复合植物带在桦川县横头山水土保持工程项目中的应用

2012-10-24王继承

黑龙江水利科技 2012年1期

王洋，王继承

( 佳木斯市水务局，黑龙江佳木斯154002)

复合植物带是由单埂植物带发展改进而形成的一种更有效的水土保持工程措施，主要适用于3° ～8°的坡耕地面积比较大，土质疏松，土层厚度＜30 cm，不适合搞土埂水平梯田的项目区，采取在横坡改垄的前提下修筑植物综合带( 修筑双埂，双埂中间修筑竹节壕) 。该项工程措施具有占地面积小，投资回报快，水土保持效果好等特点。

1 复合植物带的设计施工

1.1 目的和作用

地埂是在坡耕地上沿横坡垄向等距修筑的土埂，其水土保持作用在于截短坡长，拦截水势，截断径流，有效防止坡耕地漫垄面蚀和断垄出沟的发生，初步控制水土流失。

1.2 设计原则

按照全面拦蓄径流和适合耕作的原则进行复合式植物带的设计。

1.3 立地条件

5° ～8°坡耕地，表土厚度＜30 cm。

1.4 设计标准

按照全面拦蓄10 a一遇6 h最大暴雨量产生径流的标准设计。由于复合式植物带是以蓄为主，蓄排结合的水土保持工程，在设计时，主要考虑其拦蓄能力，因而先确定其断面尺寸，再计算拦洪量，确定带间距。

1.5 典型设计

地埂断面尺寸与埂间距采用定型设计，上、下埂采用相同断面，埂顶宽0.5 m，底宽1.7 m，高0.6 m，双埂间距1 m。

1) 按10 a一遇6 h最大降雨计算，H6=79.6 mm。

2) 每公顷径流量的确定，利用下式进行计算:

式中:H6为10 a一遇6 h最大暴雨量79.6 mm; S 为1 hm2面积10 000 m2;Cr 为径流系数，取0.7。

3) 每延长米拦洪量的计算采用公式为:

式中:Q 为每延长米土坎拦洪量，m3;h 为地埂高度;S 为原地面坡度，tgα =tg8° =0.1405; A 为地埂断面面积，所修地埂的规格为:下宽a=1.7 m，上宽b=0.5 m，埂高h=0.6 m。A=0.66。

4) 每公顷修筑复合式植物带长度计算采用公式为:

式中:L 为每公顷修复合式植物带的长度，m;Q 为每延长米复合式植物带拦洪量，Q=2.765 m3;W 为为每公顷径流量，W =557 m3。经计算L=201 m。

5) 地埂间距H 的计算采用公式为:

式中:H 为埂间距，m;S 为每公顷面积10 000 m2; L 为每公顷修地埂长度292 m。经计算H=49.8 m。

1.6 施工方法

复合式植物带一般是在每年的秋季采用人机结合的方法进行施工。

1) 按1/200 ～1/300 的比降定线，大弯就势，小弯取直。

2) 用筑埂犁修筑两条间距为B( 一般取B 为1 ～2 m) 的平行地埂。

3) 用人工或机械剥离1/3 的田面及埂间表土，用生土筑埂并拍实，使地埂断面尺寸达到设计标准，然后将表土复原。

4) 在两埂间修筑间距为5 ～10 m，垂直于地埂的土挡，土挡高为埂高的一半。

5) 耙地改垄，使田面垄向与地埂平行。

6) 在复合式植物带与侵蚀沟交叉处修筑高标准的治沟谷坊( 谷坊另行设计) 。

7) 第2年春季在地埂上和埂间空地栽植紫穗槐。

1.7 施工注意事项

1) 在大弯就势、小弯取直的地埂段，要特别注意比降变化，低洼处要人工或机械填筑土方，凸起部分要增加挖方，以保证排水畅通。

2) 在复合式植物带与作业路、侵蚀沟交叉处，应适当加大比降，并使线路顺直，以保证排水顺畅，减少路面或谷坊的冲刷压力。复合式植物带见图1。

图1 复合式植物带示意图

2 复合植物带的应用实例

桦川县横头山水土保持工程项目区整体地形呈南向北逐渐倾斜的特征，地貌属丘陵台地，海拔110 ～350 m，相对高差240 m。地表倾斜较大，剥蚀残丘零星分布其上，边缘冲沟发育，呈枝状分布。地表组成物质为亚黏土组成，残丘由砂砾岩及中性火山岩碎屑，地形变化较为复杂，形成不同侵蚀形态的面蚀、沟蚀特征类型。鉴于复合植物带坡耕地治理措施在黑龙江省穆棱市进行了大面积的应用，并取得了较好的水土保持效果，桦川县横头山镇无论从土壤、植被、气候及水文等自然条件都与穆棱市非常相近，因此桦川县横头山镇在开展大面积治理前先选取了东朝阳小流域对复合植物带措施进行了实验性的施工，在坡耕地的上游布设了10 hm2的复合植物带，通过1 a以来的运行，与单梗植物带相比较，工程效益非常明显。

3 效益分析

3.1 基础效益对比

单梗植物带和复合式植物带都有拦截、减缓地表径流，增加土壤入渗，延长汇流时间、防止水土流失等水土保持的作用，但复合式植物带的效果更为明显，单梗植物带每年保水量为900 m3，每年保土量为20t，复合植物带每年保水量可达到1 850 m3，每年保土量可达50 t，复合植物带的单位基础效益可达到单梗植物带的两倍多。