崮山水库特色小流域水土保持措施及效益
2014-04-08孙乃波张明芳
孙乃波,张明芳,吴 英
(威海市水文局,山东 威海 264209)
崮山水库小流域位于崮山水库上游,属于威海市水土保持重点治理区。流域总面积10.8km2,原有水土流失面积8.53km2,现存水土流失面积3.5km2,年均土壤侵蚀模数为 2118t/(km2·a),年侵蚀量22874t。
流域内出露地层以晚太古界胶东岩群的各类变质岩为主,属于下古元代胶东岩群第二岩组。土壤类型主要有棕壤土,土层平均厚度90cm,土壤多呈中性至弱酸性,土壤养分含量普遍较低流域内坡地植被种类繁多。项目区土地总面积1080hm2,其中耕地面积350.2hm2(坡耕地面积59hm2);林地面积 318hm2(疏残林面积 170hm2);果园面积64hm2;村及工矿占地198hm2;交通占地15hm2;水域占地 12.3hm2;荒地 121hm2;其他占地1.5hm2。该流域农业以小麦、玉米为主。粮果种植比为5.5︰1,种植结构单一,荒地比例过高,土地利用结构不合理,土地的生产和生态潜力还有待于进一步开发。
1 水土流失综合防治措施配置原则
崮山水库小流域地处北方土石山区,土壤侵蚀外营力以水力为主,以坡面径流、沟道水力侵蚀以及山洪冲刷等为主。配置水土流失综合防治措施时,要综合考虑土地利用、地貌地位、空间结构、以及治理与开发等问题,并要充分反映小流域的生态、经济等特色要求,以涵养水源、减少水土流失、改善生态环境、提高经济效益为主,实现生态效益与经济效益相结合,工程措施与生物措施相结合的原则,以达到改善当地人民的物质生活水平、控制水土流失,改善生态环境,最终达到实现独具特色的生态——农业——经济型小流域。
2 综合治理措施
2.1 因地制宜的生物措施
根据小流域自然条件及资源状况,对流域内山体自上而下采取不同的生物措施进行生态修复。
1)对于流域内山体上部石质性的山体及坡度较陡、土层较薄的山体区域采用生态自然恢复措施,布设封禁区,禁止进行各种生产及采伐等破坏活动,加强管护工作,使其处于自然恢复状态,以减少人为活动所产生的水土流失。
2)山体中部宜林荒草地实施造林绿化等措施,通过对疏残林进行人工补植水保林,以提高区域内的植被覆盖度,完善水土保持防护体系建设。按照适地适树的要求,共建设水保林81.4hm2,水保林以黑松、白杨为主,造林株行距2.5m×2m,2000 株/hm2。 由于多为 25°以上的陡坡和10°~25°不完整坡面,选择采取鱼鳞坑整地方法,防御标准按10年一遇6h最大雨量设计。鱼鳞坑整地要沿坡面挖圆形坑,各坑在坡面沿等高线布设,上下行呈“品”字型排列。坑内侧两端各开挖宽深约0.2~0.3m,倒“八”字型的截排水沟。
3)山坡中下部土壤质地条件较好,按照“生态与经济兼顾”的原则,规划引进名优果树品种,扩大高值经济作物的种植比例,发展高效农业。共建设经济林59hm2,主要树种是苹果、梨、无花果等,植株密度830株/hm2。
2.2 特色流域的工程措施
1)坡改菜(果、粮)梯工程。在流域内邻村、近路、水源条件好的坡耕地上布设坡改菜(果、粮)梯工程,由于该流域位于崮山水库上游沿岸且靠近市区,拟建设高标准优质无公害蔬菜等基地,着力提高土地出产力,同时打造城市休闲旅游生态度假基地。坡改梯工程均为土坎水平梯地,按“大弯就势,小弯取直”的原则,要求沿等高线布设,设计防御标准为抗御10年一遇6h最大暴雨,田面宽度因地面坡度而异,在10~12m之间。在梯田外侧设计地边埂,在梯田内侧设计排水沟。
2)塘坝工程。在小流域中采取治坡与治沟相结合综合治理措施,由于沟头侵蚀强烈,对生产用地构成危害,且汇流入崮山水库,选择沟头修建塘坝防护工程,增强蓄水和保持水土的功能,既可以拦蓄泥沙,又可以蓄水扩大周边水浇地灌溉面积。在流域内西崮村南建设塘坝1座,坝址处流域面积0.34km2,主要沟道长度1.02km,设计坝顶高程为32.35m,坝体为黏土心墙坝。经水文分析计算及调洪演算,设计标准20年一遇,洪水总量2.02万m3,设计防洪水位31.24m;校核标准100年一遇,洪水总量2.31万m3,校核防洪水位31.78m。
2.3 独具创新的水保监测
根据小流域内水土流失类型区特点,开展径流小区水保观测工作,在崮山水库管理处西山布设了5个水土保持监测小区。结合北方土石山区特点,径流小区设计为宽5m,长20m(水平投影)。径流小区上部及两侧设置预制板围埂,围埂外侧设置保护带,宽2m。下部设集水槽和引水槽,引水槽末端设置径流池,池壁、池底进行防渗处理,池底设排水孔。
3 水土保持效益分析
3.1 经济效益
该流域治理期限内发展经济林59hm2,幼苗期实行粮果间作,效益不增也不减,3年成林后,年增加产值127万元;建设水平梯田39.6hm2(主要用于种植无公害蔬菜),年产值为72万元;修建塘坝1座,年可蓄水2万m3,年可扩大有效灌溉面积6hm2,年增加产值16万元。小流域治理后年增产值215万元。
3.2 生态效益
通过对小流域科学治理后,各项措施充分完全发挥效益,增加蓄水量,减少洪峰流量,抬高地下水位,减少水土流失,其年蓄水保水能力为9.14万 m3,保土能力为 0.78万 t,森林覆盖率由治理前的19.6%提高到32.6%,林草保存面积达到宜林草面积的70%以上。输沙量大幅度下降,土壤年侵蚀模数由 2118t/(km2·a)降到1392t/(km2·a),减少了水土资源的流失,减轻了对下游河床及蓄水工程的淤积,水土流失得到有效控制,生态环境得到明显改善,项目区已逐步形成山青水秀,人与自然和谐相处的良好局面。
3.3 社会效益
对崮山水库小流域实施水土保持综合治理后,逐步完善农业基础设施,提高土地生产率,调整土地利用结构和农村生产结构,流域经济也有较大幅度地增长,不但为社会创造了更多的就业机会,使群众在生产过程中逐步接受科学技术,提高劳动者素质,改善农村风尚、风貌,提高环境质量,而且,为当地群众脱贫致富奔小康提供了坚实的基础。
4 结语
小流域综合治理是一项综合性较强的工作,要因地制宜地布设水土保持综合治理措施。上述各项治理措施在减轻水土流失,提高农业生产,改善群众生活,保护生态环境,减少河流泥沙等方面都起到了显著作用,有效地控制了水土流失,使人口、资源、环境与经济发展走向良性循环,初步建立起了具有当地特色的小流域治理模式。同时也对水土保持工作的深入开展、水土流失区群众脱贫致富和北方土石山区特别是胶东半岛地区经济、社会的可持续发展起到了示范作用。