济宁市昙山小流域水土流失治理提升方案探索_金潇男.pdf

80工 作 研 究农业开发与装备 2023年第3期济宁市昙山小流域水土流失治理提升方案探索金潇男（济宁市政务服务中心，山东济宁 272000）摘要：在昙山小流域探索水土流失治理提升，通过小型工程措施、林草措施、封育措施及水土保持宣传、管理等方式，多措并举、多方联动，更好发挥水土保持效益，创造良好的生态、经济、社会效益，促进山地丘陵地区的可持续发展，推动济宁市全域水土流失治理与提升。关键词：小流域；水土流失；封育措施；生态效益0 引言昙山小流域位于济宁市汶上县东北部白石镇，处于泰沂山前冲积扇的下缘，为黄泛区交界带。小流域属北方丘陵区轻度侵蚀区，土壤侵蚀类型主要为水力侵蚀。结合前期治理成果，探索对小流域进行治理提升，在优选措施、提高标准的基础上，通过提升治理更好发挥水土保持生态、经济、社会效益。1 治理提升任务与目标一是治理提升任务。从流域土地利用和水土保持治理现状出发，在对项目区自然条件、社会经济等综合分析的基础上，确定采用工程措施、林草措施、封育措施相结合的综合治理方式。二是治理提升目标。以小流域综合治理为重点，以改善农村水土流失地区的生产生活条件和生态环境为着力点，将小流域打造成风景优美，林丰叶茂的生态文明区域，杜绝水土流失现象。图1 昙山小流域综合治理规划布置图2 总体布置与措施设计2.1 总体布置昙山小流域计划采用工程、林草、封育治理三大措施相结合的方法，科学合理地在流域上游封育水土保持林，中游营造经济林，沟道内配置拦水坝，层层拦蓄，促进坡面与沟道综合治理，减少降水和泥沙下泄，提高项目区林草植被覆盖率，建成有效的水土流失防御体系（见图1）。一是工程措施。计划在沟道内新建1座拦水坝，拦蓄雨水；在三人堂位置下游新建浆砌石谷坊3座，拦蓄泥沙；铺设景观路1 400 m。二是林草措施。计划将小流域中游内2.34 hm2梯田发展为经济林。经树种比较，选用适应土地条件、经济价值较高的桃树新品种。三是封育治理措施。对流域内89.48 hm2的疏林地实行封育治理，严格管护。2.2 工程措施设计2.2.1 拦水坝工程。拦水坝坝址选在沟道最窄处，上游宽敞平坦，以利于拦蓄。坝基地质条件好，岩石完整，岩石风化层薄，渗漏量满足蓄水量要求。根据因地制宜的原则，新建1座拦水坝工程。1）规模及设计标准。拦水坝工程为五级建筑物，工程规模为小型，设计防洪标准为10年一遇最大降雨。2）坝体断面设计。拦水坝采用浆砌石结构，根据沟床和岸坡的情况，拟建拦水坝（表1）。根据砌石坝设计规范，稳定性计算公式如下：PfWGK)(=式中，K抗滑稳定安全系数，4、5级建筑物，系数取1.2；G坝体重量（kN）；P上下游水压力之差（kN），即P=P1-P2；W 浮 托 力 与 渗 透 压 力 之 和（k N），即表1 浆砌石拦水坝规格尺寸表地基类型库容（m3）坝长（m）坝高（m）坝顶宽（m）坝底宽（m）迎水坡背水坡基础高（m）基础宽（m）岩石2000452.012.401：01：0.71.53.081工 作 研 究农业开发与装备 2023年第3期W=W1+W2；f坝底砌体与地基间的摩擦系数，坝基为岩石时取0.60。计算时，浆砌块石容重s=24.0 kN/m3。根据下表验算结果，断面尺寸满足稳定性要求（表2）。3）坝址断面设计洪峰流量（表3）。669.0462.0315.0732.0680.0ttRHJFQ=式中，F坝址上游流域面积（km2）；J坝址上游河道干流平均坡度；式中0.680为一般山丘区系数。表3 拦水坝坝址断面设计洪峰流量计算成果表H24（mm）Ht（mm）Pa（mm）Rt（mm）F（km2）JQ（m3/s）17286.0 40530.2030.056 9.124）拦水坝坝顶溢洪口过水断面设计（表4）。2/3MbhQ=式中，Q溢洪口设计流量（m3/s）；b溢洪口底宽（m）；h溢洪口水深（m）M流量系数，取1.55。表4 浆砌石拦水坝坝顶溢洪口过水断面计算表设计溢洪流量Q（m3/s）溢洪水深h（m）流量系数M溢洪口净宽b（m）溢洪口宽度取值（m）9.120.51.5516.20175）拦水坝工程量统计（表2）。2.2.2 浆砌石谷坊工程。沟道长约220 m，沟上口宽约15 m，沟呈“V”字形。为防止沟道继续下切，减少地表水下泄，拦蓄径流泥沙，采用浆砌石谷坊进行拦挡治理。规划3座浆砌石谷坊均按重力坝标准设计和施工，由坝体和溢洪口组成，坝长16 m，坝高2.0 m，坝顶宽1.5 m，总土石方挖填量108 m3，总坝体砌石量228 m3。