小长甸子小流域防治措施布设及效益评估_臧艳.pdf

175 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）小长甸子小流域防治措施布设及效益评估臧 艳（宽甸满族自治县水利事务服务中心，辽宁 宽甸 118200）摘 要：研究现场勘查和实地调查了宽甸县小长甸子小流域状况，采用遥感影像、土地利用图分析不同地形的土地空间分布数据信息，并科学评估小流域水土流失防治效益。结果表明：小长甸子小流域的经济净现值远大于 0，经济内部收益率为 9.37%，大于社会折现率8%，效益费用比大于1，工程采用的防治措施切合当地实际，符合现行技术规范和有关标准，可以为小流域水土保持提供参考依据。关键词：小流域；防治措施；效益评估；宽甸县中图分类号：S157文献标识码：B宽甸县既是边境地区又是少数民族地区，生态环境脆弱，农业基础设施薄弱，经济发展滞后，做好水土保持工作不仅可以保护土地生产能力和耕地资源，还能够遏制土壤侵蚀发展趋势，切实改善生态环境，减轻自然灾害，对于振兴地方经济和提高边境地区的国际形象有着极其重要的意义。鉴于此，本研究以宽甸县小长甸子小流域为例，综合利用遥感影像、土地利用图来解析土地空间分布数据信息，并进一步科学评估小流域防治措施效益，旨在为减少河流泥沙淤积，蓄水保土，涵养水源和防灾减灾等提供参考依据。1 流域概况1.1 自然条件小长甸子小流域位于宽甸县红石镇，总面积为 42.17km2，流域中心坐标为 E1250031.35，N403654.92。地貌类型总体上属于低山区，海拔在 100600m 之间，区内山体连贯，形态各异，沟壑发育，河谷两侧有小型平地，河流下切较弱，沟道比降 22.5。气候属温带大陆性季风气候，四季分明，雨雪丰沛，暴雨特多，冬季漫长，冬有严寒，年均降雨量 1028mm，为东北地区降雨和暴雨中心，年均气温为 6.7，日照时数 2473h，无霜期 160d，全年平均风速为 1.6m/s。全年降雨量的70%集中在 68 月，年际率变化大，且多暴雨。流域内以棕壤土类为主，土层厚度 0.31.5m之间，土质疏松，团粒结构差。林种主要是天然次生林和人工林，原生植物有红松、落叶松、伴生有榭树、山槐、花曲梠、赤杨、蜡树、椴树等，灌木有荆条、胡枝子、映山红等，草木植物有白头翁、秸梗、天南星等，林草覆盖率 76.58%。该区域气候条件良好，降雨量丰富，植物种类繁多，属于重要的水源涵养林区，对于调节气候和保护水源发挥着重要作用。然而，近年来人类不合理开发建设破坏了天然森林植被，形成低质且更新种单一的草灌植被和天然次生林，针业纯林所占比例达到 60%，蓄水保土能力以及生物多样性下降，自然灾害抗御能力较低。1.2 水土流失现状经调查和结合辽宁省第五次水土保持普查资料，依据土壤侵蚀分类分级标准流域内现有土壤侵蚀面积 22.44km2，占总面积 53.21%。水土流失以水蚀为主，伴随有冻融、风力和重力侵蚀，平均侵文章编号:1007-7596（2023）05-0001-04收稿日期 2022-11-01作者简介 臧艳（1968-），女，辽宁丹东人，高级工程师，研究方向为水土保持、水利工程、工程管理等。DOI:10.14122/ki.hskj.2023.05.041 176 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）蚀模数为 2388t/km2a，如表 1 所示。