浅析小流域水土流失综合治理在山洪灾后重建中的作用—以遂昌县刘家等6条小流域为例
2017-02-28李奕建张由松刘祥超
李奕建,张由松,刘祥超
(浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020)
浅析小流域水土流失综合治理在山洪灾后重建中的作用—以遂昌县刘家等6条小流域为例
李奕建,张由松,刘祥超
(浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020)
浙江省小流域众多,山高坡陡、降雨集中,加之不合理的开发利用,导致山洪灾害频发。通过以遂昌县刘家等6条小流域为例,分析总结了小流域水土流失综合治理在山洪灾后重建中的作用,拓展了传统小流域水土流失综合治理工作思路及其适用性。
水土流失;综合治理;灾后治理
浙江省地处东南沿海,长江三角洲南翼,境内山地和丘陵占70.40%,平原和盆地占23.20%,河流和湖泊占6.40%,有“七山一水二分田”之说。境内年均降水量在980 ~ 2 000 mm之间,4 — 7月为集中降雨期。山地多、降雨集中导致浙江容易引发山洪灾害,据统计,自新中国成立以来,浙江省发生较严重的溪河洪水灾害多达100余次,平均2次/a[1]。
浙江省境内共有小流域3 000多条,众多小流域山高坡陡,加之滥垦、滥伐、滥挖、滥采、滥建等人为活动的影响,造成水土流失[2]。据2014年遥感普查结果,浙江省共有水土流失面积9 279.70 km2,占土地总面积的8.80%[3]。以小流域为单元开展水土流失综合治理,全省已做了大量工作,并积累了丰富的经验,但结合山洪灾后重建的小流域水土流失综合治理项目目前较少。本文以遂昌县刘家等6条小流域为例,浅析了小流域水土流失综合治理在山洪灾后重建中的作用,以期供同类项目参考。
1 基本情况
刘家等6条小流域位于遂昌县西畈乡,由刘家、下西坑、上柴、大白岩、郑村和渡口东6条小流域组成,集雨面积共计43.89 km2。流域所在区域属浙西南山地区,全境山岭连绵,地势起伏,为中、低山地貌,流域地势东西两侧高中间低,山体坡度在20º ~ 40º,除溪沟两侧外基本无大片平地。流域内水系由洋溪源及其支流组成,洋溪源发源于西畈乡黄连尾西南山麓,向东北流,在举淤口出境,至衢江区金鸡岩注入湖南镇水库,干流全长45 km。流域多年平均降水量1 510 mm,年最大降水量2 158 mm,多年平均气温16.8 ℃。流域水土流失总面积7.15 km2,占土地总面积的16.29%,水土流失以轻度和中度流失为主,主要分布于河道及其两侧耕地。
2014年6月27日,遂昌县西畈乡遭遇100 a一遇的梅汛暴雨,面雨量达到287 mm,最大站点面雨量达到435 mm。洪灾中,有6个行政村、51个自然村受灾,受灾人口4 258人,倒塌农房108户79幢,受淹损毁农田86 hm2(1 290亩),冲毁道路15.0 km、防洪堤18.5 km、桥梁6座、堰坝10座,损毁电站5座,累计造成直接经济损失超过1.5亿元,部分灾情现场见图1 ~ 3、图5。受山洪灾害影响,刘家等6条小流域内护岸及农田损毁十分严重,为此,遂昌县水利局和西畈乡人民政府于2014年10月启动了小流域水土流失综合治理项目,并于2016年9月建成通过完工验收。
图1 损毁农田图
图2 损毁护岸图
2 水土流失综合治理措施
水土流失综合治理按治理对象划分为溪沟治理和坡面治理。溪沟治理主要以工程措施为主,如护岸、拦砂坝、谷坊和淤地坝等;坡面治理主要包括疏林地治理和经济林地治理,疏林地治理以植物措施为主,如栽植水保林和封育治理等,经济林地治理以工程措施结合植物措施为主,如小型蓄排工程、补植经果林、林下覆盖等。刘家等6条小流域溪沟治理内容主要为设置护岸和拦砂坝,坡面治理内容主要包括经济林地截、排、蓄工程和疏林地封育治理。
2.1 溪沟治理
