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水土保持综合治理是防治山洪泥石流的根本措施:“7·6”山洪泥石流灾害中两条小流域受灾程度不同的原因分析

2011-07-26付兴盛罗万福龙启林刘志福仁青卓玛

中国水土保持 2011年9期
关键词:盖度坡耕地山洪

付兴盛,罗万福,龙启林,刘志福,仁青卓玛

(湟源县水务局,青海湟源812100)

1 湟源县“7·6”山洪泥石流灾害概况

湟源县位于青海省东部黄土高原与青藏高原的交接地带,辖9个乡(镇),10个社区、146个行政村,总人口13.5万人,其中农业人口10.62万人。全县土地面积1 509 km2,水土流失面积1 008.3 km2,耕地面积17 184 hm2(梯田12 695 hm2,坡耕地4 489 hm2)。气候属高原大陆性季风气候,春季干旱多风,夏季温凉多雨,秋季阴湿,冬季寒冷。多年平均降水量409.8 mm,最大年降水量614.4 mm(1967年),最小年降水量252.5 mm(1966年),多年平均汛期(6—9月)降水量352.4 mm,约占年降水量的86%,春冬季降水量不足年均降水量的15%,年平均暴雨数2次。洪涝灾害是本县的主要灾害之一,据记载自1898年至2001年,104年间共发生洪水22次,均造成重大人员伤亡和财产损失[1]。从2001年至2010年,10年内共发生洪水4次,呈频发趋势[2]。

2010年7月6日夜,位于县城南部的波航、寺寨、大华、和平4乡遭雷雨冰雹袭击,暴发山洪泥石流。县气象局资料显示:冰雹型暴雨于当晚22时40分开始,至次日凌晨0时15分结束;县城实测降水量52 mm,历时95 min,暴雨峰值持续25 min。灾后县气象局实地调查,以村民家中放置在院内空旷地带闲置的不同盛水器皿所承接的雨水推算,波航乡石崖湾村和寺寨乡草原村是这次暴雨的中心,当晚降水量分别为111和113 mm,最大降雨强度71.4 mm/h,强降水引发山洪泥石流。

此次山洪泥石流造成全县4乡受灾。4乡绝大多数村交通、通信、供水、供电等基础设施瘫痪,共10 900户54 662人受灾,13人遇难、2人失踪,1 707户房屋进水,853户房屋成危房,受灾农田5 800 hm2,损失牲畜5 400头(只);青藏铁路和315国道也受到不同程度的冲击。山洪泥石流肆虐,不仅抗洪抢险代价巨大,而且灾后恢复重建速度缓慢、难度大、代价高。如今洪灾已经过去了一年,部分灾民还居住在帐篷或租借的房屋内。

灾害带给人们无比的伤痛,痛定思痛,怎样才能防止山洪泥石流的发生或最大限度地减轻其灾害程度呢?寻求防灾减灾的办法,为政府部门提供决策依据,是水保工作者的职责所在,为此我们进行了灾情调查研究。调查中发现,波航沟和寺寨沟两条小流域面积相差不大,自然条件相近,在相同的暴雨条件和相似的经营方式下,形成的山洪泥石流的规模和造成的危害程度却迥然不同,前者轻微,后者严重。两条小流域基本条件大致相同,在同一时段产生的山洪泥石流却为何在规模和成灾程度上形成极大反差?带着这个问题,在灾情调查时,我们着重对两条小流域进行了认真的实地调查和分析。分析认为:两条小流域在自然植被、水土保持综合治理程度和人为扰动自然的程度上存在很大差异,导致了两条小流域成灾程度的明显不同。

2 两条流域基本情况及“7·6”山洪泥石流在两条流域中的成灾程度

2.1 两条流域概况

(1)社会情况。两条流域行政上各隶属于1个乡,具体情况见表1。

表1 两条流域社会情况

(2)自然状况。两条流域主沟道均有常流水,具体情况见表2。

(3)土地利用结构。波航沟流域农业用地1 392.4 hm2(其中梯田928.0 hm2,坡地464.4 hm2),其他用地387.8 hm2,占流域面积的4.8%。寺寨沟流域农业用地1 490.2 hm2(其中梯田282.7 hm2,坡地1 207.5 hm2),其他用地 1 322.8 hm2,占流域面积的13.5%。具体情况见表3。

