小流域治理与经济效益研究

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摘要:榆阳区位于毛乌素沙漠与黄土高原接壤地带，为了推进风沙区水土流失治理，在分析了大河塔小流域基本概况和存在问题的基础上，结合实际，从防风固沙的角度提出机修梯田、谷坊建设和植物治理措施，并对其经济效益进行了分析，为陕北风沙区治理提供了借鉴。

关键词:水保;风沙区;治理;节水;经济效益

陕西省榆阳区属半干旱大陆性气候，年平均降水量414．1mm，多年平均风速2．0m/s，历史最大风速28m/s，主导风向为西北风。其西北部为风沙草滩区，植被覆盖率低［1］，在风力为主，流水、风化、重力、霜冻作用为次的外营力作用下，水土流失严重。为了推进项目区水土流失治理，现以大河塔镇大河塔小流域为例，对该小流域治理方案和经济效益进行探析。

1存在问题

近年来，榆阳区政府在营造防风固沙林、改造沙漠方面取得一定成效，但也存在一些问题，特别是在风沙区，林牧产业结构不合理，使得农业产业经济发展和水土保持矛盾突出。比如大河塔小流域，土地总面积13．63km2，其中耕地148．60hm2(水浇地57．98hm2，梯田3．90hm2，坡耕地83．23hm2，沟台地3．49hm2)，占总面积的10．91%。农用地面积较大，林牧业用地偏少。区内乔木林54hm2，占总面积的3．96%;灌木林260．02hm2，占总面积的19．08%;疏林地354．83hm2，占总面积的26．04%;荒地399．75hm2，占总面积的29．34%，小流域现状治理程度为29．17%。因此，采用梯田、谷坊、植物等措施调整区域产业结构，加快水土流失治理和生态保护就显得尤为必要。

2梯田工程设计

大河塔小流域工程措施为机修梯田工程，规划基本农田全部为水平梯田。

2．1布设原则及标准

按照山、田、林、路统一规划，在5°～10°、10°～15°的坡耕地上修筑梯田。水平梯田的设计防洪标准为20a一遇24h最大暴雨，一般减少径流90%以上，减少泥沙95%以上。田面宽度:地面坡度在5°～10°，排宽大于20m;地面坡度10°～15°，排宽大于15m。保留表土70%以上，土层厚度60～80cm，熟土层在30～50cm，进行适当深翻，改善土壤理化性状，增加土壤团粒结构，促进土壤熟化［2］。地块布设顺山坡地形，以等高线为基准，地面平整度小于3°。打破地界，地埂稳定、安全，埂面种植护埂植物，各种配套设施到位。

2．2工程设计

根据流域内对基本农田的需求量，结合实地踏勘，治理的坡改梯将集中设置，选择靠近村镇的集中连片坡耕地进行坡改梯，区内土壤多为黄绵土，土层厚为60～80cm，土壤力学指标良好，适宜土坎坡改梯。水平梯田蓄水埂高0．5m，顶宽0．5m，内坡比1∶1。按照地形条件，梯田地块设计长度为100～300m，其相关参数取值及土方量见表1。

2．3机修梯田施工及管护

机修土坎梯田的施工按表土处理、开挖生土、表土回铺、田面耕翻、夯实地埂等5道工序进行。梯田修平后，在挖方部位多施有机肥，同时深耕30cm左右，促进生土熟化。每年汛期后和每次较大暴雨后，对梯田进行检查，发现田坎(田埂)有缺口、穿洞等损毁现象及时进行补修。梯田田面平整后，地中原有浅沟处，在雨后产生不均匀沉陷，田面出现浅沟集流的部位，待庄稼收割后及时取土填平。根据田埂泥沙淤积情况，从田埂下方取土，加高田埂，保持埂后按原设计要求有足够的拦蓄量。根据田面宽度、田坎高度、坡度及土壤条件，设计在田坎上栽植紫穗槐。及时搞好田坎的维修养护，保证田坎安全。本方案规划坡改梯面积21．07hm2，具体坡改梯工程设计成果见表2。

2．4生产道路

在连片农耕地、经果林栽植区布设生产道路;道路设置尽量缩短径流线长度，变纵向流为横向流，就地拦蓄。生产道路设计标准按10a一遇3～6h最大暴雨设计。田间道路是项目区内主干线路，路基宽度6m，其上铺筑5m宽砂砾石面层，铺筑厚度0．15m。路基采用推土机整理，挖掘机挖装、自卸汽车运土，推土机摊铺，压路机压实，人工配合修整边坡。设计道路长度0．95km。

3谷坊设计

3．1坝址选择

根据项目区内沟道的地形地貌，选择沟谷狭窄、坝址上游地形较开阔平坦、沟底比降均匀的地形，这样筑坝工程量小，拦蓄能力强。为使坝基稳固，坝址应该选择在土质坚硬，地质构造变化不大，两岸无疏松的塌土、滑坡以及没有安全隐患的地段，特别要注意坝基下有无软土或淤积泥沙。经现场测绘，详细论证，本方案共布设谷坊7座。

