基于小流域水土保持综合治理措施及配置研究.pdf

环 保 与 节 能水上安全 2023 年 第12 期76作者简介：李世元，男，本科，助理工程师，研究方向为水土保持。基于小流域水土保持综合治理措施及配置研究李世元（宣城市水利局，安徽 宣城 242000）摘要：本文以某小流域项目为例，研究综合治理小流域的措施和配置，首先重点介绍此小流域项目的实际状况，再重点阐述小流域的治理措施和整体布置状况，包含蓄水池、沉砂池、干砌石设计等，同时也要将保护的措施和设计封育项目的措施完整地记载下来。本文在治理效益和土地适宜性的出发点的基础上，以生态安全为基本项目标准，对小流域在保持水土方面的综合治理空间、时间以及数量上的最优化配置进行探索，期冀加快小流域周边经济发展的速度和更好地保护水土，避免水土流失。关键词：水土保持综合治理；工程措施；林草措施；封育措施0 引言小流域水土流失综合治理的核心内容在于改善并充分利用基本农田和建设植被，按照该项目所在区域的地理状况、社会实况和社会经济的发展需求，来建设兼具保持水土效用和生态经济功能效用的综合治理措施，旨在高效利用流域内的水土资源，进而改良和保护水土资源，以达到提升生态和经济双重效益的目的，推动社会经济的长足性发展1。1 项目区概况小流域项目所在区域位于南部皖南山丘区，土层主要构成部分为棕壤，植被覆盖率是 80%，位于亚热带季风湿润性气候，气温平均值是 15.5，常年降水量平均值为 1 400 mm 左右，植被以天然植被为主。水土流失面积 18.22 km2，占流域总面积的 83%。2 建设规模现状小流域预备将治理面积 433 hm2，其中：种植保持水土的生态林 32 hm2，适宜地块选用树盘整地 3 hm2，总的建设了 6 000 个树盘；经济林种植面积为 27 hm2，经济作物为山核桃，一些种植地应先以干砌石挡墙来加固田坎，挡墙总长 1 100 m；泥结碎石道路长3 115 m；建设了 8 座沉砂池和 18 座蓄水池，封禁修复 345 hm2。3 综合治理措施配置原则3.1 合理性原则配置综合治理措施必须遵循实地的自然状况和经济条件2。在尊重实地生产方式和发展状况的前提条件下，按照此地的地形条件来选用相应的配置措施，旨在保持水土，同时也能够提升当地的经济发展水平3。如配置措施符合区域要求、推动当地社会经济的进步并维护了原有的经济发展模式，即可确定配置措施具有合理性4。3.2 综合性、效益性配置措施需因地制宜。在选用小流域为基本单位的基础上，依照山、水、田、林、路的设置来选用综合治理方式。在开展相关作业前，需仔细勘察小流域周边的状况，按照其自然状况和土层条件来开展树木种植作业，保护小流域内的基本农田，同时，也可以确保水土和道路建设的持续性5。在施工期间，各个建设作业应互不影响、互相配合，以确保该地的综合治理系统可以充分地发挥其效用。3.3 治理与开发相结合小流域内治理和保持水土应以综合性为基础，同时也应该重视其推动社会经济发展的作用。以当地的实际状况为准，积极地培养乡村占主导性的产业，加环 保 与 节 能Maritime Safety 水上安全77强其示范作用，对周边村落的经济发展起到带领作用。综合治理和开发建设齐头并进，旨在提升小流域内的经济水平，兼顾长远利益和当下利益。4 总体布置与措施设计4.1 总体布局在设计措施时，应按照实地的真实状况，来改善林草措施、封育生态修复措施以及工程措施等措施的配置。此外，还应该按照因地制宜的原则，在合适的时间做合适的事和在合适的区域种植相对应的植物，实现适地适树，宜林则林，宜灌则灌，建立保持水土综合防治系统。小流域内荒坡和荒山的中上部植被覆盖率低，预备以补种疏林与封育生态修复措施来提高植被覆盖率；流域内立地条件不好、自然修复艰难以及土壤厚度小的上部山坡部分，主要在雨季开展保水保林作业，在合适的区域处集中采用树盘设计，减小汇集的水量和降低坡面水流速度，就可以更好地保水保土，避免水土流失，提升树木生长的速度；山坡中下部区域的沟台地和梯田荒废区域，可以种植经济林，以调节产业结构和提升经济发展水平，其中一些土层应开展田坎加固整修作业；为了符合流域内农业灌溉与林草治理措施的需求，在相邻的经济种植林处和能就近使用的现存塘坝水源点，建设沉砂池与蓄水池，旨在为农业生产提供便利。