表 1 小长甸子小流域水土流失状况流域面积/km2水土流失强度及所占比例侵蚀模数/t（km2a）-1总面积/km2占比/%轻度/km2占比/%中度占比/%强度/km2占比/%极强/km2占比/%剧烈/km2占比/%42.1722.4453.2112.4555.486.7630.122.018.961.155.120.070.312388近年来，在各级政府和广大群众积极努力下，水土保持工作从传统的分散治理逐渐转向“山水林田路”的小流域综合治理，从单纯的造林治理到防治并重的防护型转变，生态环境得到了一定的改善。2 防治措施布设2.1 勘测分析通过对比分析 1:10000 地形图、最新卫星影像（91位图助手下载）和高分辨率无人机航拍影像（分辨率 0.5m）以及校准、比对实地 GPS 定位，详细了解流域土地利用现状及地形地貌。采用卫星影像或航拍影像，并按照地形地貌对土地利用现状进行解译及图斑划分，考虑地面坡度、坡向及地貌类型等合理划分流域内的图斑1-2。然后结合水土流失防治要求和经济发展的需要，在给定的边界技术下规划和调整图斑，经实地核对并进一步修改，完成土地利用结构和林草措施的布设。依据遥感影像、实地勘查结果和土地利用现状图，经辨读获取不同用地类型分布情况。结果显示，小长甸子小流域总面积 4217.24hm2，其中农地 324.07hm2，占比 6.44%；园地 151.24hm2，占 比 3.59%；林 地 3197.04hm2，占 比 75.81%；草 地 32.2hm2，占 比 0.77%，城 镇 及 工 矿 用 地99.17hm2，占比 2.14%；交通运输、水域及水利设 施 用 地 30.77hm2和 389.54hm2，占 比 0.73%、9.24%；其他土地 2.11hm2，占比 0.05%。流域内耕地面积 324.07hm2，其中旱平地 232.81hm2，坡耕地90.9hm2，水浇地 0.36hm2。2.2 工程措施布设2.2.1 农田防护工程-挡土墙近几年，人类的生产建设活动的增加严重破坏了沟道上游植被，特别是雨季后极易形成洪水，对沟道产生下切，淘刷沟岸造成水土流失。泥沙沉淀淤积在下游沟道平缓地带，又促使沟道水流流向发生改变，水流改造再次造成水土流失。年复一年，小长甸子小流域沟道已是蜿蜒曲折，水流不畅，沟岸冲淘严重，水土流失严重。为改变这种现状，在小长甸子小流域水土流失严重的沟道，进行沟道清理和修筑挡土墙工程，固定沟壁，防止洪水冲淘沟岸和损毁农田，减轻水土流失。经计算，该工程建设挡土墙 794m，其中农田防护工程94m，小河道治理工程700m，如表2所示。表 2 农田防护工程措施序号位置结构长度/m左岸右岸高度/m顶宽/m边坡比类型1雁脖子沟浆砌石7002005001.50.51:0.4新建2堡里浆砌石6030300.80.51:0.12损毁修复合计794264530依据防洪标准和工程等级划分规则，设计建筑物为 5 级，洪水标准为 10a 一遇。2.2.2 农田防护工程-排水沟每逢雨季，部分农田受到上游涞水冲刷及农田内部积水浸泡，粮食生产带来极大危害，同时也产生大量水土流失。目前，农田边为土质排水沟及老旧浆砌石排水沟，经过实地走访，最小过水断面基本可以满足排水需求，但是由于人为活动影响及修建年限过长，土质排水沟排水不畅，浆砌石排水沟部分损毁，并且最初修建浆砌石排水沟时，由于资金限制并没有将该区域彻底治理。为解决该区域农田排水问题，故修建浆砌排水沟，修建尺寸与原渠及过路涵洞尺寸保持一致。修建排水沟 333m，其 中 0.7m0.6m 排 水 沟 255m，0.7m0.8m 排 水沟 78m，墙体每隔 15m 设横向伸缩缝一道，缝宽2cm；原 0.7m0.8m 排水沟有一处损毁长 8m，排水沟墙顶及墙立面水泥砂浆脱落严重，针对墙顶和墙身进行砂浆抹面维修，厚度为 2cm。在建设排水的同时，为方便出行，在排水沟与道路的交叉处建设管涵工程。根据现场实际勘测，177 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）需要建设管涵 3 道，在修建排水沟时将涵管镶嵌在排水沟内。