3．2工程设计

根据工程的地质条件、气候特征及水文条件，谷坊类型采取土谷坊。按照实地测绘的沟道比降，本方案在比降大于5%、沟底下切剧烈的沟段，从小支沟“口小肚大”向沟道系统布设谷坊7座。沟道内形成谷坊群，防止沟床下切冲刷。防御标准为20a一遇3～6h最大暴雨。修筑谷坊长度为7m，谷坊断面为梯形，坝高4m，顶宽2m，迎背水坡坡比1∶1．5，谷坑内土地平整度达到0．2%。谷坊间距15～30m，谷坊建设均采用机械填筑，累计挖方量和夯实土方量为2688m3和3227m3。每年汛后和每次较大暴雨后，及时到谷坊现场检查，发现损毁等情况，及时补修。

4林草措施

4．1植物措施

(1)乔木林栽植区在大河塔小流域邻近村庄的山顶上种植油松、侧柏、长枝榆等乔木。结合以往栽植经验，确定树木之间的株距为4m，行距为5m，种植点500个/hm2，苗数510株/hm2，共规划乔木林栽植面积107．29hm2。造林后及时浇水2～3次，每年穴内除草2～3次，定时整形修枝，加强人工管护。在出入较频繁的地方，增设部分工程围栏。另外，在冬春季要对针叶树种采用草袋挡护，避免大风的吹蚀。(2)灌木林栽植区在大河塔小流域邻近村庄的山顶上种植耐早、耐寒、耐贫瘠、速生、根系发达、固土能力强的火炬、紫穗槐。灌木株行距为2m×2m。种植点2500个/hm2，规划灌木林栽植区面积84．63hm2。(3)经济林栽植区根据小流域自然气候和立地条件，结合当地农民意愿，选择经济林树种为桑树、葡萄，规划在距村庄较近、交通方便的平缓坡耕地种植。桑树采用A型鱼鳞坑整地，上下两行坑口呈“品”字形错开排列。根据设计造林树种类型确定桑树株行距为4m×5m，葡萄株行距为2m×3m。经济林种植时间在秋季10月中下旬～11月上旬，共规划经济林面积32．18hm2。

4．2道路绿化

为进一步减少项目区内的水土流失，提升项目区道路沿线景观环境，本设计对项目区内现有道路局部段进行绿化美化，总计绿化长度768m，造林树种选择为垂柳，株距为4．0m。造林时间为春季和秋季。

4．3封禁治理措施设计

对新造且还未成林的疏幼林地进行布设;部分人工造林困难的高山、陡坡、岩石裸露地采取封禁措施，对可成林或可增加林草覆盖度的地块进行布设

。为了利于植被恢复，在封禁范围的四周设置封禁警示标志，采用全年封禁，严禁人畜进入。本方案规划网围栏长度4km，设立告示牌4个，规划封禁治理面积354．83hm2(其中补植面积91．39hm2)。

5效益分析

5．1生态效益

该方案实施后，大河塔小流域新增水土流失治理面积6km2，水土流失治理度由原来的29．17%增加到75．73%，有效扼制区域水土流失，扭转区域生态环境恶性循环局面。流域新增水保林191．92hm2，经济林32．18hm2，封禁治理354．83hm2，林草覆盖率由原来的23．04%增加到43．84%，林草覆盖度大大增加，有效调节空气湿度，缓解风沙危害、减轻大气污染。正常年份风速明显降低，有效缓减扬沙、浮沉天气，改变区域气候条件，改善区域生态环境［3］。

5．2社会效益

该项目实施后，项目区林草覆盖率将大幅度提升。据测算，大河塔小流域实施各项治理措施后，年均蓄水13．62万m3，年保土3．03万t。大大提高了土壤水分，增强了抗旱能力，土壤结构和土壤理化性质得到改善，土壤肥力增加，土地质量提高，使得农民生产生活水平均有所改善。原有灌溉面积可节约用水52．36万m3/a，有效提高了农业生产抵御自然灾害的能力，社会效益显著。

5．3经济效益

项目实施后，将改善灌溉面积180hm2。玉米增产3000kg/hm2，马铃薯增产4500kg/hm2，项目区作物年增产总量67．5万kg，增产效益达49．68万元。项目改造后，灌溉水利用系数由0．55提高到0．9以上，可节水52．36万m3，以农灌用水0．14元/m3计，年节水效益为7．33万元。项目实施后，可减少田间劳动强度和时间，减少抗旱劳力投入，大大解放生产力，按年均节约0．5个工日计算，年可节省0．14万个工日，每个工日按40元计算，折资约5．60万元。通过对流域内新增治理措施产生的直接经济效益计算，流域内新增措施年直接经济效益达60．84万元。

6结语

风沙区水土流失治理与农业生产密切相关，通过分析榆阳风沙区存在问题，提出采用机修梯田、修建谷坊，种植乔木、灌木、经济林和封禁措施，在防风、固沙、保水土的基础上，改善农业生产，促进群众增收。

［参考文献］

［1］张鸿雁．喀左县坡耕地水土流失危害及防治对策探析［J］．水土保持应用技术，2020(5):21－23．

［2］李晓蒙，范柱国，王冬冬，等．丽江市金沙江沿线水土流失及综合治理研究［J］．科学技术与工程，2012(9):2142－2146．

［3］王英．八里小流域综合治理措施及效益分析［J］．水土保持应用技术，2019(2):34－35．

作者：闫朝 单位：榆林市水利工程建设中心