王建峰

（乡宁县水利发展中心,山西 乡宁 042100）

小流域综合治理涉及到自然生态、社会发展、经济发展多方面,具有专业性和复杂性的特征,以何种方式推进小流域综合治理进程是值得重点探讨的内容,需立足区域水土流失现状,采取科学可行的小流域综合治理措施,以较低的成本投入取得良好的生态效益,促进自然环境和社会经济的协同发展。

1 乡宁县小流域概况

本次沟西小流域位于乡宁县城南部的西交口乡和尉庄乡两个乡镇。流域总面积14533.79 hm2,其中水土流失总面积13920.46 hm2,占流域总面积的95.78%。流域内现状林地为4430.72 hm2,现状草地有5053.16 hm2（其中人工牧草地：6.81 hm2,其他草地：5046.35 hm2）。

2 水土流失及土地利用现状

通过实地调查和地块图斑现场勾绘分析,项目区水土流失主要集中在坡耕地、荒山荒坡等地类中,侵蚀方式主要以水力侵蚀为主。项目区内轻度流失面积7990.06 hm2,占水土流失总面积的57.4%；中度流失面积5651.97 hm2,占水土流失总面积的40.60%；强烈流失面积208.82 hm2,占水土流失总面积的1.5%；极强烈流失面积69.61 hm2,占水土流失总面积的0.5%。通过实地调查和地块图斑现场勾绘分析,轻度和中度水土流失主要分布于坡度5°~15°的旱地、荒山荒坡和部分其他林地块中。强烈水土流失分布于坡度15°~25°的旱地和荒山荒坡,极强烈流失主要分布难利用地及裸岩,流域内水土流失现状见表1。

表1 流域内水土流失现状表

根据项目区1∶10000 地形图及三调图,结合实地勘测成果,流域内总土地面积为14533.79 hm2,其中：耕地面积2889.46 hm2,占总面积19.88%；果园面积1820.80 hm2,占总面积12.53%；林地面积4430.72 hm2,占总面积的30.49%；水域、交通及居民用地面积339.65 hm2,占总面积2.34%；草地面积5053.16 hm2,占总面积的34.76%。据此分析,项目区土地利用有以下特点：一是耕地面积较小；二是草地占比高达34.76%,主要为其他草地；土地利用结构不尽合理,利用率偏低。

3 土壤流失量预测

3.1 土壤侵蚀模数

（1）原地貌土壤侵蚀模数的确定

根据现场调查并参照相邻开发建设项目的背景监测数据,确定项目区土壤侵蚀类型为水蚀,土壤侵蚀强度为中度,原地貌土壤侵蚀模数为3660 t/（km2・a）。

（2）水土流失背景值

在无工程扰动时的水土流失量进行预测,主要依据是区域原有水土流失情况,按如下方法计算：

式中：W1为水土流失背景值流失量,t；Fi为预测区域的面积,hm2；Mo为原地貌土壤侵蚀模数,t/（km2・a）；Ti为预测区域的预测年限,a；i 为不同的预测区域（1,2,3,……n）。

（3）侵蚀模数（地表扰动后）

取值综合考虑到工程现场的水土流失因素（地形、地貌、降雨量等）及预测对象受扰情况,并将工程周边范围内的其它项目侵蚀系数取值作为参考[1],经过全面的分析后,将地表扰动后的土壤侵蚀模数取16500 t/（km2・a）。

（4）自然恢复区侵蚀模数的确定

项目进入运营期,水土保持各项措施开始初步发挥效应,在自然恢复期间,随着植被的逐步恢复,地面的林草植被覆盖度增加,土壤侵蚀模数就会逐年减小。

3.2 预测结果

（1）施工期水土流失量预测

施工过程中,现场土壤松散系数受地表开挖、回填的影响,且各预测单元不尽相同。经预测,施工期水土流失量、新增水土流失量分别为410.67 t、263.57 t。

（2）自然恢复期水土流失预测

工程建设活动结束后,扰动区经过绿化、硬化处理,或被建筑物覆盖,在此条件下,水土流失量降低。随着时间的延长,植被覆盖度提高,植物根系逐步发达,根系的饱水能力提高,原本建设期较为严重的水土流失问题得到有效的控制[2]。本项目自然恢复期产生的水土流失量为278.98 t,新增水土流失量为91.00 t。

（3）预测结论

施工期产生水土流失量为410.67 t,新增水土流失量为263.57 t；自然恢复期产生水土流失量为278.98 t,新增水土流失量为91.00 t。对比分析发现,施工期属于水土流失的高发时段,因此在水土流失治理时将施工期作为重点考虑阶段,加强水土保持监测,采取针对性的水土流失防治措施。

