付铭韬

(河南省水文水资源局,河南郑州450003)

丹江口水库是南水北调中线工程水源地,做好丹江口水库及其上游的水土保持工作对于确保中线工程水质安全、促进区域社会经济发展、全面建设小康社会、实现人与自然和谐共处具有重要意义[1]。河南省被列入《丹江口库区及上游水污染防治和水土保持规划》范围的有淅川县和西峡县,其中淅川县位于河南省西南部,与陕西省和湖北省交界,系南水北调中线工程总干渠渠首所在地,属丹江口水库淹没区。该县水土流失面积占土地总面积的51.2%,每年约有600万t泥沙直接汇入丹江口水库,减少了水库的有效库容,威胁中线工程水源区的水质安全。近期水土保持治理工程涉及淅川县10个项目区,2007年启动实施治理渠首、库北、库西、丹淇等4个项目区,2008年开始实施丹灌、丹南、丹北、灌东、灌西、淇河等6个项目区。本研究以丹南项目区为例,系统分析了项目区土地资源利用、水土流失治理、社会经济发展中存在的问题,提出了水土保持措施配置建议。水土保持措施的实施将产生显著的水土保持效益,对项目区生态环境和社会经济的协调发展、丹江口水库水质长期稳定都将产生积极的影响。

1 项目区概况

(1)自然条件。丹南项目区位于淅川县西南部、丹江口水库库区、丹江南岸,西部、西南部与湖北省接壤,东北部即为丹江口水库库区;属低山丘陵区,地质构造复杂,以褶皱构造为主;地势西南高、东北低,海拔 170—956 m,平均沟壑密度2.4 km/km2,主要有黄水河、樵峪河、黄龙泉河、闹峪河等河流;地表出露岩石主要有石灰岩、片麻岩、紫色砂岩等,土壤以黄棕壤土和砂姜黑土为主,土层厚度为30～50 cm;植被以针叶林和落叶阔叶混交林为主,林草覆盖率为39.03%;气候类型为北亚热带大陆性季风气候,具有明显的过渡性特征,多年平均气温15.8℃,无霜期228 d,年日照时数2 046.7 h,多年平均降水量804 mm,多年平均水面蒸发量1 500 mm,多年平均径流深200 mm。项目区划分为盛湾、黄水河、黄龙泉、闹峪河等4条小流域。

(2)社会经济条件。项目区涉及淅川县盛湾、滔河2个乡镇58个行政村,总人口48 152人,其中农业人口47 890人,劳动力24 776个,人口密度236人/km2。2005年,区内粮食产量为3 313万kg(692 kg/人),农业年人均纯收入2 303元。2007年,项目区内国民生产总值为28 817万元,其中农业总产值占57.66%,农业总产值中农业占45%、林业占14%、畜牧业占38%、渔业占2%。

(3)土地利用现状。项目区土地总面积202.50 km2,其中农地6 992.7 hm2,占土地总面积的34.53%;有林地5 604.9 hm2,占27.68%;经果林663 hm2,占 3.27%;灌草地 1 634.8 hm2,占8.07%;疏幼林 2 525.8 hm2,占 12.47%;荒山荒坡1 527.3 hm2,占7.54%;其他非生产用地和水域1 301.5 hm2,占6.43%。区内人均基本农田0.037 hm2,人均耕地0.146 hm2。

(4)水土流失及治理现状。项目区水土流失面积92.60 km2(表1),占土地总面积的45.73%,土壤侵蚀类型主要为水蚀,水土流失以面蚀和沟蚀为主,主要分布在坡耕地、疏林地和荒山荒坡上,平均土壤侵蚀模数为3 635 t/(km2⋅a),年均土壤侵蚀厚度约为3.6 mm,年均土壤侵蚀量为36.9万t。具体来说,项目区西南部、流域上游山高坡陡、人口少、植被较好,水土流失以微度、轻度为主;项目区中部疏幼林地、荒山荒坡面积大、植被覆盖差,水土流失以中度为主;项目区东北部、流域下游靠近库区地区人口集中、坡耕地面积大,水土流失以中度、强烈为主[2]。

自1994年起,区内樵峪河、东闹峪分别被列入“长治”三期和五期工程,实施了以小流域为单元的集中连片综合治理,共初步治理水土流失面积33.06 km2,其中坡改梯323 hm2,营造水保林1245 hm2、经果林445 hm2,实施封禁治理867 hm2,修建塘堰坝、水窖、谷坊等小型水利水保工程95座。

表1 项目区水土流失现状 km2

2 存在的问题

(1)土地利用结构不合理,农业用地比例偏高。主要表现在:土地利用程度不高,荒山荒坡及疏幼林地面积较大,占土地总面积的20%;农地面积大,经济林面积小,仅为0.01 hm2/人,影响了群众收入的增长;坡耕地所占比重大,占到耕地面积的65%,产量低且不稳,跑水、跑土、跑肥严重。

(2)水土流失严重。主要表现在:流失面积较大,治理程度不高;流失地类分布相对集中,其中坡耕地流失占总流失面积的56.23%,疏幼林地流失占总流失面积的27.28%,荒山荒坡流失占总流失面积的16.49%;区内山高坡陡,土质疏松,沟道侵蚀严重。