2.3 林草措施2.3.1 红松对于树龄老化、株数少的老板梨园设计栽植红松，在树下空间栽植红松既能够提高植被覆盖度，还不会影响板栗的生长，10a 结塔后就可以用松树园替代板栗园。红松作为林果兼用林既有利于维护生态保持水土，还可以提高土地利用率和当地经济收入。依据同类型治理模式、适地适树原则和立地条件：拟选择红松树种；红松选择 4a 生，地径 1.0cm，栽植密度 840 株/hm2；当年征地，春季植苗，穴状整地呈“品”字型排列，株行距3m4m；选用 4a 生植苗造林，春季栽植，栽植时需要客土；适时除草、松土，抚育 3a，播种造林时可以在苗附近适度踩压，苗木如表 3 所示。表 3 红松苗木数量明细表类型代号名称方式每亩数量规格乔木红松纯种564 年生，地径 1.0cm2.3.2 蚕场补植由于多年来掠夺式的经营方式，造成只放蚕而不养场，树势稀疏，大面积出现沙化，三类蚕场面积增大，柞蚕场的生态环境逐渐恶化，经辽宁省第五次水土保持普查，柞蚕场水土流失机及其严重，林草覆盖率极低，失去了水源涵养的功能，产生了林蚕矛盾。如何解决这个问题使得林蚕兼顾、共同发展是当务之急，根据柞蚕场调查情况全面分析柞其实际现状，对部分蚕场按表 4 分级标准进行补植。表 4 柞蚕场分级标准项目三级(不少于)二级(不少于)一级(不少于)柞树有干墩数/亩3570100无干墩树/亩50100150平均郁闭度0.250.50.7草灌植物平均盖度/%255060茎叶鲜重/kg(m2)-10.51.01.5土壤肥力土层和枯落物层/cm0.512有机质/%0.513柞叶产量/kg亩-175150350岩石裸露及沙化面积占比%不超过 2000选择柞树，蚕场补植；在春季或雨季前进行整地，整地工程防御标准按 5a 一遇 6h 设计暴雨量，块状整体；在坡面上沿等高线呈“品”字形错开排列各坑，每亩地补植 40 墩，每墩 3 株；春季按“三埋，二踩，一提”的方式植苗栽培，控制每穴一株，覆土踏实灌水；幼林抚育：入冬前覆土防寒，苗头压东向南保证地上部分盖严，翌年春扒开并及时松土、除草。2.4 封育措施根据以上整治措施，为促进林草植被自我修复、防治水土流失和杜绝人为破坏，对破坏后的原有林地或根系较好的树种划界封禁，严禁放牧和开荒，利用地下茎蔓延、根部萌芽、天然树种和根株逐渐恢复和发育森林。封禁治理未成林造林地和郁闭度 0.3 的疏林地，与此同时还要实施修枝疏伐、平茬复壮、补植等抚育措施3。为防止重点封禁区周围有人畜进入，对林草植被造成破坏，在人畜频繁活动、人口密集的主要路旁和村镇附近进行围栏封禁，设置明显标志，安排专人管护，严谨取土、放牧和开光。为加强宣传教育，在人口密集村镇、道路岔口、山麓和主要公路旁设立宣传牌，以便周边居民监督4。为达到不反复、有效果、封得住的目标，还要制定封禁区工程公约、通告、管理办法等一系列政策。2.5 项目投资工程投资概算由封禁治理、林草、工程和安全生产措施，独立费用构成5。其中，工程措施包括农田防护工程(挡土墙)、农田防护工程(排水沟)、作业路等措施；林草措施有乔木林、灌木林，封育治理措施有宣传牌，独立费用包括水土流失监测费、勘测设计费、招投标代理费、水土保持监理费和项目管理费。综合治理面积 400hm2，其中红松 53.33hm2、蚕 场 补 植 33.33hm2、作 业 路 1000m，挡 土 墙794m，排 水 沟 333m，封 禁 治 理 313.34hm2（围栏 300m）、公示牌和宣传牌各 1 块。价格水平年2021 年，主要材料依据 2019 年第 3 季度价格信息，苗木、石料按本地区实际价格。