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锦凌水库库区小流域治理总体布置与措施设计分析

2015-04-05付默菡

水利技术监督 2015年4期
关键词:保土排水沟库区

付默菡

(锦州市水利工程建设管理局,辽宁 锦州 121013)

1 项目区概况

锦凌水库库区2014年中央预算内水土流失重点治理项目区位于锦州市太和区。锦凌水库库区属小凌河水系,流域内水资源丰富,水量较大。多年平均降水量570mm,降水时空分布极为不均。水库库区属中温带大陆性季风气候,四季分明,各有特色,季风气候显著,大陆性较强。多年平均气温9.4℃,无霜期180天,年平均日照时数2715小时,多年平均蒸发量1748mm,最大冻土层深1.13m。年平均风速4m/s。

2 水土流失现状

锦凌水库库区属土石质丘陵中、强度侵蚀区,土壤侵蚀强烈。侵蚀方式主要以水蚀为主。在降水径流作用下,侵蚀沟壑分布广泛,水土流失面积538.66hm2,占流域总面积的61.36%。其中轻度侵蚀水土流失面积为207.78hm2,占水土流失面积的38.57%;中度侵蚀水土流失面积为304.02hm2,占水土流失面积的56.44%;强烈侵蚀水土流失面积为26.86hm2,占水土流失面积的4.99%。流域平均土壤侵蚀模数为2753t/km2·a。

3 水土流失防治状况

据统计,锦凌水库库区栽植水土保持林84.45hm2,流域水土流失治理程度仅为9.62%。流域内无谷坊等水土保持拦蓄工程。锦凌水库库区目前仍有538.66hm2的水土流失面积需要治理,并且未治理区域多是难以治理的荒山,加大了治理难度;加之部分已治理的地块标准不高,有待完善提高;流域内的管护力度不够,人为破坏、乱砍滥牧现象时有发生,这些都是该项目实施后所要开展的工作。因此要进一步加大投入和监督管护力度,加快治理速度,从而有效控制水土流失,真正实现山川秀美、民富粮丰的治理目标[1]。

4 项目建设任务规模

根据地形地貌、气候特点、立地条件,项目区水土保持综合治理工程实施期1年,计划治理水土流失面积417.51hm2,其中保土耕作措施153.19hm2,水土保持林 125.25hm2,生态修复139.07hm2;修作业路2004m,排水沟112m。工程建设后土壤侵蚀模数控制在200t/km2·a以下,水土流失治理程度达到70%以上,蓄水效率、保土效率达70%以上。

5 工程总体布置

在水土流失治理措施设计中,根据水土保持建设方针,通过实施水土流失综合治理、产业开发、景区建设等一系列科学的措施并开展有效的保护与管理,将该小流域建设成水土保持功能强大的森林绿色宝库[2]。

5.1 工程总体布置原则

锦凌水库库区的地形地貌基本一致,属土石质低山丘陵区。通过实施水土保持综合治理措施,对不合理的土地利用结构进行调整,在保证粮食安全、达到95%以上自给率的前提下,以市场为导向发展特色产业,发展规模经济,进行产业结构调整,势必大幅度提升群众生产生活条件和新农村建设水平,维护粮食、生态安全。

5.2 工程总体布置要求

锦凌水库库区现有水土流失面积538.66hm2,其中有疏林地面积158.90hm2、荒地169.64hm2、坡耕地210.12hm2。设计治理水土流失面积417.51hm2,占水土流失面积的77.51%。疏林地可实施生态修复措施,减少人为破坏,充分利用自然修复能力以恢复植被。流域内的荒地根据距离锦凌水库坝址距离、侵蚀强度不同分为两个区域,其中近坝址附近的荒地在控制水土流失的同时兼顾景观效果,采取水平阶整地、栽植风景树种,种植园林绿化草坪,距离坝址稍远区域通过工程整地、栽植抗逆性强的当地水土保持先锋树种,在改善生态的同时为流域增添景观效果,同时达到治理水土流失的目的。流域内的坡耕地土层较薄,不适宜修建水平梯田,可采取保土耕作的形式初步达到控制水土流失的目的[4]。

6 措施设计分析

6.1 水土保持林

6.1.1 鱼鳞坑整地

流域内现有土层较薄荒地面积91.05hm2,是水土流失比较严重的区域。可通过实施鱼鳞坑整地的形式进行治理,并栽植适宜当地生长的火炬树、侧柏、刺槐,可以在较短时间内达到增加林木覆盖率的目的。鱼鳞坑整地的优点为对地表的扰动较小,缺点为工程自身蓄水保土能力较差,待植物正常生长后方能与原有植被共同发挥拦蓄功能。整地规格为行距4.0m、株距4.0m,栽植坑规格长径0.6m,短径0.4m,坑深0.5m,回土深0.3m。每坑栽植一株苗木,造林密度为625株/hm2,苗木选择规格为地径1cm、株高0.5m。该流域实施鱼鳞坑整地面积91.05hm2,共需苗木56908株。

6.1.2 水平阶整地

流域内毗近锦凌水库坝址附近处有荒山面积34.02hm2,可采取水平阶整地形式以达到控制水土流失的目的。该区域整地形式为水平阶整地,在坡面上自上而下,每隔5m沿等高线修筑阶面,上下台段高差根据地表坡度不同,介于0.5~1.5m之间。整地前将表层土集中堆放,平整后再进行回复,用于植物生长需要。水平阶整地面积34.02hm2。整地后进行栽植,栽植规格为行距4.0m、株距4.0m,栽植坑规格深0.6m,长、宽均为0.6m,回土深0.5m,树种选择油松、栾树、馒头柳、合欢、梓树、银杏;需要栽植灌木树种的区域栽植坑规格穴深0.5m,栽植坑直径0.5m,回土深0.3m,树种选择丁香、刺梅、紫叶小檗。栽植油松4347株、栾树2898株、馒头柳3622株、合欢1811株、梓树2898株、银杏724株、丁香3260株、刺梅1086株、紫叶小檗724株。树种栽植后,为减少地表水土流失,增强近水库坝址周边的观赏性,对栽植坑以外区域建设园林绿化草坪,草籽选择优异,播种方式为撒播,共需播种面积32.06hm2。