表2 两条流域自然状况

表3 两条流域土地利用结构情况

从以上的基本资料不难看出,两条小流域基本情况相近,然而在侵蚀模数、土地利用结构上差别较大。

2.2 “7·6”山洪泥石流在两条流域中的成灾程度

只统计了山洪泥石流造成的损失,冰雹灾害损失不计其中。

“7·6”洪灾中,波航沟流域仅有纳隆村断水,波航村因2根电线杆被冲毁而断电。全流域冲毁道路350 m,进水24户,造成危房8户,冲毁农田24 hm2,损失牲畜185头(只)。流域内仅8条支沟形成泥石流,在与主沟道交汇处较开阔地带形成冲积物堆积,总量约1.5万m3。

寺寨沟流域13个村全部不同程度受灾,8个村断电断水、道路不通,2个村断电,3个村断水。全乡冲毁道路1.8 km,靠近沟道的11 km乡村公路几乎全部被泥沙和乱石不同程度地掩埋,冲毁掩埋防洪堤1.4 km、农田120 hm2、房屋46户,进水520户,造成危房380户,4人遇难,1人失踪,损失牲畜2 300头(只)。流域内长300 m以上的沟道均发生泥石流,灾后冲积堆积物从流域主沟道中部到与湟水河的交汇处12 km范围内到处皆是,估算堆积物总量有45万m3。

此次山洪泥石流对寺寨沟流域造成的危害极其严重,波航沟流域相对较轻。

3 自然植被优劣以及小流域水土保持综合治理程度是影响山洪泥石流危害程度的关键

3.1 自然植被优劣的影响

(1)高山草甸和高山灌丛草甸植被。该植被分布在海拔3 000 m以上区域,是高海拔地区特有的植被群落。由于海拔高、温度低、土壤湿度大,草本植物多为蒿草、苔草,草类地上部分长得并不高,高度在1~5 cm,但密度极大,土壤表层根系密集,固土性强;灌丛植物多为金露梅、高山柳,地上部分高10~30 cm,簇生在草本植物中。这两类植被盖度都在60%以上,而在不发生暴雨的情况下,56.5%的盖度即属于有效盖度[3]。两类植被水土保持作用很强,一般不形成冲刷,在此次暴雨后的调查中也未见明显冲刷痕迹;但自然修复能力很弱,一旦破坏就很难恢复,应加以保护。这两类植被在波航沟流域和寺寨沟流域的分布面积分别为328和198 hm2,波航沟流域比寺寨沟流域多130 hm2,波航沟明显优于寺寨沟,而且调查发现寺寨沟这两类植被遭破坏严重,面积有逐渐萎缩的趋势。

(2)天然次生林。没有经过人为干扰的原始森林比人工林具有特殊的水土保持作用[4]。因为天然林都不是纯林种,有乔、灌、草三个层次。当然,有很厚枯枝落叶层的原始森林可以更好地涵养水源,保持水土,起到缓洪减沙的作用[4]。波航沟流域有天然次生林988 hm2,寺寨沟流域有963 hm2,波航沟流域比寺寨沟流域多25 hm2。

3.2 小流域水土保持综合治理程度的影响

其实山洪泥石流就是水土流失“慢性病”在特定条件下的“急性发作”。一次降雨的产流与降雨量、历时、强度、雨型等特性有关,也与流域的土壤、植被、地形、土壤含水量、地下水位等因素有关。在降雨因素相同的条件下,流域的水土保持综合治理程度对抵御灾害起着决定性作用[5]。

