廿四都小流域水土保持植物措施设计

郑时丰

(广丰区水利局水保办,江西 上饶 334600)

1 廿四都小流域项目区概况

廿四都小流域位于广丰县西南部，江西省横洋项目区的南部，流域面积32.60 km2，水土流失面积11.83 km2，流域形状为蝶形状，海拔高程在100～500 m之间，相对高程400 m，属丘陵地貌。

1.1 气候、水文特征

廿四都小流域多年平均降雨量1694.3 mm，全年降雨量分配极不均匀，4—7月降雨最多，并多以暴雨出现，降雨量占全年降雨量50%，9月至次年2月降雨量最少，仅占全年降雨量的16.6%，小流域年均蒸发量为1516.8 mm。廿四都小流域属亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、光照充足、雨量充沛、四季分明、无霜期长等特点。据气象资料分析，全年日照时数1890 h，年平均气温为17.9 ℃，1月和7月平均气温分别为5.6 ℃和29.4 ℃，极端最低气温为-9.1 ℃(1997年2月4日)，极端最高气温为41.4 ℃，多年平均无霜期为265 d。该区域主要灾害性气象有倒春寒、小满寒、旱涝、寒露风四种。

廿四都小流域属于鄱阳湖水系五大河流之一的信江流域，主要受信江流域一级支流丰溪河控制和影响。由于小流域雨量充沛，区域内溪流纵横，地形地貌有利于汇集水源，地表水资源极为丰富，多年平均径流量高达0.37亿m3，径流量年际间变化不大，4—7月份径流量占全年径流量的60%以上，10月至次年2月为枯水期。河流平均输沙量为0.85万t。

1.2 地形地貌

按照《土壤侵蚀分类分级标准》中全国土壤侵蚀类型区划，廿四都小流域属南方红壤丘陵区，地貌主要以丘陵岗地剥蚀地貌为主，发育河谷平原与阶地，山地约占60%，沟谷平原约占40%。地形东部高，西北部低，起伏较大，海拔最高为499 m，最低处120 m，相对高差379 m，平均海拔高度250 m。出露地表的地层岩性有砂砾岩、石灰岩等。东南部主要是低山高丘，坡度组成在25°以上，海拔高度在200～500 m之间，丘陵主要分布在小流域西北部，坡度在15°～25°之间，海拔高度在150～250 m之间，相对落差100 m左右，河谷平原和阶地主要分布在河流两侧，坡度小于5°，海拔高度在100～150 m。

1.3 土壤与植被

(1)土壤。小流域土壤母质以砂砾岩类风化物和第四纪红色黏土为主，土壤类型主要有红壤、水稻土，并有少量紫色土分布。红壤质地呈酸性反应，pH值4.5～5.7，地表缺乏植被覆盖，腐殖质层薄，有机质含量低，是水土流失的主要区域；水稻土以紫砂泥田和紫泥田为主，土壤肥力较高，保肥力较强，适宜种植多种作物。紫色土以酸性紫色土为主，中性紫色土次之，酸性紫色土钙、镁含量较为丰富，呈酸性反应，近似红壤肥力。

(2)植被。小流域内植物资源丰富，种类繁多。地带性植被为亚热带常绿阔叶林，植物区系成分主要由壳斗科、樟科、山茶科、金缕梅科、冬青科和杜英科等常绿阔叶树组成。由于长期不合理的采伐利用，使原生植被不断减少，发生逆行演替，现状植被主要是以马尾松、湿地松为主的人工林，油茶、梨、柚等经济果木林。部分立地条件较好、土层较厚的山地混杂稀疏的杉木和木荷等，有些地方已经出现裸地，小流域森林覆盖率约为42.1%，植被覆盖率54.9%。

2 廿四都小流域项目区水土流失防治概况

2.1 土地利用现状及存在问题

小流域土地总面积3260 hm2，其中：耕地面积1115 hm2(包括214 hm2坡耕地)，占土地总面积34.20%；林地1121 hm2，占土地总面积37.15%；园地18 hm2，占土地总面积0.55%；水域290 hm2，占土地总面积8.90%；未用地66 hm2，占土地总面积2.02%；其他用地558 hm2，占土地总面积17.12%；草地2 hm2，占土地总面积0.06%。

小流域土地利用结构现状存在以下问题：

(1)农业用地结构很不合理，项目区山多田少，平原耕地严重不足，存在大量陡坡开荒和陡坡耕作现象，加上传统顺坡耕作习惯，坡耕地的水土流失强烈。

(2)林相和林种相对单一，抵御自然灾害的能力弱，尤其是有些疏林地植被稀疏，虽然项目区森林覆盖率较高，但水土流失仍然较为严重.

(3)经果林主要为油茶林，由于经营粗放，产量低下，未能充分发挥低丘岗地发展经果林生产的规模优势。由于多年的不合理利用土地资源，使地貌破坏，地形更加复杂，治理难度加大。

2.2 水土流失防治状况和存在的问题

小流域内未实施过国家和省级水土保持生态建设工程，近几年来，当地政府和群众自发地开展了零星的水土保持综合治理，到目前为止，共治理水土流失面积18 hm2，其中：营造水保林2 hm2，经果林4 hm2，封禁治理12 hm2。

尽管当地水土保持综合防治工作取得了初步成效，但改变历史遗留下来的恶劣的生态环境是一项艰巨任务。目前，当地的水土流失形势依然严竣，治理任务相当繁重，还存在以下几个亟待解决的问题：

(1)水土保持措施治理标准有待进一步提高。 广丰县经过多年治理，虽取得了一些成效，但还存在着大量的坡耕地、疏林地和荒山荒地，水土流失还没有得到根本遏制，水土流失治理成效还不是很明显，水土保持措施治理标准有待进一步提高。