6.2 封育治理措施

流域内现有的疏林地郁闭度不高,林下地被物未能形成天然拦蓄降水、防止土壤流失的保护层,可通过生态修复的方式进行治理,并辅以补植的措施提高林地覆盖率,增强保水保土和抗蚀能力。生态修复区周围要求插牌定界,并订立相关的政策和制度,明确专人管护。在项目建设过程中,应因地制宜,采取行之有效的措施[3]。

生态修复主要是人工辅助措施,人工辅助措施包括围栏、标志牌、人工撒播草籽等。流域内可实施生态修复面积139.07hm2,占流域内水土流失面积的25.82%。流域内封育的地类有矮林和灌丛地及疏林地;植被覆盖度在0.05以下的裸土地。流域内采用全封方式,围栏水泥桩采用C20混凝土桩,规格为长0.12m、宽0.12m、高1.85m,混凝土桩间距4m,地下埋深0.65m,地上高1.20m,隔2根混凝土桩用砾石加固根部。水平刺线5道,间距0.20m,对角线共2道,将铁丝网捆扎在支柱上,共设置围栏1350m。设立标志牌,标志牌采用砖砌底座、混凝土结构。共设置标志牌10个。流域内实施生态修复区域的郁闭度较低,只依靠自然更新的方式难以迅速恢复植被,必须进行补植。生态修复区域内可采用人工撒播紫花苜蓿草籽的方式迅速恢复灌草植被,同时起到改良土壤养分的作用。可撒播草籽的面积为41.72hm2,需紫花苜蓿草籽41.72kg。

6.3 保土耕作措施

保土耕作是将原有顺坡沟垄改为横坡沟垄时,应耕翻,再进行横坡耕作,形成新的横坡沟垅。对于大面积横坡耕作的坡耕地,在坡面从上到下,每隔一定距离,还应沿等高线修筑若干道土埂,或种草带、灌木带等,以截短坡长,减轻水土流失。土埂宜在汛前、结合最后一次农耕措施修筑。保土耕作的施工方法是在坡面上沿等高线开犁,形成沟和垄,在沟内和垄上种植作物或牧草,用以蓄水拦泥、保水、保土和增产。本项目共实施保土耕作措施153.19hm2。

6.4 作业路设计

作业路为方便运输及经营管理,改善农民生产生活条件,同时作为流域内部的山间游道。作业道路配置与坡面水系和灌排渠系相结合,统一规划,统一设计,防止冲刷,保证道路完整、畅通;布局合理,有利生产,方便耕作和运输,提高劳动生产效率;少占地,节约用地;尽可能避开大挖大填,减少交叉建筑物,降低工程造价;便于与外界联系[5]。按照作业便道分级标准,本工程作业路系主干道路,初步拟定路面宽为4mm,为二级便道。路线尽量环山布置,并通过治理区的中心位置,路面横向基本水平。本次规划作业路2004km。作业路主干路路面设计宽度4m,占地宽度6m,高出两侧0.3m,两侧坡比1∶1,泥结碎石路面,路面横坡5%。为保证新培土的压实度并且与老土层结合良好,清除表层松土、植物根基杂质,清基厚度0.5m。

水土保持林实施水平阶区域设置的作业路在工程建设成后将成为锦凌水库右岸的一条主要道路,为防止其受雨水冲刷,设计在路一侧修建排水沟疏导上游坡面来水,排水沟长112m。排水沟按5%频率设计,2%频率校核。该地区24h最大降雨量为168mm,允许不冲流速2.5m/s,不淤流速0.4m/s,糙率取0.025。经计算设计流量0.82m3/s,校核流量1.19m3/s。设计排水沟采用梯形断面,排水沟纵坡i=1/200,沟槽底宽0.8m,边坡1∶0.5,经计算选定排水沟深0.75m(含安全超高)。排水沟采用浆砌石砌筑,砌体厚度为0.2m。为防止产生伸缩,每间隔15m设置一道伸缩逢,缝宽20mm,缝内用沥青木板。下铺10cm厚的砂砾垫层。排水沟基础开挖深度为1.2m,平均宽为2.1m。

7 结语

锦凌水库库区水土流失重点治理项目区工程,根据水土保持建设方针,以水土资源的可持续利用和环境资源的可持续维护为目的,注重当前利益、长远利益相结合,生态效益与经济效益相结合;在水土流失治理措施设计中,从立地条件出发,优化土地利用结构,合理利用土地资源,将该小流域建设成一个生态系统向顶极群落正常演替、生物多样性增加、系统更加稳定、水源涵养和水土保持功能强大的森林绿色宝库。

[1]何荣星.辽阳县大牛岭水土保持科技示范园工程分析[J].水利规划与设计,2014(10):59-61.

[2]金艳丽.建平县水塘沟小流域综合治理工程布局[J].水利规划与设计,2014(01):39-40+43.

[3]王忠法.对小流域规划的几点认识[J].水利规划与设计,1994(02):35-38.

[4]李静华.凌源市四官营子小流域治理工程分析[J].水利规划与设计,2015(02):45-46+58.

[5]于洪.新民市周坨子小流域水土保持治理及效益分析[J].水利技术监督,2014(04):15-17.

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