3.2.1 坡面综合治理对山洪泥石流的影响

(1)生态修复工程。生态修复工程使小流域内植被大面积恢复,生态环境明显好转,土壤侵蚀总量减少,水土流失得到基本控制,蓄水能力增强[6]。波航沟流域于2000年实施了生态修复工程,实现全流域休牧,使自然植被得到极大的修复,流域内4 328.7 hm2草地中盖度达不到有效盖度的2 885 hm2荒坡通过自然修复和人工辅助补植,其中有2 008 hm2植被盖度超过56.5%;而寺寨沟流域没有采取过类似的生态修复措施,5 012 hm2荒坡草地植被处于退化和沙化状态,严重退化、沙化的有1 670 hm2。

(2)退耕还林还草工程。退耕还林还草是近年来大力推行的一项重要的水土保持措施,退耕还林还草后坡耕地常年有植被保护,盖度达到有效盖度时,一般非暴雨情况下几乎不产生侵蚀,同时还为畜牧业发展提供了饲草料。波航沟流域退耕坡耕地350 hm2,寺寨沟流域退耕215 hm2,波航沟比寺寨沟多退耕135 hm2。

(3)水保林工程。许多试验资料表明,乔、灌、草多种植被组合的林分,其水土流失量远远低于纯林。因此,营造水保林必须坚持乔、灌、草多种植被组合,力求达到最佳的水土保持效果。波航沟流域近年来一直实施小流域水土保持综合治理,共营造水保林286 hm2;而寺寨沟流域没有进行过系统的小流域综合治理,其人工林分为纯林,单一性强,水土保持效果不佳。

(4)坡改梯工程。梯田能拦蓄雨水,使降水达到有效利用,提高作物单产,还能改善生产条件,实现机械化耕作,节省劳力,降低劳动成本。它不仅是提高劳动生产率和作物产量的农业措施,而且是一项水土保持功能极强的水保措施,能截短坡长,增大降水的地面入渗,有效阻滞形成坡面径流,从而起到很好的水土保持作用。同时,梯田提高作物单产也为退耕还林措施的落实提供了保证。波航沟流域经多年实施坡改梯,共有梯田928 hm2;而寺寨沟流域仅有“学大寨”时期修的标准较低的梯田282.7 hm2。

3.2.2 沟道治理工程对山洪泥石流的影响

(1)谷坊工程。谷坊具有固定沟床,抬高沟道侵蚀基准,防止沟底下切、沟岸扩张的作用,在新建初期还具有缓洪拦沙的作用。波航沟流域建有浆砌石谷坊85座,而寺寨沟流域仅有15座。灾后调查发现,在有谷坊的沟道特别是形成谷坊群的沟道中,基本没发生沟岸崩坍扩张、沟底下切和沟头前进的现象,而没有谷坊或形不成谷坊群的沟道沟岸崩塌扩张、沟道下切和沟头前进较明显。寺寨沟流域主沟道上游沟岸平均扩张2 m、沟底下切1 m,沟口部分形成淤积,沟道被填满;寺寨沟的支沟直巴沟,沟底下切最厉害,深达3 m多,沟岸扩张平均5 m,沟头前进达到了35 m。

(2)淤地坝拦蓄工程。建设控制性的拦蓄工程,可让工程在拦泥的同时蓄积汛期洪水,改变流域水资源的时空分布,变短历时的洪水为可控制利用的水资源,保护下游区不受洪水危害。波航沟流域2007年实施了淤地坝坝系工程,共建淤地坝28座,其中骨干坝5座、中型坝4座(土坝2座、浆砌石重力坝2座)、小型坝19座(均为浆砌石重力坝),坝系控制面积35 km2,占流域总面积的43%,总库容469.11万 m3,其中滞洪库容250.18万m3、拦泥库容318.93万m3。灾后调查估算,波航沟坝系工程在“7·6”洪灾中共拦蓄泥沙25万m3,起到了拦泥缓洪错峰的良好效果,减小了波航沟流域山洪泥石流规模,对减轻灾害起到了关键性的作用。寺寨沟流域没有拦泥缓洪的控制性工程,这也是“7·6”洪灾中该流域灾害程度远远高于波航沟流域的最重要原因。