经计算，工程总投资 161.50 万元，其中工程、植物、封禁措施 129.55、17.16、1.05 万元，水保其他费用 13.74 万元。178 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）3 效益评估3.1 经济效益计算实施封禁治理后生效年的枝条和活力木产量，乔木林成材后的果品及活力木产量，灌木林枝条掺量，坡耕地治理后经济作物、秸秆和粮食产量等。经计算，工程实施后总产值增加17.99万元/年，坡耕地、水保林和封禁治理经济效益，如表 5 所示。表 5 坡耕地、水保林和封禁治理经济效益措施增产数量/kg（m3）影子单价/元（kgm3）-1面积/hm2年增产量/万 kg、万 m3年增产/万元水保林增产活立木2.2550086.660.0199.50水保林增产枝条11250.186.669.750.98封禁增产活立木0.3500313.340.015.00封禁增产枝条8000.1313.3425.072.51合计(万元)40017.99结合工程投资、国民经济效益和以上评价参数，积极给你计算器内部收益率 9.37%高于社会折现率8%，净现值为 239.84 万元，远大于零。因此，从国民经济角度上，该项目是可行的，项目国民经济评价成果，如表 6 所示。表 6 项目国民经济评价成果见表项目单位指标总经济效益万元287.84投资回收期年10.67经济净现值万元239.84经济内部收益率9.37经济效益费用比1.803.2 生态效益项目实施后，将明显改善工程区生活条件及自然环境，这主要体现在以下 3 方面：治理期末提高 0.92%的林草覆盖率；可有效减少土壤氮磷钾和腐殖质等养分的流失，避免土地石化或砂砾化，增强土壤肥力、抗蚀性和渗透性，改善其理化性质和农业创造条件；植被覆盖度的提高有利于萌生种类繁多的植物，调整气候环境，提高植物蒸腾作用和生物多样性，逐渐恢复工程区生态系统6。3.3 社会效益1）改变劣质的地貌形态，减轻自然灾害和水、土、肥的流失，优化农村生态环境、人居环境以及农村生活条件，增加工程区绿化程度、生物产量、植被面积和土地使用价值，增强广大群众致富的决心，为流域内开展更高层次的建设提供有利条件7。2）将传统的生态建设模式与现代生态农业相结合，带动牧、渔、副、农、林等产业的发展，加快流域生态经济生产基地和农业产业化进程。3）在拓宽产业结构和提高基础设施水平的同时，更加科学地开发和利用自然资源，逐渐转变粗放型农业经营方式，更好地保护天然林地，为合理利用自然资源提供有力保障。4 结 论经计算，宽甸县小长甸子小流域水土保持项目的经济内部收益率为 9.37%，大于社会折现率 8%，经济净现值远大于零，经济评价指标优越，从国民经济角度分析项目可行。工程采用的防治措施切合当地实际，符合现行技术规范和有关标准，从技术上是可行的。项目实施后既能够有效减轻自然灾害、改善生态环境和农业生产条件，实现农民增收及粮食增产，还可以促进当地经济发展，为未来开展更高层次的流域建设奠定坚实的基础。参考文献：1 方芳小凌河流域水土流失现状及水土保持措施研究 J.黑龙江水利科技，2017，45(01)：76-782 郑国权，杨宪杰，温美丽，等广东省小流域综合治理效益的定量评价以清远市瑶安小流域为例 J.水土保持通报，2016，36(04)：237-2433 庞敏，史淑娟，同新奇，等小流域综合治理生态效益估算与国民经济评价 J生态经济，2009(08)：174-1774 张晶水土保持综合治理效益评价研究综述 J水土保持应用技术，2015(04)：39-425 王锁.“降水水土保持径流”统计模型在辽宁大凌河流域水土保持效应分析中的应用研究 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