(3)农业生产条件差。项目区农业基础条件薄弱,生产力水平不高,抵御自然灾害能力低,农业产值较低;牧业主要以散养为主;工副业开展范围小,收益农户有限;渔业养殖水面受限;林果业现有种植面积小,分布零散,不成规模;坡耕地耕作及灌溉条件差,多旱地。

(4)水资源利用率低。项目区水资源利用率不足5%,群众生产生活缺水严重。农村人畜饮水主要靠水窖解决,但大部分水窖为20世纪90年代初修建的,数量少、设计不合理且年久失修,急需整治更新。

3 水土保持措施布局

3.1 布局设计原则

以科学发展观为指导,坚持人与自然和谐相处理念,从维护和建设优良生态环境,维护丹江口水库水源区的优良水质出发,全面贯彻“预防为主、全面规划、综合防治、因地制宜、加强管理、注重效益”的水土保持工作方针,以小流域为单元,实行山水田林路统一规划、综合治理,建立多目标多功能的水土保持综合防护体系,统筹考虑项目区经济社会发展,改善农村生产生活条件,促进社会主义新农村建设。具体包括:重点治理坡耕地,配套建设坡面水系工程;大力建设水土保持生态林,保持水土,涵养水源;规模连片建设经果林,促进经济发展,增加群众收入;充分发挥大自然的自我修复能力,实行生态修复;合理开发利用水资源,使整个项目区逐步走上生产发展、生活宽裕和生态良好的可持续发展之路,为丹江口水库水源区的水质长期稳定打下坚实的生态基础。

3.2 措施总体布局

针对项目区地处丹江口水库库区上游、人口较多、坡耕地面积较大、植被覆盖较差的实际,开展以小流域为单元的综合治理,建设高标准的基本农田,突出坡面配套工程,促进陡坡耕地退耕还林还草,有计划地发展果园和经济林,采取工程措施和植物措施进行沟道防护等。根据水土流失特点,结合治理要求,项目区流域上游以生态修复、封禁治理为主;中部退耕还林,修建拦沙坝、谷坊等沟道工程;下游以改造坡耕地,建设高标准水平梯田,配套坡面水系工程为主[3]。

(1)5°—15°的坡耕地。将集中连片的改造为水平梯田,配套建设截水沟、排水沟、水窖等坡面水系工程和生产道路,其余作为耕地后备资源予以保留,采用等高耕作配套植物篱的模式进行治理。

(2)15°—25°的坡耕地。水肥条件较好的地块发展水土保持经济林,其余部分发展水土保持生态林。

(3)大于25°的坡耕地全部退耕发展水土保持生态林。

(4)对于立地条件较差不适宜营造生态林的荒山荒坡进行封禁治理,依靠大自然能力自我修复,对疏幼林地全部封禁治理和人工补植。

(5)在流域内部分侵蚀严重的支毛沟修建谷坊,在主沟道适宜位置修筑拦沙坝,示范性推广沼气池、省柴灶等能源替代工程以及舍饲养畜等。

(6)对现有损毁严重或存在渗漏问题的塘堰进行整治,结合人畜饮水需要新建水塘;对部分冲刷严重、对两岸农田有较大影响的溪沟进行整治;对损毁河堤进行修复,在必要的河段新建河堤保护农田和村庄。

3.3 具体措施配置

(1)水平梯田。在流域或沟道中下游坡度小于15°的坡耕地治理中,优先考虑坡度5°—10°、土层厚度大于50 cm、土质较好、利于耕作、距离村庄较近、水源条件较好、交通方便、便于经营管理的,以坡面水系和道路为骨架,集中连片布设。布设时,以便于耕作为原则,根据地面坡度、土层厚度确定田面宽度、田坎高度和田坎侧坡等具体指标;根据坡改梯地块特点和地质状况,决定采用土坎或石坎;在田块内综合布设生产道路、水窖、排灌沟渠等坡面配套工程,在田埂上栽培黄花菜、栀子等经济作物,以达到固土护坎、增加群众收入的目的。

(2)坡面水系。坡面水系工程包括蓄水池(窖)、截水沟、排灌沟渠、沉沙池等排(蓄)水设施。根据坡改梯布置情况,截水沟一般修建在梯田的坡面上方,沿等高线布设,以截断径流、减少地面冲刷;排水沟布设应和田间生产道路结合进行,一般布设在坡面截水沟的两端或较低一端,以及时排除水平梯田和截水沟不能蓄渗容纳的地表径流,排水沟终端连接塘堰、河流、沟道或当地排水系统,能蓄则蓄,蓄排结合;水窖主要在田间生产道路两侧与排水沟渠相连接、集雨面积较大的位置布设,以利于拦蓄坡面地表径流,经过等量配置的沉沙池沉淀过滤,最后进入蓄水池(窖)加以存贮利用;田间生产道路主要布设在坡改梯及经果林地块的坡面和梁脊部位,路渠结合布设,以保证块块相连、路路相通,方便群众生产劳动。