4.2 治理措施设计4.2.1 蓄水池设计按照 GB/T 16453.42008水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程来开展设计作业。分析流域内地块分布与灌溉面积的实际状况，在此基础上得知流域内总共建设了 18 个蓄水池，单池净容量是 55 m3。蓄水池以单个或两个、三个互相联通的模式建设而成。按照流域内土层质量状况，再结合早期施工经验，将蓄水池设计为矩形断面状，全地埋式。池体挖方施工位置不同，其开挖的方式也各不相同，分成石方开挖和土方开挖两类开挖方式，其中石方开挖和土方开挖分别为 5 座和 13 座，开挖过程见图 1。池体选用砌砖结构，以 M10 砂浆抹涂表层，池顶以预制混凝土来加盖密封，C15 混凝土底板。蓄水池净长、净宽和净深分别设置为7.00 m、3.50 m 和 2.30 m，净蓄水量为 55 m3，壁体和底板的厚度分别为 0.24 m 和 0.25 m；按照蓄水池的大小来确定预制混凝土盖板的总长，每座蓄水池应预制混凝土板 60 m，盖板的宽度和厚度多为 0.50 m 和 0.12 m。密封时，应将 0.50 m0.60 m 的清淤口设置在蓄水池的某角，便于后期清理、检测和维修蓄水池。单一蓄水池工程量为：砌砖 12.12 m3，混凝土 7.44 m3，水泥砂浆抹面面积 78.07 m2，预制混凝土板 60 m，池体挖方工程量 78 m3。图 1 蓄水池施工过程4.2.2 沉砂池设计沉砂池一般建设在蓄水池的前端，被看作是与收集径流的蓄水池相配套的设备，蓄水池水流来源若为现存塘坝的无需配置沉砂池，目前汇集自然径流的蓄水池总配套为 8 座。因为其所在区域的基础不同，沉砂池作业挖石方和土方数量为 3 座和 5 座。沉砂池设置为矩形断面状，壁体和底部都采用砌砖结构，以 M10 水泥砂浆抹涂表层。沉砂池长、宽、深分别设置为 1 m、1 m 和0.60 m，容积是 0.60 m3。池壁砌砖厚 0.24 m，池底厚0.06 m。单一沉砂池施工量为：砌砖 0.86 m3，水泥砂浆抹面面积 4.60 m2，池体挖方 1.50 m3。4.2.3 干砌石田坎设计项目区域内，一些地块土地的使用实况为台地，土壤田坎长时间没有检修，再加上灌溉设备匮乏，土地一般处于荒废状态。此次施工将区域内的石材等充分运用起来，以干砌石挡墙的施工方式来加固荒废的田坎台地，预计建设挡墙 1 100 m，并建立相配套的蓄水池，全面地整治土地，开展山核桃种植作业，加强田块的经济效益和保水保土性能。干砌石田坎高度设置为 1.50 m，顶宽 0.30 m，底宽 0.60 m，基础埋深0.30 m，田坎外侧边的坡度是 78。预计建设 1 100 m，基础土方开挖 199 m3，砌石方 941 m3。4.2.4 田间道路工程设计为顺利开展机械化种植、农业资源输送以及其余农业生产等作业，应当在田间建设生产道路。道路设计应确保田块和居民住宅点之间来往便利，线路走向必须按照自然地理条件来设置，配合田块与小型蓄水蓄排项目，不能高田深挖，尽可能在以往的小道和路线的基础上加宽修建。以泥结碎石来铺设流域内的田间道路，泥结碎石道路的骨料通常是碎石，填充物料和黏结物料则是黏土，碾压紧实后即可成为泥结碎石道路。材料标准为石子尺寸为 24 cm，必须确保碎石处于干净干燥状态，其强度级配应高于 3 级，具备符合施工需求的耐磨性能和强度，颗粒状碎石应有棱有角，形似立方体，避免存在黏土块、植物等有害物质，针片状颗粒占比应低于 20%。粉碎黏土完毕后，其土块的最大尺寸 15 mm，避免采用有机质占比大于 10的土块，塑性指数 11，石屑尺寸是 0.501.00 cm。骨料、黏土浆液和镶嵌物料分别为石子、填充剂和石环 保 与 节 能水上安全 2023 年 第12 期78屑。其配合比为石子黏土石屑=1 0.40 0.20。目前泥结碎石道路施工总长为 3 115 m，道路宽 3 m，厚 20 cm，挖方 1 858 m3，道路修筑 9 328 m2。