立流域治理宣传碑。

4 效益分析

4.1 生态效益

通过治理,流域内林草覆盖率将达到9.89%,林草的水源涵养作用增强,产生一定的水圈效益。基本农田建设,以及深松、土壤改良等耕作措施的实施,极大地改善土壤的理化性质,促使其保水保肥性增强,将产生一定的土圈经济效益。林草地的增加,改善了农田及周边地区小气候,也减轻了霜冻和干热风对农作物的危害,气圈效益明显。

4.2 社会效益

水土流失经过综合治理后,促进了土地利用结构调整,使农村产业结构得到进一步优化,完善了农村各业协调发展的基础。改善了农业基础设施条件,提高了耕地质量,促进了耕地的稳产高产,保证了粮食安全。

4.3 经济效益

水土流失经综合治理后,治理面积可达596.64 hm2,占现有水土流失面积的93.93%,林草覆盖率提高到9.89%,年减少泥沙下泄量0.67万t,年均增加蓄水量64.97万m3。使水土流失状况得到了有效控制,而且每年将增加直接经济效益34.89万元,年增产粮食8.45万kg。而且对促进区域经济的发展,维护社会安定,抑制环境恶化起到积极作用,社会、经济、生态等方面效益显着。

根据模范小流域水土流失特点,采取不同的治理措施,是实现类似小流域综合治理和生态建设的有效途径,对今后经济社会的可持续发展具有十分重要的意义。

[1]白国志.北安市水土流失现状及防治分析[J].黑龙江水利科技,2006,34(05):80.

S157

B

1007-7596(2011)04-0289-02

2011-01-17;

2011-06-17

逯宪伟(1977-),男,黑龙江北安人,工程师;孟华(1980-),女,黑龙江北安人,工程师。

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