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谈黑土区坡耕地水土流失综合治理措施

2018-03-26王文常孙雪琦

山东水利 2018年10期
关键词:谷坊坡耕地模数

王文常,孙雪琦

站北沟项目区地处长白山系张广财岭隆起的中段,位于牡丹江市阳明区磨刀石镇境内。多年平均降雨量为537.0mm,比全省多年平均降水量多17.5%,是全省降雨高值区之一。项目区整体上呈椭圆树叶形,东西长3.2km,南北长4.95km,侧面是山中间是沟,受两山夹一沟狭长地形影响,是全省暴雨多发区和山洪易发区之一。项目区内沟蚀冲刷严重,共有大小侵蚀沟46条,侵蚀沟道总长度为26.355km。项目区土壤主要有沙质暗棕壤及少量白浆土和草甸土,土质疏松,团粒结构差,极易产生水土流失。区内耕地几乎全部为坡耕地,耕地坡度大,坡面长、沟壑分布广。垦殖以来,表土层流失严重,许多地块砂石掺杂,耕地产出率低。

1 坡耕地水土流失特点及危害

1.1 坡长坡陡水土流失严重

据调查分析,5°~15°坡耕地土壤侵蚀模数为1000~2500t/(km2·a),15°~25°坡耕地土壤侵蚀模数为3000~10000t/(km2·a),25°以上坡耕地土壤侵蚀模数可高达10000~25000t/(km2·a)。同时,坡耕地坡长越长,地表汇集径流速度和流量越大,水土流失也越严重。运用“黑龙江省土壤流失方程”进行计算,项目区水土流失面积为869.88hm2,占总土地面积的83.07%,治理前土壤侵蚀模数为3080t/(km2·a),水土流失非常严重。

1.2 不合理耕作方式加剧土壤侵蚀

土壤侵蚀强度与耕作方式密切相关,坡耕地耕作方式不同,对微地形的扰动程度亦不同,产生的水土流失强度也不同。如顺坡垄作改成横坡垄作后,坡面径流方式发生变化,可增加降水就地入渗率,减少对坡面的径流冲刷。据实测,东北黑土区坡耕地顺坡耕作改横坡垄作后,土壤侵蚀模数可下降达70%以上。项目区内坡耕地面积比重大,基本全部是顺坡耕作的望天田,长期的不合理垦殖,加上自然因素影响,土壤侵蚀日趋严重。

1.3 土壤侵蚀加剧人地矛盾

土壤侵蚀是蚕食我国耕地,特别是坡耕地的重要原因之一。项目区内侵蚀沟密度达到2.52km/km2,纵横切割,致使耕地破碎无法耕种而被迫摞荒,耕地资源不断减少。同时项目区年土壤侵蚀3.22万t,导致土层变薄,目前流域内表士层平均厚度仅有30cm左右。土壤的流失也导致了肥力的流失。耕地面积和质量的双重降低,迫使群众不断开垦新的坡地、林地,破坏原有地表植被,人地矛盾越发加剧。

2 治理措施

2.1 科学布设坡式梯田

坡式梯田根据坡度大小、土层厚薄和机械作业的要求,在坡面上相隔一定距离沿等高线作埂,修成坡式梯田,而后用定向翻转犁逐年向下坡方向耕翻,使田面逐渐达到水平梯田。其水土保持作用在于截短坡长,拦截水势,截断径流,有效防止坡耕地漫垄面蚀和断垄出沟的发生,初步控制水土流失。坡式梯田间距应保证其埂间坡面不发生土壤侵蚀为设计原则,确定项目区所在地土壤侵蚀临界坡长为28.4m。设计按照当地每个垄作宽度0.7m,选取40个播幅计算坡式梯田埂间距为28.0m,满足土壤侵蚀临界值要求。另根据泥沙淤积和径流拦蓄要求,设计梯田田埂顶宽30~40cm、埂高50~60cm。项目区共布设坡式梯田整治700.01hm2,栽植黄花菜和紫穗槐,实施植物带护埂。