(2)水土流失治理的科技含量不高。水土保持生态建设工程涉及面广，劳动力的主体大都为当地的农民。随着水土保持生态建设按基建项目管理的深入，必须要有足够的技术支持和技术服务，必须提升项目的科技含量和治理标准，从而使治理措施的效果得到充分地发挥。

(3)资金投入不足，难以满足治理水土流失。广丰县水土流失面积大，地方经济基础薄弱，经济收入来源少，财力紧张，根据区域实际情况，治理1 km2的水土流失平均需投入30多万元，而目前投入相对不足，无法大规模进行治理，难以形成集中连片的综合治理开发区域，规模效益不能显现。

3 水土保持植物措施工程设计

3.1 水土保持林草种植设计

3.1.1 水土保持林

小流域内适宜的造林树种主要有湿地松、马尾松、枫香、木荷、刺槐、杉木、樟树、白栎、胡枝子、紫穗槐、多花木兰等[1]。

根据立地条件设计针阔混交水土保持林，种植在水土流失严重的荒山荒坡；植物选用当地常用的湿地松和木荷，植被种植密度和需苗量如表1所示。

表1 针阔混交水土保持林种植密度和需苗量

苗木使用1年生实生苗植苗造林，木荷和湿地松株间混交品字型配置；造林季节为冬季或春季。

3.1.2 经济果木林

(1)经济林。选择符合当地农业主导产业发展方向的油茶作为典型设计树种。种植在土层深厚、土质较好、临近水源、交通较为便利的25°以下的坡耕地[2]。种植密度和需苗量如表2所示。

采用生长良好、品种纯正的1年生芽砧嫁接苗植苗造林，品字型配置，栽植前施足基肥；造林季节为冬季或春季。

(2)果木林。选择符合当地农业主导产业发展的名、特、优、新果树品种马家柚作为典型设计树种。梯壁植草，草种选用混合草籽(狗牙根和假俭草)。种植在土层深厚、土质较好、临近水源、交通较为湿润的坡耕地。种植密度和需苗量如表3所示。

采用1年生嫁接苗植苗造林，品字型配置，栽植前施足基肥，造林季节为冬季或春季；梯壁和田埂采用混合草籽条播，播间距25 cm。

表2 经济林种植密度和需苗量

表3 果木林种植密度和需苗量

3.2 水土保持种草工程设计

一般布设在水土流失严重、土质较差的25°以上坡耕地项目区水土保持种草面积为50 hm2。草种的选择，主要考虑抗逆性强、保土性能好，耐旱、耐热、耐瘠薄，生长迅速，枝叶繁茂，根系发达，并有一定经济价值的草种[3]。选择小流域内常见的狗牙根、黑麦草和香根草等三种草种组合计算播种量，如表4所示。种植时用少量泥沙和磷肥拌种，混合种子条播，播后盖细土1～2 cm；播种季节为春季或秋季。

表4 草种播种量计算

3.3 小型蓄排水工程设计

该区域坡面小型排水工程布置如图1所示。

图1 坡面小型排水工程布置示意图

(1)排灌沟渠。排灌沟渠布设在坡改梯和营造经果林的坡面，与生产道路、沉沙蓄水工程同时规划，并以生产道路为骨架，合理布设排灌沟渠，尽量路渠结合[4]。根据降雨和汇流面积合理布设水平沟，以拦蓄、疏导地表径流。防御暴雨标准采用10 a一遇24 h最大降雨量。

(2)竹节水平沟。布设在水土流失严重且坡度较陡的水土保持林中。项目区共布设竹节水平沟4.4 km。沟渠间距由坡面坡度、土质和暴雨径流情况确定，一般为5～10 m。根据设计频率暴雨情况计算坡面汇流洪峰流量、断面尺寸按明渠均匀流曼宁公式计算确定。经计算，竹节水平沟的断面尺寸为：沟底宽40 cm、沟深50 cm、沟口宽60 cm，每隔5～10 m修一小土挡，土挡高为30 cm。

(3)蓄水池。布设在坡改梯或经果林地块内，位置一般选在集水面积较大的坡改梯和经果林上部或中部，与排灌沟渠连通。蓄水池应建在坚硬土质或岩质基础上，防止不均匀沉降和漏水。单池容量按50 m3设计，蓄水池采用方形开敞式，由水池、人梯、溢水口、护栏等部分组成。

(4)沉沙池。布设在沟渠水平方向的中间、末端和蓄水池进水口上游适当位置，起到沉沙、防冲和澄清水的作用。由于沟渠工程规模不大，沉沙池相应较少，为了便于水流入池体后能缓流沉沙，池体进水口与出水口错开。沉沙池体为矩形，沉沙池宽1.00 m，长2.00 m，池深1.00 m。沉沙池采用砌砖，厚0.24 m，表面抹2 cm厚水泥砂浆。底板采用10 cm厚的C15混凝土现浇。

3.4 小型水利水保工程施工方法

沟渠施工主要包括沟渠施工放样、沟渠开挖、衬砌和勾缝四道工序。具体施工工艺流程为：施工准备→测量放样→土方开挖→衬砌→砂浆勾缝→养护→外观检验→放水检验排水沟渠过水能力→交工验收。

4 结 语

廿四都小流域水土保持项目实施后，该区域农业生产条件和生态环境得到明显改善，人口环境容量将明显提高，从而缓解人口压力与现实环境承载力之间的矛盾。有效地改善农业生产条件，减轻水土流失对土地的破坏，使水土资源得到永续利用，提高小流域内土地产出率、商品率和劳动生产率，为当地农村经济的持续、快速、健康发展奠定了基础。