4 水土保持施工技术

立足本流域实际状况,结合类似工程的经验,提出“坡面工程+沟道工程”的水土保持方案,具体做如下分析：

（1）坡面工程

坡耕地治理和坡面拦蓄是坡面治理工程的重要策略。针对水土流失严重、坡度较大的坡耕地,实行田间工程是取得良好水土流失控制效果的重要策略,主要措施为：对0.25°~3°的顺坡垄进行改造,形成横坡垄作；坡耕地为3°~5°,或超过5°同时土层厚度在30 cm 以内时,根据“截短坡长、分割水势”的方法进行处理,例如修筑地埂植物防冲带,对于5°以上且土层厚度超30 cm 的坡耕地,为达到减缓坡度和拦截径流的效果而修筑水平梯田,垄向视山形而定,田宽视坡度而定,坡降视土质而定[3]。

（2）沟道工程

联合采取如下措施,建设沟道工程防护体系：沟底下切严重的沟道,修建谷坊群,提高侵蚀基准,以免沟底下切；溯源侵蚀严重的沟头,沟底修筑跌水,阻止沟头前行；稳定性欠佳的沟岸,做削坡处理,并全面造林,保护现场水土资源,巩固治理成效。

（3）其他措施

1）场地整平。项目绿化之前用推土机进行场地平整覆种植土,种植土来源于临时堆土场及本场地内堆放的土方,采用自动翻斗车运输,推土机推平。2）土方开挖。排水沟开挖：人工挂线,使用镐锹进行土方开挖,挖方在排水沟沿线筑埂,施工结束采用74 kW 推土机将表土推到指定位置,然后进行整平。3）密目网遮盖。主要为临时堆土及建筑材料苫盖防护,堆土完成后铺设密目网搭接,边角用编织袋装土压实。4）编织袋拦挡及拆除。临时拦挡措施是对施工过程中为防止水土流失所采取的防护措施,主要用编织袋装土堆筑成梯形挡墙形式。挡护高度1 m,挡护上宽0.6 m,下宽1.4 m,临时堆土场回填后对编织袋进行拆除。5）设立流域宣传牌,加强流域治理宣传,使流域范围内的居民认识到水土保持的重要性,成为水土保持的参与者。

5 水土保持效益的评估

（1）水土流失治理度

经过治理,流域内现已治理面积为5441.52 hm2,治理度为39.09%。本次治理面积为5000 hm2。项目实施后,水土保持治理面积达到10441.52 hm2,治理度达到75%,比治理前增加35.92%。

（2）土壤流失控制比

容许土壤流失控制比为水土流失量与治理后每平方公里年均土壤流失量之比,在本项目水土流失防治区域内,则有：容许土壤流失量为1000 t/（km2・a）,各项水土保持措施实施后,该项目该时段可实施水土保持措施范围内土壤流失量应至少达到1000 t/（km2・a）,水土流失控制比大于或者等于0.8,达到水土流失防治目标。

（3）渣土挡护率

项目区水土流失防治责任范围内采取措施实际挡护的临时堆土数量占临时堆土总量的百分比。本项目临时堆土堆存量约6.54 万m3。后期工程土石方部分回填利用,其余土石方由项目施工单位运输至指定填埋场。项目实际挡护的临时堆土数量6.2 万m3,其拦渣率可达到94%。

（4）林草植被恢复率

项目区水土流失防治责任范围内林草类植被面积占可恢复林草植被面积的百分比。在本项目中,林草植被恢复率为100%,即可恢复植草植被面积和植物措施面积均为0.8 hm2。

（6）林草覆盖率

林草覆盖率是项目水土流失防治责任范围内林草类植被面积占总面积的百分比,本次选择在合适的其他草地上进行连翘栽植共 406 hm2,项目实施后,林草覆盖率由 19.53%提升至 22.32%,可以有效改善项目区内的水湿比。

本工程段实施后的各项指标均达到预定防治目标值,说明通过本方案的实施,项目区的保水保土能力大幅提高,生态系统更具稳定性,方案实施效果良好,方案具有可行性。各项目的目标值实现情况,见表2。

表2 方案目标值实现情况评估

通过本项目的综合治理,各项措施充分发挥效益时,每年可增加粮食106.79 t,连翘药材增加量为730.8 t,各种产出物的价格均按当地市场现行平均价格确定,直接经济效益达464.11 万元。

6 结语

水土流失防治是维持水土稳定性的必由之路,而小流域综合治理属于重要措施,在实际治理活动中,工程技术人员需遵循因地制宜、因害设防的原则,采取适应于当地水土流失现状的防治措施,有效制止水土流失,逐步恢复至良好的水土状态。经过本文的分析后,提出乡宁县沟西小流域水土流失治理措施,包含工程措施、林草措施、封育治理等,多措施共同落实,将有效防治水土流失,改善生态环境。