3.2.3 沟道防洪工程对山洪泥石流的影响

沟道防洪堤可有效调节山洪泥石流流向,使洪流归槽,控制山洪泥石流不形成漫流危害,是防止和减轻山洪泥石流灾害的最后一道防线。波航沟流域2009年实施世行贷款小流域综合治理项目,在流域沟口部分的沟道修建了高标准防洪堤3.5 km,有效地阻止了“7·6”山洪泥石流形成漫流危害;而寺寨沟流域由于形成的山洪泥石流规模大,超出沟口仅有的1.5 km防洪堤的设防能力,防洪堤被冲毁或淤埋,未能起到控制和导流作用,致使山洪泥石流在流域沟口地带形成大规模漫流,冲积物大量堆积,因此寺寨沟流域在这个地带受灾最重。

4 人类对自然不合理的利用、扰动导致山洪泥石流规模大、灾害严重

4.1 休闲坡耕地

当地群众为了避免同一种作物在一片坡耕地上连续种植造成作物对某些元素的过度吸收,使部分特定肥力下降,导致作物产量下降,每年都将部分坡耕地休耕一年,当地叫歇地。这种暂时不种的坡耕地,汛期由于没有作物的保护,水土流失极其严重,土壤侵蚀强度往往达到极强烈。歇地损失了肥沃的表土,同时使耕作土壤加速变薄,有的坡耕地几度歇地后,表土流失殆尽,砂砾化严重,不得不弃耕,从而造成坡耕地弃耕越来越多、砂砾化面积越来越大的恶性循环,加剧了水土流失。

近年来由于波航沟流域内一直进行水土保持综合治理,通过治理和宣传,群众认识到了歇地的危害,现已摒弃了这种陋习。而寺寨沟流域每年还有约81 hm2坡耕地轮流歇地,因土壤流失变薄、砂砾化严重而弃耕的坡耕地就有42 hm2。

4.2 坡面植树造林

森林具有涵养水源、调节径流、固土防蚀的功能[7]。然而,全垦造林意味着对保持水土十分重要的草、灌植被遭到毁灭性破坏,因此每到造林后的第一个雨季,松散的表土随洪水俱下,往往导致严重的水土流失。据专家估算,全垦造林后第一年水土流失强度在强烈以上,侵蚀模数在8 000 t/(km2·a)以上,需3 年才能转为轻度[8]。

波航沟流域685.1 hm2人工林中有548 hm2为乔、灌、草结合的水保林种,占人工林的80%;寺寨沟流域824 hm2人工林中水保林仅占20%,只有164.8 hm2,其余659.2 hm2人工林均为纯林,且林龄结构失调,其中幼林地面积占64%以上,不具备有效的水土保持功能。

4.3 开荒和乱砍滥伐

新中国建立以来,特别是20世纪50、60年代的“向荒山要粮”,80年代的“林权更替”,引起大规模乱垦、乱伐,造成水土流失加剧、生态环境恶化的情况有目共睹[9]。在缺乏导向和必要的行为规范的情况下,必然导致大量农垦、乱砍滥挖和过度放牧,在土地表层粗化、沙化而被放弃之后,更大规模的恶性循环又将开始[5]。

波航沟流域开荒弃耕地通过实施生态修复工程,植被得到有效恢复;而寺寨沟流域开荒弃耕地依然可见,开荒弃耕地植被达不到有效盖度的估计有100 hm2以上。

4.4 挖野灰

当地坡耕地大都为一地一间(间:上下坡耕地中间的自然草坡),间是用来挖草皮烧灰当肥料用的,逐年采挖,间地挖完了就另找草皮挖,使坡面原有植被遭到严重破坏,保土保水能力丧失。1982年时任中共中央总书记的胡耀邦来青海视察,经过日月山时发现了这一破坏生态的严重问题,后责成有关部门出台政策下令禁止。然而挖过草皮的地块植被恢复缓慢,痕迹依然清晰可见。

波航沟流域通过实施生态修复工程,挖过草皮的地类植被得以恢复,但远远不如原有植被盖度高;寺寨沟流域挖过草皮的地类仍然荒秃,植被达不到有效盖度的达420 hm2。

4.5 过度放牧

农村实行生产责任制初期大量劳力闲置,为了耕田的需要和发家致富,农民盲目扩大牲畜养殖,使牲畜量猛增,比集体经营时普遍增加3~5倍。牲畜量的增加导致过度放牧、草场退化、坡面沙化,水土流失加剧。

