黑龙江垦区水土流失预防措施的研究

孙家国，谷艳玲，母成波

（1．武夷学院 土木工程与建筑系，福建 武夷山 354300；2．黑龙江农垦总局 水务局，哈尔滨 150030）

0 引 言

我国是农业大国，耕地总面积为1．22×108hm2，由于近几年水土流失日益严重，造成全国年均有6．67×104hm2耕地丧失利用价值，耕地面积迅速减少，土地质量不断下降，对我国的农业生产造成严重影响，直接动摇着农业的基础地位［1］。黑龙江垦区遍及黑龙江省56个市县，地处三江平原、松嫩平原和小兴安岭山麓交汇处，幅员辽阔，地形复杂多样。有莽莽的山地，蜿蜒起伏的丘陵、漫岗，更多的是一望无际的广阔平原，构成了东低北高的地势。土地总面积5．44×104km2，占全省总面积的11．9%，其中耕地面积达233．65×104hm2。垦区下辖宝泉岭、红兴隆、建三江、牡丹江、北安、九三、齐齐哈尔、绥化、哈尔滨9个管理局、115个农 （牧）场、623个管理区，总人口160万人，从业人员78．1万人。经过50a的艰苦奋斗和开发建设，垦区己建成了我国规模最大、农业机械化程度最高的国有农场群，成为国家重要的商品粮生产基地，农副产品精深加工基地［2］。2010年垦区的粮豆总产已突破150×108kg，为保障国家粮食安全做出了重要贡献。

1 黑龙江垦区水土流失基本情况

1．1 水土流失状况

当前，黑龙江垦区面临着水土流失的困扰，以水蚀、风蚀为水土流失主要侵蚀类型。其中，水蚀主要分布在东部山地、北部林区和中部漫川漫岗黑土区；风蚀多集中在春、秋两季，凡是遇到8级大风就能形成沙尘暴，平均每次刮走表土5mm，主要分布在西部干旱半干旱风沙区和三江平原局部地区。据调查，黑龙江垦区有85个农 （牧）场存在水土流失问题，水土流失面积90．8×104hm2，占垦区土地总面积的16．7%，其中水蚀面积82．5×104hm2，风蚀面积8．3×104hm2。具体表现在地表水流失量超过拦蓄量，从而带来了严重的水土流失现象。土壤有机质数量和质量明显降低，其表层有机质含量从开垦前的8%～10%下降到如今的3%左右，以0．05%／a～0．08%／a的速度下降。与此同时，黑土层厚度明显变薄，坡耕地流失厚度＞1cm／a，土壤养分也随之下降［3］。

1．2 土壤侵蚀情况

由于水土流失，导致土地生产力下降、粮食减产。土壤侵蚀削弱了生态系统抵御自然灾害的能力，自然灾害又破坏了生态环境，加速了土壤侵蚀的发展。黑龙江垦区30个农场的土壤侵蚀强度级别为微度—轻度，土壤侵蚀模数＜2 000t／（km2·a），视为非水土流失农场。其余农 （牧）场，土壤侵蚀强度级别达到中度 （含中度）以上，土壤侵蚀模数≥2 500t／（km2·a），视为水土流失农场，应开展水土保持工作。

黑龙江垦区严重的水土流失，不仅破坏了当地的生态环境，而且引发了一系列的自然灾害，因此，要对垦区水土流失进行综合治理。笔者通过对垦区水土流失的研究，提出了要根据各农场水土流失特点，因地制宜研究水土流失的预防措施，达到保护珍贵的土地资源，改善生态环境的目的，实现农业可持续发展的目标。

2 研究的方法

根据垦区水土流失基本情况，对85个农场的水土流失相关资料进行搜集、分析、归纳、总结，选取对水土流失治理有代表性的农场进行典型调查，找出该地不同分区治理模式下水土流失防治的主攻方向，从而确定其各项具体的防治措施。要合理安排农、林、牧用地比例和位置，运用综合治理手段：实行岗、坡、沟、洼兼治，工程措施与林草措施、农业技术措施相结合的防治方法，达到单纯治理转向防治并重、预防为主，从防护性治理转向开发性治理的目标，以此推动垦区农业的良性发展。

3 水土流失预防措施研究

3．1 重点预防保护区域

在境内尚未发生水土流失，却存在水土流失的潜在危险，当P≥30（表1），如果某个自然因子一旦遭到破坏，水土流失随之发生，这种区域属于水土流失重点预防保护区。黑龙江垦区水土流失重点预防保护区面积43．66×104hm2，针对这种区域主要采取封禁治理措施。

表1 水土流失潜在危险度的分级表Table 1 Soil erosion potential danger the ratings watch of the degree

表1中P为因子评分总分值，由下式计算：

式中fi（f1～f7）为各因子的计分值，见表2；Wi（w1～w7）为各因子权重值：0．2、0．15、0．14、0．13、0．12、0．18、0．08。f1为人口环境容量失衡度 （%）；f2为年降水量 （mm）；f3为植被覆盖度 （%）；f4为地表松散物质厚度 （m）。垦区耕地表层土壤为松散物质，厚度普遍＜1m，一律计10分；f5为坡度百分比 （%）；f6为土壤可蚀性，垦区自然土壤可蚀性归属黑土类，一律计10分；f7为坡耕地占坡地面积百分比 （%）。