根据水土流失遥感普查图并结合现场查勘,刘家等6条小流域沟道及两侧农田水土流失强度以中度为主,局部护岸及农田损毁处水土流失强度达到极强烈和剧烈,导致沟道淤塞甚至填平,农田荒芜。损毁护岸及其两侧农田为刘家等6条小流域沟道治理的重点,治理内容主要为设置护岸和拦砂坝。
护岸主要布设在洋溪源支流原农田护岸损毁处及部分村庄附近,按照“防冲不防淹”原则考虑,顶部高程参照附近防护的农田标高确定。护岸设计采用直立式挡墙,主体采用干砌卵石结构,梯形断面,顶宽80 cm,迎水坡坡比1∶0.1,背水坡1∶0.4;基础采用C20混凝土灌砌块石,迎水坡侧基础厚120 cm,背水坡侧厚60 cm。实际施工过程中,下西坑村段护岸改为浆砌石结构,基础挖至基岩。
拦砂坝布设于流域上游村旁河道。拦砂坝可防止河道下切,同时能形成水面,兼具景观和灌溉作用。设计阶段,刘家等6条小流域共设置3座拦砂坝,其中1#拦砂坝位于杨坑坞村,设计为C20混凝土重力式拦砂坝,坝高1.5 m(含基础),坝顶宽1.0 m,背水坡坡比为1∶1.0,为防止水流对临近桥梁基础冲刷,拦砂坝设4个卡槽,每个卡槽宽2.0 m;2#拦砂坝位于大横基村,3#拦砂坝位于下西坑村,均为C20混凝土灌砌块石结构拦砂坝,坝高2.0 ~ 2.3 m(含基础),坝顶宽1.0 m,迎水面坝坡采用1: 0.4,背水面坝坡采用1∶1.0。为达到景观及曝气效果,拦砂坝体表面采用20 cm厚卵石贴面。实际施工过程中,1#拦砂坝改为灌砌卵石结构,2#拦砂坝与其上游20 m处原损毁拦砂坝的修复相结合实施,并在连珠畈村下游补增拦砂坝1座,断面及结构同2#拦砂坝。
沟道治理前后情况对比见图3 ~ 6。
图3 油槽坑口村沟道治理前示意图
图4 油槽坑口村沟道治理后示意图
图5 下西坑村沟道治理前示意图
图6 下西坑村沟道治理后示意图
2.2 坡面治理
2.2.1 经济林地治理
经济林地治理主要集中在渡口村茶园,该茶园位于山丘坡面,坡度25º左右,部分茶园为近年新开垦林地而成,幼茶林郁闭度差,加之坡度陡、立地条件差,其水土流失强度达到强烈及极强烈。渡口村茶园治理主要为设置小型蓄排工程,辅以补植绿茶。
小型蓄排工程主要为设置截排水沟、沉沙池。截水沟设计为土质沟槽,梯形断面,边坡1∶0.5,底宽30 cm,深30 cm;排水沟为矩形断面,底宽40 cm,深24 cm,兼做生产道路,依据地形采取跌坎式设计,跌坎高20 cm,采用M10浆砌卵石砌筑;沉沙池兼蓄水池功能,设计为敞开式M10浆砌卵石结构,矩形断面,尺寸2.0 m×1.0 m×1.0 m(长×宽×深)。实际施工过程中,由于卵石捡集和运输不便,排水沟和沉沙池均采用素混凝土砌筑。经济林地治理前后情况对比见图7 ~ 8。
图7 治理前生产道路示意图
图8 治理后生产道路(兼做排水沟)示意图
2.2.2 封育治理
封育治理是利用森林的更新能力,在自然条件适宜的山区,实行定期封山,禁止垦荒、放牧、砍柴等人为的破坏活动,以恢复森林植被的一种育林方式。根据实际情况可分为“全封”(较长时间内禁止一切人为活动)“半封”(季节性的开山)和“轮封”(定期分片轮封轮开)。封育治理,以育为主,以封为前提,通过有计划的较长时间的封禁或加以人工辅助措施使受损生态系统自然恢复,是一种投资少、见效快的育林方式[4]。
刘家等6条小流域多年平均降雨量为1 510 mm,水热条件能满足自然恢复植被的要求,并且流域坡度相对较陡,不宜过分进行人为扰动,因此,在疏林、幼林和残次林地采取自然生态修复的封育管护措施,主要包括设置宣传牌,完善管理管护,加强病虫害防治,建立完善的封育治理技术体系。
3 效益分析
水土保持效益包括生态效益、社会效益和经济效益。生态效益包括改善流域水文生态条件、提高土壤质量、防止水土流失、保护生物多样性、影响小气候、维护区域生态屏障、调水减沙等;社会效益包括减轻自然灾害及损失、提高人口环境容量、促进社会进步;经济效益包括改善农业基础条件、保障粮食安全、促进农民致富。
3.1 生态效益
