马桑溪小流域水土流失治理及保护对策

2021-01-08 06:17
工程技术研究 2020年21期
关键词:坡耕地耕作坡度

李 斯

(上海千年城市规划工程设计股份有限公司,上海 200000)

小流域水土保持综合治理是指通过实施工程以及与生物措施相配套的治理体系,实现小流域集中连续治理和坡沟兼治的最大化蓄水保土效益。目前,对于小流域综合治理效益的评价研究还不够系统、完善。定性的描述通常未考虑对治理效果与水保措施的系统性关系,从而无法准确反映治理措施之间的协调性、整体性以及存在的主要问题,不利于水保措施的优化与决策。马桑溪小流域属涪江水系,地形切割较浅,一遇干旱或枯水季节,补充水源有限,区内有小(二)型水库2座,塘堰65口,库容为0.4万~2.0万m3,有效蓄水量为52万m3。虽然水源十分丰富,但区内仍存在局部旱区,水资源时空分布不均,蓄水设施较少或蓄水能力低下,如部分山坪塘淤积、渗漏等问题突出,加之粗放型耕作,土地未被有效利用,水资源浪费较为严重,同时导致了严重的水土流失。

农业灌溉用水量较大,区域以农业种植为主,耕地面积大,可利用水资源量有限,故需要大力发展现代化的耕作方式、节水方式,在局部干旱区域修建蓄水池蓄水,提高水利用效率。文章提出在坡改梯、修建蓄水池、灌排沟渠、保土耕作、封禁育林方面增加天然蓄水量、水利用效率等对策,旨在为改善当地农业生产生态环境出谋划策。

1 土地利用结构调整

1.1 土地适宜性评价

由于该次实施方案以坡耕地改造为重点,土地利用结构调整也以坡耕地为主,因此主要对耕地作适宜性评价。马桑溪上段小流域现有耕地面积1215.88hm2,根据地貌部位、地形坡度、土层厚度、水利条件等因素,采用限制因素法将马桑溪上段小流域耕地分级,如表1所示。

一级土:共404.64hm2。坡度小于5°,土壤侵蚀不明显,土层厚>200cm,土质肥沃,耕种容易,适种性广,有充足水源。

二、三级土:共891.30hm2。坡度5~15°,土壤侵蚀轻度或中度,土层厚50~200cm,土质较肥沃,有较好的灌溉条件。

1.2 需求预测

(1)人口预测。小流域人口自然增长率计算公式如下:

式中:Pb为设计期初的人口总量,人;Pe为设计期末的人口总量,人;n为设计期年限,年;k为当地人口自然增长率,‰。

该流域现有农业人口11251人。按年均自然增长率2.41‰计算,到设计期末(设计期为2年),农业人口将达到11305人。

(2)粮食预测。设计期末需粮食总量计算公式如下:

式中:V为设计期末需粮食总量,kg;Pe为设计期末人口总量,11305人;Ue为设计期末牲畜(以养猪为主,按人均保存栏1头猪计算)总量,12071头;Ye为设计期末耕地面积,1215.88/hm2;V1为每年人均需粮(按250kg/年计算),kg/人;V2为每年畜均需粮,150kg/头;V3为单位面积种子需粮,300.00kg/hm2。

表1 马桑溪上段小流域土地分级及适宜性评价表

经过计算,设计期末粮食总需求为500.16万kg。

该流域2019年粮食单产为2400.00kg/hm2,通过实施水土保持措施,充分达到了保水、保土、保肥的效果,并推行“三良”耕种法,粮食单产年递增3%,预计到2021年,粮食单产可达2471.04kg/hm2。

(3)水资源分析。该流域多年平均降雨量为929mm,年径流系数为0.52,年径流深为467mm,年径流总量j计算公式如下:

式中:Q为年径流总量,万m3;H为年径流深,mm;S为马桑溪上段小流域幅员面积,km2;C为径流系数,取值0.52。

该流域年径流总量为0.75万m3。

1.3 土地利用结构调整

根据以上土地资源分析评价结果,结合本流域实际情况,按照因害设防、集中成片、先易后难的原则,根据水土流失的现状和区域经济发展的需要,实施山、水、田、林、路综合治理。根据小流域实际情况、土地利用规划、治理目标及各流域绝大多数农户意愿,结合蓬溪县多年的水土保持项目实施经验,因地制宜配置山、水、田、林、路各项措施。马桑溪上段小流域计划治理水土流失面积为11.43km2,如表2所示。

表2 治理方案要素表

马桑溪上段小流域水土流失综合治理工程主要由以下项目组成:

(1)确定坡改梯工程数量。根据土地适宜性评价结果,坡度在8~15°的坡耕地占流域坡耕地总面积的比例相对较大,通过实施坡耕地改造,既能有效保水、保土、保肥,又能控制面源污染,提高土地的综合生产能力,增加流域内粮食产出,促进当地产业结构调整。

根据资金计划安排及当地群众投入能力,规划在马桑溪上段小流域实施坡改梯22.73hm2。坚持突出重点、统筹兼顾的原则,重点整治规模集中,易于改造,近村、近路、近水的坡度(5~15°)相对较缓的坡耕地。

(2)确定保土耕作数量。为减少水土流失、提高小流域粮食单产,在实施坡改梯工程的同时,推行保土耕作措施面积为698.68hm2。

(3)确定封禁治理措施数量。对小流域内水土流失较为严重的疏幼林地进行封禁。根据小流域土地利用现状,小流域疏幼林面积为421.59hm2,实施封禁治理面积为421.59hm2。

(4)土地利用调整结果。合理调整土地利用布局和有效利用土地是治理水土流失的关键。根据马桑溪上段小流域土地利用现状、土地适应性评价和土地利用规划结果,并结合小流域的基本情况,及各业用地产出指标和农村经济发展方向,按照生产用地和生态用地需求,对马桑溪上段小流域土地利用结构进行调整。

从调整后的土地利用结构可以看出,基本农田增加,坡耕地减少,水保林增加,种植结构、产业结构更加合理,森林覆盖率增加,这一举措能够有效促进小流域社会经济的可持续发展。

2 工程总体布置

以小流域为单元,以坡耕地治理为重点,以坡面水系为主线,因地制宜配置工程措施、植物措施和保土耕作措施,实行集中治理、规模治理、连续治理,坚持上下兼顾、沟坡兼治,实行疏堵结合,将传统水土流失治理与面源污染防治结合起来,改善人居环境,建立多目标、多功能、高效益的综合防治体系。按照“山顶荒坡水保林、坡脚缓坡坡改梯、沟凼池渠全配套”的思路,进行山、水、田、林、路、园综合治理,科学布局各项措施。

(1)坡改梯。选择一批坡度较缓(5~15°),土层厚、土质肥,水源充足,交通便利,处于居民点附近的坡耕地,开展集中连片的坡改梯工程。坚持因地制宜、就地取材,宜石则石、宜土则土。

(2)保土耕作。由于目前国家投资水平有限,因此对坡度在25°以下的部分坡耕地采取保土耕作措施。

(3)封育治理。对原有的部分疏幼林地实行封山育林,尽快提高郁闭度。

3 结束语

通过有效调整土地利用结构,采用坡改梯、保土耕作和封育治理等工程布置,产业结构更加合理化,森林覆盖率、水利用效率都相应增加,为落实绿色发展理念、推进生态文明建设和水环境治理奠定了坚实的基础。

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