2.2 着力防治沟道侵蚀

根据沟道发育程度,首先将侵蚀沟按照发展型、半稳定型进行分类,做到分类施治、因害设防,项目区共有侵蚀沟46条,其中发展型侵蚀沟13条、半稳定型侵蚀沟33条。针对沟头前进、沟岸扩张、沟底下切的骨干沟道,采取林草措施、工程措施相结合,先支毛沟后主干沟,先上游后下游,先坡后沟,沟头、沟底、沟坡兼治,镶嵌配套,层层设防,连锁控制。主要措施包括修筑浆砌石沟头谷坊、植物谷坊、固沟造林等措施。项目区共布设植物谷坊73座,浆砌石谷坊93座,沟底固沟防护林15.51hm2。

2.3 适当发展经济林果

从改善生态环境和促进经济发展的角度出发,对不适宜继续耕种的坡耕地实施退耕还林还果,实现生态效益、经济效益双丰收。坡度较大的采取鱼鳞坑整地方式发展经济林,坡度相对较缓的区域采取整治台田的方式营造经济林。结合当地群众意愿,项目区共发展经济林果124.72hm2,其中鱼鳞坑整地97.6hm2、台田整地27.12hm2。

2.4 因地制宜布设田间道路

为满足日常农业生产和水土保持工程施工要求,在现有的砂石路和田间路基础上,以不占或少占耕地为前提,适当建设部分田间生产道路和排水设施,在有序排导地表径流减少冲刷的同时,也补齐当地农业生产交通短板。另外,根据水力水文计算,在田间道路与季节性河流沟道交汇处设置过水路面,在侵蚀沟冲毁路基处建设圆形过水涵管。项目区共布设田间道路14km,布设过水路面21座,基础圆涵1处。

工程实施后,耕地得以保育,侵蚀得以遏制,生态得以修复。初步估算,年可增加地表径流就地入渗量112万m3,减少土壤侵蚀2.67万t,减沙效益达到83%,水土流失治理程度达到98%,年增经济效益208万元。

3 建设管理经验

3.1 科学设计,广泛宣传,谋求多方支持

站北沟项目区在前期规划设计阶段划分近300个地块,每个地块的平均面积约为3.33hm2,逐个地块调查摸清了存在的主要水土流失问题和制约因素,在此基础上,乡镇协助设计单位通过征求村组、村民的意见,对治理措施进行合理规划设计。针对项目实施前后地块边界权属变化、坡改梯项目建成初期可能减产、地方配套等客观实际问题,乡镇充分发挥区县、村组间的桥梁纽带作用,积极协调区县水务部门召开现场推进会,有针对性地提早研究和解决群众关心的问题,为项目顺利实施奠定了基础。

3.2 优化施工,强化监理,力争建设质量过硬

实施坡耕地综合治理,小块并大块、坡地变平地,修筑梯田必然对原有田面进行挖填耕翻,施工中应尤其注重表层土的保护,提前将熟土剥离并单独堆放,避免与犁底生土混合,为耕地地力肥力的持续和恢复提供条件。坡耕地水土流失治理项目投资强度大、涉及面积广、隐蔽工程多,强化水土保持施工监理作用,对保证施工质量、优化施工进度、克服年内完工时间限制、确保资金安全尤为重要。

3.3 重建重管,责任明确,保障效益持久发挥

坡耕地水土流失综合治理不应仅重视建设,更应该重视后期管理。站北沟项目区由于受建筑石料缺乏、项目区面积大、投资限制等多重影响,建设的坡式梯田多为土坎梯田,防护能力较石坎梯田相对较弱,同时工程建成移交后仍归农民使用,如若不重视后期的宣传、管护,几年之内“梯返坡”现象依然存在。乡镇克服管护资金缺乏、管理难度大的困难,及时做好监督检查和宣传引导,保证水土保持设施持久发挥效益。

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