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晋西残塬沟壑区水土保持措施体系研究

2019-09-25李小芳朱莉莉王治国

水利规划与设计 2019年9期
关键词:径流水土保持城镇

李小芳,张 霞,朱莉莉,樊 华,张 超,王治国

(1.水利部水利水电规划设计总院,北京 100120;2.水利部黄河水利委员会黄河上中游管理局西安规划设计研究院,陕西 西安 710021)

黄土塬是黄土高原沟壑区一个特殊的地貌区域,塬面平坦开阔,农耕地面积大,是农村居民主要生产生活场所,适宜发展种植业,是粮食生产的主体功能区。长期以来,由于自然和人为因素的双重作用,该区域水土流失十分严重,塬边支毛沟在频繁的塬面洪水冲刷下,不断变宽变深,沟头不断前进,塬面逐年萎缩,严重影响道路交通及人民生命财产安全。开展固沟保塬工作,控制水土流失,对保证粮食安全、改善生态环境、发展绿色产业、助推脱贫攻坚具有重要意义。本文选取全国水土保持区划二级区“晋陕甘高塬沟壑保土蓄水区”中的山西省蒲县、汾西县、隰县、大宁县、吉县、乡宁县等6县进行研究。

1 研究区概况

晋西残塬沟壑区地处吕梁山南端,包括黄河以东、汾河以西、火焰山以北,涉及山西省临汾市的6个县,51个乡(镇),1827个村。区域总面积0.85万km2。

该区主要地貌以黄土台塬和山地为主,属暖温带大陆季风性半干旱气候,热量资源较为丰富,年平均气温9.5℃,年平均降水量450~550mm,降水的年际变化大。涉及的流域有昕水河、鄂河、芝河、清水河等。主要的土壤类型有山地褐土、碳酸盐褐土和褐土性土。该区属暖温带半湿润落叶阔叶林与森林草原地带,植物种类丰富,植被覆盖率较低。植被主要为:刺槐、油松、山杨、沙棘、虎榛子等。

该区黄土深厚,塬面起伏不平,塬边残破,沟深坡陡,沟塬相对高差100~200m。区内侵蚀以水力侵蚀为主,兼有重力侵蚀,是多沙粗沙的主要来源地。沟壑面积占总面积40%~50%,沟壑密度4km/km2,年侵蚀模数8000~10000t/km2。黄土塬主要分布在海拔800~1200m之间,塬面完整性、连续性很差,多呈细梁状或串珠状,嵌入塬面的侵蚀沟短而深,尤其是太德塬、古县-无愚塬等较大的塬周侵蚀沟较为活跃,危害严重,本区70%以上的沟道对塬面居民、耕地和交通设施构成严重威胁。

区域总人口78.8万人,其中农业人口65.02万人,农业劳力33.6万人,人口密度92人/km2,人均耕地0.23hm2。2015年国内生产总值110.7亿元,粮食总产量36万t,农村居民人均纯收入3695元/a。

该区土地利用以林草地为主,占土地总面积的73.4%;耕地面积占土地总面积的16.53%,耕地类型以旱地为主,主要分布在塬面,以坡耕地所占比例较大;园地占土地总面积的2.73%,其中82%以上为果园,主要种植苹果、梨等。此外,该区农村居民住宅用地面积较大,发展庭院经济也是一大亮点。

各类型土地面积及在总面积中所占比例见表1,耕地坡度组成如图1所示。

表1 土地利用类型面积统计表

图1 耕地坡度组成

该区矿产资源丰富,主要有煤、铁、石膏、石灰岩、膨润土等,在全国均占重要地位,是大规模工业园区建设、城市发展和新农村建设的集聚区。是华夏民族的重要发祥地之一,黄河文明的摇篮,自古为兵家必争之地,素有“华夏第一都”之称,战略意义重大。

2 水土流失及其治理现状

晋西残塬沟壑区生态脆弱等级以强度-极强度脆弱为主,土壤侵蚀以水蚀为主,局部发生有坍塌等重力侵蚀。溅蚀、面蚀和细沟侵蚀主要发生塬面、塬坡耕地,其次沟坡荒坡多为鳞片状面蚀,坡度越陡流失越严重;浅沟侵蚀发生在坡度陡的塬边、塬坡耕地上;重力侵蚀主要发生在沟坡、沟岸、沟头,常与水力侵蚀伴随而来,有崩塌、滑塌、泻溜、陷穴等形式。

根据第一次水利普查水土保持成果,该区涉及6县水土流失面积共4292.54km2,占土地总面积的50%,中度及以上水土流失面积占水土流失总面积的65.22%。严重的水土流失对塬面城镇安全和人民群众生命财产安全造成极大的威胁。水力侵蚀强度分级面积统计见表2。

表2 水力侵蚀强度分级面积统计

经过多年治理,截至2015年底,该区共实施水土保持措施面积3242.07km2,其中基本农田8.26万hm2,人工造林16.6万hm2,果园6382hm2,人工草地3960.95hm2,封禁治理6.52万hm2,中小型淤地坝1180座,沟头防护3.5km,谷坊1862座,涝池(蓄水池)2312处,水窖360眼,旱井13618处。

