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小流域水土流失综合治理对策探究

2022-09-06贾无瑕

工程建设与设计 2022年16期
关键词:坡面耕作坡度

贾无瑕

(靖远县水务局,甘肃 白银 730600)

1 项目概述

靖远县位于黄河上游,甘肃省中东部,属黄土高原沟壑区,地势西高东低,由西北向东南倾斜,属温带干旱半干旱气候。县境内主要由黄河水系及其支流祖厉河水系构成。除黄河和祖厉河干流外,境内还有其他主要支沟——马沙河、张家大沟、中沙河、吊流沟、大沟、马尾沟、旱沟、大冰道沟、烟洞沟、黑庄沟、大红沟等110 余条小型河(沟)道,小流域境内水土流失严重,对当地农业、生态等各个方面的发展产生了不利影响。因此,应针对流域水土流失情况,制订水土流失治理方案,加快改善生态环境,实现绿色发展。

2 水土流失的影响因素

2.1 自然因素

1)降雨。季节降雨集中且强度大,雨水会直接侵蚀土壤,冲刷坡面与土壤、引起水土流失。

2)土壤。土壤是水土流失被侵蚀的对象,如果土壤的有机质含量低、结构差、孔隙率低也会增加水土流失的发生概率。

3)地形地貌。在地形地貌中,坡地越大水土流失越严重。

4)植被。植被能起到良好的蓄水与削弱径流等作用,但当地表植被较少时,就会引发水土流失。

2.2 人为因素

1)乱砍滥伐。在我国社会经济的快速发展过程中,开荒种粮及砍树取暖等行为加大了对土地的索取,使水土流失加剧。

2)农业行为。我国是农业大国,在农业种植过程中化肥使用量较大。土壤在常年的化肥使用下出现板结问题,对水分的涵养能力减弱,土壤容易被侵蚀,出现水土流失。

3)矿业开采及建设活动。煤炭长期以来是我国主要燃料资源,在能源中的占比较高,在煤炭等资源开采中,会对植被造成极大的破坏,进而引发水土流失,我国很多地区建设活动日益频繁,在各类建设活动开展中,也会引发水土流失。

3 水土流失的危害

3.1 破坏土地资源

土地资源会在水土流失下遭到破坏,且长期得不到有效治理,土层变薄,土壤有机质含量下降,对土壤结构造成极大的破坏,植物难以生存。土地资源的破坏不仅对农业作业、生态环境产生了极大的影响,还给小流域水土流失地治理增加了难度。土地资源属于不可再生资源,一旦遭到破坏很难恢复,所以,必须重视小流域水土流失治理。

3.2 生态环境恶化

小流域水土流失的产生会使生态环境持续恶化,导致自然灾害频发。水土流失问题持续加重,与其他自然灾害交替出现,形成比较严重的生态问题,比如,水土流失问题、荒漠化与石漠化问题,生态环境恶化,当地生态平衡被破坏,产生不可挽回的损失。

3.3 损害水利工程

水土流失会让河流的泥沙含量增加,对水利工程造成淤损,水库病害增加,水利工程的灌溉与防洪等功能下降。在丰水季,涝灾增加;水土流失使地表径流增加,引发洪水;河库出现淤塞;水利工程效益下降;引发泥石流等灾害,破坏水利工程。水利工程遭到破坏之后,不仅存在较大的安全隐患,还要花费大量的精力与物力进行维修,增加费用支出。

4 小流域水土流失综合治理对策

4.1 生态治理

生态治理是小流域水土流失治理的重要手段,通过这样的方式能实现绿色治理。生态治理包括两方面:种植林草和封禁治理。通过这两方面的综合运用,能有效增加植被覆盖率,有效控制水土流失问题,通过法律制度强化对生态环境的保护,让本就脆弱的小流域环境得到保护[1]。

影响小流域水土流失的重要因素之一是植被覆盖率,植被覆盖率也是强化水土保持的重要手段。对于降水、风等外界因素造成的水土流失,提高植被覆盖率能发挥积极作用,能使土壤肥力与物理性质能得到改善,有效降低水土流失。主要有以下3 种方式:(1)人工造林。在改善土壤环境条件过程中,通过人工造林方式能提升植被覆盖率,所以,在水土流失治理过程中可因地制宜选择适合的树种造林,并加强对树木的养护,提升树木成活率。(2)封山育林技术措施。对小流域采取人工干预措施,让流域内的林草自然繁殖和生长,并在人工林草结合下,逐渐提升小流域内的植被覆盖率。(3)人工栽培经济林。在小流域水土流失治理过程中,栽培经济林也是重要渠道,比如,种植果树种类,在治理水土流失的同时,也能提升当地群众收入。

4.2 农业技术治理

改变耕作方式与种植类型是小流域水土流失治理的农业技术措施,这种方式主要表现为观光农业与生态农业,具有良好的生态与经济效益。顺坡耕作是陡坡耕地的主要方式,这种耕作方式是引起水土流失的因素之一,所以,需转变这种模式,采取横坡耕作技术,与工程措施相结合,将坡耕地改造为梯地[2]。横坡耕作能在平行于等高线的方向形成蓄水沟,起到涵养水源的作用,土地的透水性能得到极大提升,在提升作物产量的同时,也能强化水土流失的治理。