表2 水土流失潜在危险度因子计分表Table 2 Soil erosion potential danger degree the factor account the watch of cent

1）封山育林：禁止任何人入山砍柴、放牧。

2）林地抚育：清林、清杂、防病虫害等。

3）造林：通过清理后，在空地及时补栽速生乔木，主要有杨树、落叶松、樟子松和云杉等，使森林郁闭度≥80%，土壤持水能力≥30mm。

4）苗圃：主要针对垦区林场，把以伐木为生，变成育苗、营林为生。

5）护林防火：开挖防火道，巡山防火，封山防火，要专职、定点监督。

3．2 重点监督区域

境内的开发建设项目或资源综合开发利用项目，征地＞100km2；破土动工产生弃土、石、渣量＞100×104m3的工程项目；项目建设过程中或建成后的运行过程中，对周边和下游地区可能带来水土流失。这些项目所在地区属于水土流失重点监督区，对这类区域主要采取如下预防措施。

3．2．1 水库 “二防、二治”

“二防”指防止水库淤积和污染。目前普遍采用在库塘周边，沿库塘设计水位线营造20～100m宽的水源涵养林林带，林下种草，就能有效地拦截泥沙，水库寿命可延长1／2；“二治”是治淤和治污，对现有的水库治污办法是小型水库采取放水，推土机清淤，中型水库采用挖泥船水面吸 （清）淤。

采取清淤措施，可以采用放水用推土机清淤或用挖泥船清淤；其次是种植水源涵养林，沿水库水面线外50～100m宽，围绕水库周边营造水源涵养林，垦区水库 “二防、二治”工程见表3。

表3 “二防、二治”工程量Table 3 Two prevention and rule engineering quantities

3．2．2 灌区监督

垦区境内大、中型的水田灌区18处，灌区的干、支渠属于水土流失重点监督之列。灌区面积不断扩大，干、支渠超负荷运行，更应加大监督力度，落实防止渠系水土冲刷的治理措施［4］。

3．2．2．1 工程措施

1）浆石衬砌护坡。主要针对支渠渠首、支沟末端的瓶颈状冲刷，进行浆石衬砌护坡，衬砌厚度40cm，坡长1．5m，1m （延长）土 （石）方量0．6m3，衬砌总土 （石）方量3 876m3，由此使支渠渠首和支沟末端保持瓶状，对流速有缓冲作用。

2）支渠、支沟扩建。对现有的支渠和支沟，根据现在水田的地边宽度的可行性将过水横断面扩大到1．5m2。

3）对现有造成冲刷的进水闸和泄水闸进行续建，使闸口达到标准化，即使闸口过水断面对渠（沟）产生的流速＞1．0m／s，也可达到不冲不淤。

3．2．2．2 生物措施

对支渠进行插柳护坡：在支渠迎水坡面上插2行柳条，行距0．3～0．5m，株距为1．0m，从而使支渠坡面变成草、灌、林带。排水支沟不必插柳，以现有野生杂草即可。

3．2．3 煤矿监督

3．2．3．1 外排水和冲刷沟治理

在双鸭山农场6队，为了治理宝山、七星、四方台、东保卫4个煤矿的外排水，修建浆砌石谷坊5座，用煤矸石回填，土 （石）方量约1．9×104m3，冲刷沟的边坡用块石护砌，块石0．4×104m3，既治理冲刷沟，又保障今后安全放水，工程投资估算99．5万元。

3．2．3．2 塌陷治理

为了治理宝山矿太平井造成的塌陷，在双鸭山农场6队，采取堤防加高培厚的措施，加高0．8 m，土 （石）量方0．34×104m3；耕地采用回填，土 （石）方量2．5×104m3，工程投资估算28．4万元。

3．2．4 境内河流的监督

坐落在低山丘陵区的农场，境内有山前丘陵、山坡、山前平原等地貌单元。境内的河流发源于山区，流经农场到平原，从平原流入大江大河，在平原区的河段往往发生槽蚀。

1）工程措施：设石笼丁坝挡水，石笼丁坝之间回填沁滩淤积物，每个槽蚀处设2～3座石笼丁坝，平均长4m／座，块石72m3／处，回填土 （石）方100m3／处，投资估算计0．82万元／处。

2）生物措施：平原地区的河流两岸都应营造护岸林，防止槽蚀［5］，1m （延长）造林50m2，每个槽蚀处平均长50m，投资估算计0．25万元。

3．2．5 国境界河国土流失监督

黑龙江垦区有169．5km的河岸线，其中黑龙江河岸125km，乌苏里江河岸44．5km，河岸状态类型：陡坎岸、滩地岸、缓坡岸、山坡陡岸。不同类型的河岸，水土流失现状及治理措施不同。

1）陡坎岸，长41．5km，以1．5m／a速度后退，陡岸共有冲刷沟25条，冲刷沟平均间距1．66 km。治理措施：块石护砌，冲刷沟浆石衬砌，在江河出口处护坡块石改为胸墙，临河岸50m营造护岸林。总投资估算820．00万元。