波航沟流域通过实施生态修复工程,政府下令休牧,减少了牲畜量,实现了舍饲圈养;寺寨沟流域牲畜仍然实行放养。

4.6 采石开矿

采矿不仅使山(岩)体受到破坏,增加了不稳定隐患,而且产生的大量弃渣就近散乱堆放在坑口的沟谷及斜坡地带,使原本就狭窄的排水沟道被挤占,影响了自然排洪,并成为泥石流形成的重大隐患[10]。

波航沟流域在实施小流域治理时关停了流域内仅有的2个采石场,清理了沟道弃渣,固定堆放在指定地点,在“7·6”洪灾中没形成弃渣下泄;寺寨沟流域有采石、采矿场3个,目前还在生产,“7·6”洪灾发生前3个场点都有不同程度的倾倒弃渣侵占沟道现象,洪灾时沟道弃渣被洪水裹挟下泄,导致山洪泥石流加剧。

5 结语

从波航沟、寺寨沟两条流域在“7·6”洪灾中成灾程度的对比分析认为:波航沟流域自然植被、水土保持综合治理程度都优于寺寨沟流域,人为扰动自然的程度低于寺寨沟流域,人为扰动的负面影响通过后来的治理明显得到改善;而寺寨沟流域不仅没得到改善,还有进一步加剧的趋势。简而言之,波航沟流域水土流失程度比寺寨沟流域轻,因此“7·6”洪灾中在同一特性暴雨条件下,形成的山洪泥石流危害波航沟流域远比寺寨沟流域轻微。

一次较大规模的泥石流所造成的直接和间接损失是相当巨大的,不但使多年来的建设成果毁于一旦,还造成一个个鲜活生命的丧失,带给失去亲人的人们无法抚平的伤痛。在目前的科学技术条件下,我们还管不了天要下雨的事,汛期洪水还会年年有,但从主观人为因素上看,许多自然灾害之所以严重,无不包含着人类自己埋下的祸根,人类起到了推波助澜的作用。因此,只要我们敬畏自然,尊重自然,不做违背客观规律的事情和搞人为破坏,就能避免大自然的惩罚和报复。我们可以利用现代科学技术,以小流域为单元,因害设防、因地制宜,治沟和治坡相结合,实施沟坡兼治,工程措施和生物措施相结合,增加沟道防护拦蓄工程和坡面植被,防止草场退化、沙化;大力宣传和认真贯彻执行水土保持法、森林法、草原法等一系列法律法规,禁止乱砍滥伐,用法律规范人们的行为,达到综合治理科学、开发建设有序。因此,加大投资力度,狠抓小流域水土保持综合治理,是遏制山洪泥石流的根本措施,是减灾防灾最有效的途径,势在必行。

[1]湟源县志编纂委员会.湟源县志[M].西安:陕西人民出版社,1993.

[2]湟源水务志编纂委员会.湟源水务志[M].北京:中国文史出版社,2010.

[3]郭忠升.水土保持植被建设中的三个盖度:潜势盖度、临界盖度和有效盖度[J].中国水土保持,2000(4):30-31.

[4]郭廷辅.水土保持是江河防洪体系建设的重要组成部分[J].中国水土保持,1998(11):1-4.

[5]田磊.论青海江河源区的水土保持生态建设[J].中国水土保持,2001(12):19-20.

[6]童成军.陈家磨小流域生态修复的实践与思考[J].中国水土保持,2010(11):29-31.

[7]史立人.水土保持是江河治理的根本[J].中国水土保持,1998(11):13-16.

[8]曾大林,蒲朝勇.湘赣两省水土保持工作调查报告[J].中国水土保持,1998(11):7-10.

[9]谢永生.从’98洪灾看洞庭湖、鄱阳湖流域水土保持问题[J].中国水土保持,1999(3):24-26.

[10]邢永强.小秦岭地区泥石流发生趋势研究[J].中国水土保持,2007(8):20-23.

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