针对坡度不同,采取的耕作方式也会有所不同。坡度小于5°时,可采取横坡耕作;坡度在5°~8°时,可采取修筑水平梯田的方式;坡度超过15°时,可采取退耕还林的方式。同时,在坚守耕地红线基础上发展生态农业与观光农业,这两种农业方式可通过外部资金的引进,提升本地经济效益。

4.3 水土流失工程治理

水土流失工程治理的方式较多,有山坡防护、山沟治理等,需针对具体情况采取不同的工程进行治理。山坡防护表现为坡改梯,能减少坡地水土流失。山沟治理采取沟渠修建等方式,让山洪能安全排出。

4.3.1 山坡治理

在坡改梯过程中,必须做好以下要点:(1)统一梯坎坡度,将高度控制在1.2 m。(2)需深挖底土,将表土还原,确保在梯面上土壤性能良好。(3)梯面设置需合理,要求外面高、里面低,能让反坡形成。(4)将梯梗夯实,能起到良好的蓄水作用,避免水土流失。(5)在梯面内设置横向排水沟,排水沟规格为0.3 m×0.3 m。(6)由于横沟相对较长,所以,要将沉沙函设置子沟头,同时,沉沙函在设置时,要求间隔距离为50 m,沉沙函规格为1 m×1 m×1 m,使用底宽为0.4~0.5 m 的纵沟连接上下梯田间的沙函,坡上多余的水可以由此排下来。(7)配套“之”字路,便于梯田的管理。

坡改梯在水土流失治理中,能对土壤水分特征产生影响,在降水后土壤的含水率增加,在水分的垂直变化中,土壤水分相对比较稳定;坡改梯会对坡面产汇流过程产生影响,由于原有地貌产生了微小变化,坡度变得缓和,在田面上不会形成径流,会直接渗透到土壤中。土层增厚后土壤蓄水能力增加,起到良好的雨水拦蓄作用,能有效减弱水土流失;能对坡面水分循环进行影响,通过坡改梯可以让入河径流总量减少。

4.3.2 山沟治理

1)坡面工程防护体系。在对小流域水土流失治理中,坡面治理是重要手段,主要措施为坡耕地治理与坡面拦蓄。在坡度较大与水土流失比较严重的地方采取田间工程,其同时在基本农田建设中发挥着重要作用。坡度为0.25°~3°时,将顺坡垄改为横坡垄;坡度在3°~5°时,且土层厚度在30 cm 以内,修筑的埂植物在坡耕地上,将其作为防冲带,截短坡长,对水势进行分割,土层厚度在30 cm 以上,垄向与坡降要结合山形与土质。为减缓坡度可以修建水平梯田,对径流进行拦截。

2)沟道工程防护体系。按照10%设计沟道纵比,将消能设施设置在沟底高程发生突变处,按照落差2~2.5 m 设置。常用的消能设施分为3 种,分别为实用堰消能、直跌式消能与陡坡消能,如图1 所示。其中,工程量最小的是陡坡消能;对地基要求较高的是直跌式消能;在砂卵石基地中可以使用实用堰消能。

图1 消能设施的3 种方式

沟道护岸工程的修建能有效避免对水土造成的冲刷。护岸需设置在沟道两侧,对沟岸的扩张作用显著。沟道两侧宽阔处与村庄等比较窄小处可以分别采取河道式护坡与直墙式护坡。从安全与便捷性角度,可选择混凝土预制板作为河道式护坡的主要方式。混凝土预制板需现场制作,预制板的规格为15 cm×50 cm×75 cm。在混凝土预制板进行安装前,要检查模板与肋板焊点的开裂情况,检查面板时,要求将不平度控制在≤2 mm。拌制混凝土过程中,要求按照温度添加早强剂,一般情况下早强剂的添加量是水泥用量的1.5%~2%,当温度>25 ℃时,不用添加早强剂。

5 小流域水土流失综合治理的其他要点

5.1 提高群众水土保持意识

小流域水土流失问题的发生与当地农民不科学的坡耕方式有关,同时也存在乱砍滥伐的现象。所以,在水土流失的综合治理过程中,提高群众水土保持意识十分重要。当地可以通过多种途径进行宣传工作,让群众了解水土流失的危害与水土保持的重要性,同时,也要鼓励群众改变不合理的耕作方式,采取更加科学的耕作方式,减少小流域水土流失问题的发生。

5.2 加大监管力度

为加强对小流域水土流失地治理,强化水土保持,要求当地政府要强化监管力度,重点监管乱砍滥伐现象。坡度在25°以上时,严禁开垦种植农作物。对于基本建设活动的审批手续进行严格管理。通过综合监管,有效控制人类的行为活动,对小流域水土流失要有效治理。

5.3 加强监测

在对小流域水土流失问题进行监测过程中,可以采用3S技术对水土流失进行监测。可以对水土流失进行遥感调查、遥感监测,对地类地物变化进行辨别。随着现代计算机技术的快速发展,在对小流域水土流失进行监测时,通过数据采集可以有效提升水土流失监测与治理效果。通过3S 等先进技术的应用,能为小流域水土流失地监测、治理等提供支持,强化水土流失防控与治理效果。

6 结语

小流域水土流失综合治理能有效减少水土流失,保持良好的生态环境,确保当地生态与经济效益的平衡。在我国社会经济的快速发展过程中,人类活动对水土流失的影响较大,可通过综合治理手段,避免水土继续流失,强化水土保持,让小流域的生态得以平衡。除了常见的3 种治理手段之外,还要提高群众水土保持意识、加大监管力度与加强监测,实现小流域的可持续发展。

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