(3)经果林。根据土地适宜性评价结果、水资源特点和经济发展需要,选择群众自觉退耕、土层较厚、通风透光、向阳的坡耕地,采取水平阶整地,大规模营造经果林。坚持“适地适树、因地制宜”与当地群众意愿相结合、与当地农村经济发展规划相结合的原则,以柑橘、核桃、柿子、仁用杏、木瓜等为主,适量引进新、特、优果树品种。为加强经果林造林初期的水土保持效果,在经果林地内每隔10～15 m设置一道植物篱。植物篱沿等高线挖沟整地、双排种植,以金银花、花椒、栀子等低矮灌木为主,避免影响经果林苗木生长。

(4)生态林。根据土地适宜性评价结果和水资源状况,以涵养水源、保持水土为目的,在经果林以外的宜林地营造水土保持生态林。生态林主要布设在25°以上坡耕地、15°—25°坡度较陡的退耕坡耕地、荒山荒坡、沟道、村庄周边、道路两侧。布设时,要按照“适地适树”原则,以乡土树种为主,主要选择侧柏、麻栎、马尾松、刺槐等乔木树种和紫穗槐、荆条等灌木树种,依据立地类型确定具体地块造林设计;通过退耕地水平沟整地造林和荒山荒坡鱼鳞坑整地造林,乔灌混交、针阔混交,形成混交复层林结构,以较好地调节径流、固土减沙。

(5)生态修复。对立地条件较差、土层较薄、植被稀疏、坡面较陡、不适宜营造生态林的荒山荒坡进行封禁治理;对疏幼林地全部封禁治理,依靠大自然能力自我修复,使原来的残次林、伐根及零散的树种长成灌木或乔木,达到成林标准;对稀疏林地实施点播或补植补种,结合布设网围栏、封禁标志牌和设置专职管护人员,以提高林草覆盖度,达到保持水土的目的。

(6)沟道工程。在沟道比降较大、沟底下切剧烈、侵蚀严重的支毛沟修建谷坊。项目区谷坊设计全部采用石谷坊,断面尺寸依沟道宽度、沟道比降确定;在干支沟上中游修筑拦沙坝,拦沙蓄水,引水灌溉,根据地形、水文计算确定拦沙坝高度,因石料丰富,项目区拦沙坝全部采用浆砌石重力坝;对存在严重淤积、渗漏问题的塘堰进行清淤和加固整治,以最大程度地发挥其综合利用效益;根据群众要求,在地质条件较好、建材丰富、位置较高、便于自流引水、能方便群众生产生活用水、灌溉条件较好的地方修筑塘堰,通过拦蓄地面径流、山泉,抬高水位,提供果园灌溉、人畜饮水的水源,减轻山洪灾害,保护耕地、林地及道路,防治水土流失;根据河堤现有情况及水流走向,选择沟道下切较深、容易发生岸坡坍塌、威胁两岸村庄和耕地的部位,通过修筑护堤和疏通河道减轻自然灾害,保护附近的村庄和耕地。

3.4 建设成效和效益分析

项目区共实施坡改梯875.4 hm2,营造退耕还生态林1 588.6 hm2、退耕还经济林 496.4 hm2、退耕还草80 hm2、栽植等高植物篱1 444.4 km,治理坡耕地2 166.6 hm2,实施生态修复4 053.1 hm2;配套建设蓄水池(窖)438个、排灌沟渠28.6 km、田间道路14.3 km、谷坊56座、拦沙坝3座,新建及整治河堤4 km,新建及整治塘堰5口。

经全面治理,项目区水土流失治理度达100%,林草覆盖率达69.34%,林草面积占宜林宜草面积的80%以上,林草保存率达到85%以上,拦蓄泥沙率达到74.4%;农民人均基本农田0.055 hm2,人均耕地0.1 hm2,年人均产粮610 kg;农业基础条件和农村生活环境得到改善,土地利用和产业结构趋于合理,农业年人均纯收入增加了219.94元。

4 措施配置存在的问题

一是项目区尚有大面积的坡耕地作为口粮田保留了下来,共计2 166.6 hm2,这部分坡耕地采用等高耕作和植物篱等措施进行治理,治理标准低,保水保土效果差,对水源区水质的长期稳定产生不利影响。二是拦沙坝、谷坊、塘堰、河道整治等沟道工程数量少,沟道侵蚀控制较差,抗灾能力低,没有从根本上解决山区群众生产生活用水问题。受重视坡面治理、忽视沟道治理的思想和投资规模的影响,上述问题在淅川县的其他项目区规划设计中也普遍存在,因此迫切需要重视水土保持规划设计的合理性和实用性。

[1]杜国举,李建兵,李玉宝,等.丹江口水库水源区水土保持生态环境建设与发展对策[J].水土保持通报,2002,22(5):66-68.

[2]张磊.丹江口水库及上游流域水土保持规划研究[J].南阳师范学院学报:自然科学版,2003,2(12):74-77.

[3]中国标准出版社第一编辑室.水土保持国家标准汇编[M].中国标准出版社,2011:108-109.