4.3 林草措施设计4.3.1 水保林设计水保林通常会设置在坡度比较陡峭、土层厚度较小、立地状况差以及离村庄距离较远的山坡顶部或者是上半部分。在了解立地条件的基础上，按照因地制宜的标准来种植树木，尽量选择易存活、耐干旱的优质乡土树种。按照该区域山高、土层薄以及坡度大的特征，该区域的水保林树种通常选用侧柏。苗木的高度预设为：树种高度 60 cm 左右。水保林建设预计 32 hm2，选用树盘整地造林 3 hm2，一般植苗法造林 32 hm2，种植数量共计 80 000 株，苗木需要数量为81 589 株。1）树盘整地措施典型设计。在项目区域内，部分地块的坡度处于 1530 左右，一般会选择树盘的施工模式来整地，整地面积预计为 3 hm2，树盘 6 000 个。树盘预计按“品”形来设置，盘与盘之间横竖成排，水平距离设为 2 m，深 0.50 m 左右，盘选用模具构建而成或石块堆积而成，盘中部区域填补高度在 0.200.30 m 左右，内坡 10.50，外坡 11，半圆内径在 0.600.80 m 间，盘中部区域的高度大于两端。各盘内种植 1 棵树。树盘修建完毕后，将其涂抹成白色。2）植苗造林法水保林典型设计。预计选用植苗法来种植 31 hm2水保林，植株间的行间距为 2 m2 m，2 500 株/hm2，种植点设置为“品”字形，按照预设密度来挖掘种植坑，坑的尺寸比种植树苗根幅略大，种植时应避免植株歪斜、深浅不当。填土作业时，先填表土和湿土，再填生土和干土，分层踩实。在墒情较差时，应用水灌透，再覆盖一层虚土，便于保墒。4.3.2 经济林设计经济林通常设置在避风向阳、土质良好、交通便利以及距离村庄近的梯田和沟台的位置，可间种经济作物或者农业作物，挂果后以经济林生产为主，此次选用的种植植株为山核桃。经济林植株通常选用两年生苗，种植密度是 4 m4 m，625 株/hm2，种植时间是在秋季落叶前后。树苗随栽随挖，保护其根部，种植后踩实。4.4 封育工程设计4.4.1 封育措施设计在生态修复临近的区域，选用简易的标志来标明封育区域，并指派专人看管、建立管护组织；按照国家、省、市、县（区）的相关规定，设立管护乡规民约，推动治理工作的顺利开展。封育范围内选择全年性的、季节性的和轮封轮放的封禁模式。全年封禁期是 3 a，如植被覆盖率明显提升或保水保土功能显著提高后，即可选用后面两类封禁模式，封育年限共 6 a，这样在便于林木成长的同时，也能够满足群众需求。在封育点的出口入口位置，设置明显提醒标志，并设置公路护栏来保护封育区域，以防人畜随意进入。封育面积总共 342 hm2。4.4.2 疏林补植措施设计在项目区域内中上部位置预备选用疏林补密措施，鉴于景观美化的需求，选择了生命力强、色彩层次多样的刺柏、紫荆、百日菊等。以植苗造林的方式来栽种树苗，栽种最佳时节为春节。以疏林补密为标准，按照原有数目总数来确定造林密度和每亩实际补植总数。经勘察测算，区域内疏林补植面积是 10 hm2，刺柏、紫荆、百日菊种植数为共计 1 万株。5 结束语小流域水土保持综合治理是一个复杂程度较高的系统性项目，在综合治理完毕后，小流域治理面积增加了 16.71 km2，地面径流就地汇集下渗，优化了地面径流情况，增加了土层水分含量，同时常流水用量也显著增加，加强了地面径流的利用效率，很大程度上优化了区域内农业生产条件，加强土地的运用效率和产出率，实地施工时应遵循因地制宜的原则，按照流域特征来选用适宜的治理措施，建立科学系统的综合防治系统，在保水保土的同时，也可以有效利用区域内的水土资源，使生态环境处于良性发展的状态。6 参考文献1 贾无瑕.小流域水土流失综合治理对策探究 J.工程建设与设计,2022(16):42-44.2 梁斌.论小流域综合治理措施及在水土保持中的作用 J.工程建设与设计,2021(24):92-93.3 吴洪兵.小流域水土保持综合治理措施及配置 J.珠江水运,2020(17):84-85.4 王丽霞.小流域水土保持综合治理中存在的问题及对策 J.农业科技与信息,2022(4):40-42.5 田莉.论小流域综合治理措施在水土保持中的作用 J.农业开发与装备,2022(12):158-159.