3 晋西残塬沟壑区治理措施体系

在长期的水土保持工作中,对黄土高塬沟壑区水土保持综合治理模式进行不断的研究探索,不同时期水土流失综合治理模式主要可归纳为①“三道防线”综合治理模式;②“四个生态经济带”综合治理模式;③基于径流调控利用的多元综合治理模式。

通过对不同时期水土保持综合治理模式的研究以及晋西残塬沟壑区现状分析,本文提出立体防控和塬面径流调控两大综合治理体系。

3.1 立体防控体系

根据区域地形地貌特征、水土流失规律、土地利用及工农业生产布局等情况综合分析,以“固沟保塬”为目的,结合当地乡村建设、生态及人居环境建设,建成塬面及塬坡、沟头、沟坡、沟道四个相对独立而又相互联系的防控区,使之形成自上而下层层设防、节节拦蓄的立体防控体系。

3.1.1塬面、塬坡治理

主要进行水窖、涝池等小型集洪、蓄水工程建设,以减少塬面径流下泄为目的,加强新农村雨水利用,整治村容村貌,巩固改造梯田、埝地,配套节水灌溉设施,发展高效农业和旱作农业,建设循环生态农业试验示范区。

3.1.2沟头治理

对沟头进行沟边埂及防护林带建设,拦截塬面径流,防止雨洪下泄,通过排洪渠、竖井等排水工程疏导雨洪,防止水土流失;居民点及城镇周边沟头侵蚀危害严重的部位进行沟头填埋,阻止沟头前进,维护城镇安全。

3.1.3沟坡治理

沟坡主要进行林草植被保护和建设,辅以排水(洪)设施和防护及拦挡工程,建设地质灾害防治工程,减少水土流失。

3.1.4沟道治理

沟道工程配置以谷坊等小型沟道工程为主,必要时修建小型淤地坝,沟底营造沟道防冲林,缓洪阻沙,拦截坡面及沟道泥沙。

3.2 塬面径流调控体系

近年来,随着塬面城镇化建设及新农村建设、资源开发、塬面小型建设项目的实施和道路场院硬化面积的增加,导致降雨地表径流量增大,加之径流的无序排导,会造成沟头前进,沟岸扩张,沟床下切,蚕蚀塬面。通过调控降雨径流,使雨水资源化,是从源头上控制塬面水土流失的基本途径。

塬面径流调控体系以实现水资源高效、安全与持续利用为原则,兼顾经济效益、环境和社会效益,因地制宜从城镇、农村两个方向,通过渗、蓄、绿、排相结合的方式有效利用降雨资源,从源头控制塬面水土流失。

3.2.1城镇径流调控

城镇通过入渗、蓄水、排导三方面实现径流控制。首先通过透水铺装和下沉式绿地建设,加强城镇雨水资源入渗。同时充分利用城镇硬化地面相对集中、集蓄效率高的特点,通过人工湖和蓄水池进行城镇天然雨洪径流收集。对于超出入渗和集蓄能力的降雨径流,建设与城区道路及周边自然地形条件相结合的排洪工程,最终与塬面、沟头排洪设施相衔接。

3.2.2农村径流调控

通过蓄水、绿化、排导三方面实现农村径流控制。建设大型涝池,对村庄道路、庄院、胡同等集水区域的雨洪径流进行收集,同时以涝池为依托绿化村庄、建设休闲广场,增加村庄绿化面积,提升生活生态空间品质。结合乡村道路及周边自然地形条件建设排洪渠,连接村庄雨洪集蓄工程和沟头防护措施。

图2 晋西残塬沟壑区治理措施体系

4 结语

晋西残塬沟壑区水土保持主导功能为保土和蓄水,治理方向以固沟保塬为主,防止沟壑发展蚕食塬面。按塬面塬坡、沟头、沟坡和沟道,进行措施配置,提出以条田埝地为核心的田、林、路、村等相配套的塬面塬坡综合防护体系;以修筑沟边埂、排洪渠、防护林带等为核心的拦、导、排水式沟头防护体系;以修筑缓坡梯田、陡坡地整地造林种草为核心的沟坡防护体系;以谷坊、小型淤地坝等工程建设为主,兼营沟道防冲林的沟道防护体系。

资源型缺水是制约该区社会经济发展的主要问题,一方面水资源量少,另一方面水分又未被充分利用。此外,径流是发生水土流失的主要能动力之一,塬面是黄土高塬沟壑区产生地表径流的主要区域。本文通过建立塬面径流调控体系,综合利用雨水资源,从源头控制塬面水土流失。

塬面水土保持是一项社会公益性系统工程,固沟保塬水土保持工作需综合协调国土整治、城镇建设、防洪排涝、城乡统筹发展等“固沟保塬”相关内容,统筹发展改革、财政、国土和林草等相关部门需求,各项措施的实施需要多部门协调联动,加强行业技术衔接。

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