刘家等6条小流域水土流失综合治理项目目前已经通过完工验收,工程建成后有效减轻了水土流失的危害,新增水土流失治理面积6.50 km2,年减少土壤侵蚀量1.44万t,涵蓄水量21.05万m3,极大地改善了生态环境,主要表现为:①沟道治理实施后,损毁护岸得以修复,有效降低了水流对农田的冲刷、掏蚀,沟道及两侧农田水土流失得到有效遏制;②经济林地小型蓄排工程实施后,立地条件明显改善,林下植被覆盖增加,坡面水流冲蚀得到有效控制;③疏林、幼林和残次林地虽然封育治理时间较短,但已经发挥出其涵养水源,保持水土的效果。可以预见,在不久的将来,随着林草植被的增加,封育治理能有效遏制源头水土流失,减少泥沙入河,实现“山青水绿”。
3.2 社会效益
项目实施后,有效降低洪涝、干旱造成经济损失,各治理区域将产生显著的社会效益,主要表现为:①损毁农田得到恢复,农业生产条件得到明显改善,促进区域土地利用结构和农业产业结构的调整;②区域内林草植被覆盖率增加,通过植被的蓄水保土作用,削减了径流量,减少下游河道淤积,提高其泄洪能力,有效减轻洪涝灾害,同时通过植被的固土作用,也可以有效减轻区域滑坡、泥石流等危害,有利于保障人民生命财产安全。
3.3 经济效益
经济效益分直接经济效益和间接经济效益。直接经济效益包括各项水土保持措施实施后所增产的果品、木材和枝条等直接作为商品出售,或转化成商品出售产生的经济效益;间接经济效益主要包括增加的各类产品就地加工增值和各项措施节约的土地、劳力等折算的经济效益。项目实施后,每年产生直接经济效益70.83万元,间接经济效益0.71万元。
4 结 语
2014年“6.27”特大洪灾后,遂昌县刘家等6条小流域内的溪沟河道冲刷严重,部分护岸坍塌,农田损毁,造成了严重的水土流失,给当地居民的生产生活和自然环境带来了极大的负面影响。本项目已于2016年9月建成并通过完工验收,已实施的沟道治理对恢复其两侧农田、显著减少农田水土流失及其保障人民生命财产安全的效果是立竿见影的,经济林地治理和封育治理起到了涵养水源和保持水土的持续性效果。总而言之,项目的实施,既对西畈乡山洪灾害重建起到了重要的作用,又使得流域内的水土流失得到了有效治理,获得了当地群众的高度肯定。同时,通过本项目的实施,探索了小流域水土流失综合治理与山洪灾害防治及其灾后重建工作的契合点,拓宽了传统小流域水土流失综合治理工作思路及其在相关领域的适用性,对于拓展水土保持工作内涵、提升水土保持防灾减灾作用具有一定意义。
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(责任编辑 姚小槐)
图4 临安市山核桃林试验区不同径流试验小区土壤总孔隙度季节变化图
4 结 语
本文研究了临安市山核桃林地不同措施试验小区表层土壤物理性质—土壤自然含水率、土壤容重和土壤总孔隙度的季节变化规律,初步得出以下规律:①土壤自然含水率季节变化受降雨影响显著,存在峰值(7月)和谷值(9月),4个试验小区的土壤自然含水率均属中等变异;②受土壤硬化作用、降雨频次和雨强大小的影响,土壤容重呈“波浪形”起伏变化,不同措施对容重变化的影响程度较小,而人为活动对土壤容重变化的影响较显著,4个试验小区的土壤容重均属弱变异;③土壤总孔隙度随季节变化整体呈“波浪形”起伏变化,4个试验小区的土壤总孔隙度均属弱变异。总体而言,山核桃林地表层土壤物理性质季节变化主要受植被覆盖度、年度降雨分布情况和农事活动的影响。
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(责任编辑 黄 超)
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:1008 - 701X(2017)01 - 0010 - 04
10.13641/j.cnki.33 - 1162/tv.2017.01.003
2016-10-08
李奕建(1982 - ),男,工程师,硕士,主要从事小流域水土流失治理、水土保持方案编制及水土流失监测等工作。
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