2.2.3 景观路工程设计。为方便当地农业生产、促进当地生态旅游业发展，结合地理位置在小流域新建道路1 400 m，采用浆砌片石结构，路面宽4 m，混凝土垫层厚15 cm，浆砌片石厚8 cm，路面坡度按照地形自然坡降。2.3 林木措施设计2.3.1 树种选择与数量。根据自然条件，结合气候、土壤、地形等因素综合分析，选择经济林树种为桃树，种植面积为2.34 hm2，株行距为45 m，数量为 1 170株。2.3.2 栽植与管护。桃树采用大果树坑栽植，规格为80 cm80 cm80 cm，两行树坑呈“品”字形排列。桃树的株高100 cm左右，地径12 cm，为二年生苗，春季种植应在苗木萌动前710天或土壤解冻达到栽植深度时进行。2.4 封育治理措施设计对距离村庄较远的、植被覆盖较差且地面有残次林、疏林（含灌丛），进行封育治理，总面积 89.48 hm2。实施封育治理5年后，林草植被将得到逐步恢复，郁闭度将达0.7，能够达到良好的保水保土作用。2.4.1 封禁方式。实行季节封禁，生长季节封禁，冬季允许村民到林间割草、修枝。抚育管理。结合封禁，平茬复壮，修枝疏伐，择优选育，促进林木生长，加快植被恢复。病害防治。定期检查树木生长情况，加强病虫害防治。2.4.2封育治理措施。封禁宣传。设置封禁与宣传碑，在封育单元的边界、主要交通路口等醒目位置。组织管理。成立护林组织，固定专人看管。护林人员应由村民推选，要求责任心强、能够胜任工作。小流域内每个村庄确定护林员1人。规章约束。制定护林乡规民约，同时加强宣传教育。主要内容有小流域封禁制度、开放条件、护林人员和村民的责、权、利，奖励、处罚办法等。3 施工组织与水土保持监测3.1 施工组织形式、时间与方法施工时间选在非汛期，施工采取先上游，后下游，先毛沟，后支沟，先治坡，后治洼，工程与林草措施、封育治理紧密配合的治理方法，计划实施期为表2 浆砌石拦水坝稳定验算成果表计算情况荷载（kN）GWPf安全系数KG浮托力W1渗透压力W2静水压力计算值规范值自重水重P1P2正常挡水位2.0m282568456111287113500.62.091.05表5 浆砌石拦水坝工程量表（单位：m3）工程名称土方开挖石方开挖防渗槽石方开挖M10浆砌块石重力坝C20防渗心墙M10浆砌块石消力池工程量45083.42.737834.23282工 作 研 究农业开发与装备 2023年第3期一年。景观路、拦水坝等工程施工采用招投标方式进行，造林工程由涉及的村民委员会负责组织实施。3.2 水土保持监测一是监测内容。自然状况监测，社会经济情况监测，水土流失面积、强度与分布监测，水土流失危害监测，水土保持措施数量、质量及效果监测等。二是监测点布设。分别在梯田区、经济林区、封禁区及谷坊、拦水坝工程区选取具有代表性的地段各布设一处监测点。三是监测方法与时段。监测方法采用实地调查和定点观测相结合的方法。监测时段为项目施工准备期开始至项目竣工验收。4 项目后评估与效益分析一是项目后评估。通过跟踪调查，衡量和分析防治工程的实际情况与预测目标的差距，研判其原因，进行水土保持工程后评估，总结经验并改正问题。二是经济效益分析。采用有、无措施对比效益分析法计算经济效益，各项治理措施年均静态效益只计算直接经济效益。发展经济林2.34 hm2，经济效益35 100元；封育治理89.48 hm2，经济效益8 948元；合计效益 44 048元。三是生态效益分析。小流域每年可增加地表水资源利用量5.21万m3，减少土壤侵蚀量900 t，蓄水保水、保土效益可观。四是社会效益分析。通过小流域综合治理与提升，水土流失将得到控制，农业生产条件进一步得到改善，土地利用率提高，产业结构优化，将有力地促进乡村社会的可持续发展。参考文献1 齐云婷，李栋，陈硕，等.济宁市水土流失现状与监测评价分析J.山东水利，2021（7）：91-92.2 张永华，张学建，李申安，等.生态清洁小流域建设助力济宁市美丽乡村创建成效显著J.中国水土保持，2019（5）：61-63.3 董明明，邢先双，郭静，等.孟良崮小流域水土流失动态变化及影响因素J.中国水土保持，2022（1）：59-61.4 李林.践行“两山论”，推进邹城市水土保持工作J.水利科学与寒区工程，2021，4（6）：112-114.5 冯菊霞.铜川小河沟水土流失现状及清洁小流域治理对策探析J.地下水，2022，44（3）：298-300.