2）滩地岸和山坡陡岸，植被完好，河岸完整，目前只需要加以保护即可。

3）缓坡岸，目前普遍存在水浪冲淘表土，平均侵蚀强度为中度，表土流失厚度2～5mm／a，主要是以营造防浪林和护岸林的生物措施加以治理，河岸平均营造护岸林50m2／m，防浪林15 m2／m，工程总投资估算65．00万元。

4）岛屿保护，目前18个岛屿，基本都长有柳条，覆盖率≥80%，每年应加以清林、间伐，对柳条加以复壮即可。

3．2．6 境内、外水电枢纽工程的监督

3．2．6．1 山口水电枢纽

在长水河农场11队、7队、17队，海拔高程313m的耕地，水面线总长21．75km，为防止水浪冲淘耕地，需要营造10m宽的防浪林，海拔高程306～316m （水库死水位至洪水位），乔灌双层，紧密型林带［6］，造林面积21．75km2，1．00万元／km2，总投资约21．75万元。

3．2．6．2 龙头桥水电枢纽

在8511农场17队、15队、13队、14队、19队，海拔高程125m的耕地水面线约28．00km，防止耕地土壤水浪冲淘，需要营造防浪林，宽7 m，即死水位 （海拔高程122m）到洪水位 （海拔高程129m），造林面积73．7km2，乔灌双层，紧密型林带［6］，投资55．28万元。

4 水土流失综合防治措施研究

4．1 “缩垄改向、建设条田综合治理”措施

在坡耕地与山坡之间建截流沟，防止山水冲地；建设农田防护林；提高农路标准；配套相应的水利工程；实施山、水、林、田、路综合治理。对不成形的田块进行缩垄改向、建设条田综合治理，最终建成农田基本建设工程设施配套的网络式的高产、稳产地号。

4．2 “梯级蓄水”工程治理措施

在长度≥1km，宽度100～1 000m不等的沟塘草甸整体下挖，每隔一段横向留一个土挡，构筑成小塘坝。利用 “梯级蓄水”，既抗旱，又可以防止水土流失，避免行洪淹地，调节农田小气候，小塘坝两侧弃土堆构筑成防护林带，能有效地防治两侧岗坡地风蚀，达到水土资源综合开发利用的目的。

4．3 “分级截流泄洪”治理措施

在低山丘陵与耕地交界处建截流沟，截住山水防止侵入地号；在坡地中间建截流沟防止坡面水土冲刷；在临低洼水线处建截流沟，防止水土流失和洪水倒灌；营造农田防护林；利用自然低洼水线泄洪、排涝。

在低山区绕山丘开挖截流沟，也可不建泄洪支沟，由截流沟中间向两侧延伸，比降1／500～1／800，遇高地形部位深挖，能过水，遇低地形部位宽挖，取土挡水防止山洪侵入地号，截流沟两侧分别延伸到自然林草泄洪带为止，使山洪漫流散淌入谷。

4．4 “分隔水势，高低水分排”治理措施

山前截流沟的泄洪支沟与平地或山前台地的内涝排水沟分开，由原来的排内涝和泄洪合二为一，改为一分为三。形成了相互平行的3条支干。从而避免了原来的排内涝和泄洪合二为一所造成的洪水倒灌、内涝加重和水土冲刷的现象。

4．5 “二退二还”治理措施

即退耕还林和退耕还草。对已无耕种价值的裸露黄土、砂、石的耕地或沙化、潜在沙化耕地；次生林地小开荒；＞5°的岗坡、陡坎耕地的小开荒，都应退耕还林。西部半干旱沙土地区的农 （牧）场，沙土、次生盐碱土耕地及远离村屯的小开荒，都应退耕还草。

5 结 语

通过实施预防为主、分区治理措施，将工程、生物、农业等单项技术进行科学组装，对垦区发生水土流失的85个农场进行了水土流失综合治理，使垦区水土流失基本得到遏制，土壤侵蚀模数由7．28mm／a下降到＜2mm／a。保护了珍贵的土地资源，改善生态环境，从而使垦区农业步入可持续发展的轨道，为黑龙江农垦率先实现农业现代化奠定了基础。

［1］王礼先．我国水土保持的理论与方法 ［J］．中国水利，2006，（12）：17．

［2］孙家国，谷艳玲，母成波．黑龙江垦区水土保持分区模式研究 ［J］．中国西部科技，2010，（1）：4－5．

［3］母成波．黑龙江垦区水土保持工作的探索与实践 ［J］．中国水土保持，2007，（10）：46－48．

［4］于 明．黑龙江省平原漫岗区侵蚀沟治理新措施 ［J］．中国水土保持，2004，（4）：36－37．

［5］孙发政．关于水土生态与水土生态保持几个问题的探讨 ［J］．水土保持学报，2011，（2）：62－64．

［6］程龙飞，李林燕．库区坡面植被水土保持生态建设模式 ［J］．水土保持研究，2010，（5）：52－54．