江丹口库区及上游水土保持工程石泉县中坝河项目立项区中坝河小流域初步设计-学位论文.doc

丹江口库区及上游水土保持工程石泉县中坝河项目区中坝河小流域初步设计

丹江口库区及上游水土保持工程
石泉县中坝河项目区中坝河小流域

初步设计
1.基本情况

1.1自然条件
1.1.1流域概况
中坝河小流域位于石泉县城南部，距县城26公里，在喜河库区左岸，地理坐标为：东经108°08′～108°14′，北纬32°52′～32°57′。流域内主要包括汉江右岸的赵家沟、汉阴沟、南沟河、荒山沟、邓才沟和风沟共7条支沟以及汉江干流右岸9km的江岸，除风沟直接汇入汉江外，其它五条支沟均汇入中坝河，中坝河在后柳镇群英村进入汉江喜河库区。流域总面积49.74km2，水土流失面积29.23km2，占总面积的58.8%。主要治理区地处南部巴山区，在人口较集中的沟边、公路旁，海拔高程在340m—1381m之间，相对高差1041m。
1.1.2 地质、地貌
⑴地质
中坝河小流域在我县水土保持区划中划分在巴山中度流失区。地质构造为巴山大断层属杨子地台边缘，构造以褶皱为主，裂隙发育。山顶普遍剥蚀严重但比较平缓。裸露岩石较多，土薄石厚，岩石破碎。出露岩性主要有黑云母片麻岩、石英岩、花岗岩和硅质岩。
⑵地貌
中坝河小流域地处汉江下游喜河库区上游，地貌类型为巴山山系,山峦迭嶂,沟坡纵横,沟壑交错,沟谷外窄内宽，流域地势呈东西走向，西北高东南低，山体比较宽厚，山顶较为平缓，山势多呈浑圆形山脊，坡脚多出现局部山间坝子和宽阔河谷。
沟内地形起伏较大，山坡自然坡度在5°—60°之间。小流域内土地总面积49.74km2，其中坡度小于5°的土地面积397hm2，只占总面积8%；坡度5° ～15°的土地面积 422 hm2，占总面积8.5%；坡度15°～25°的土地面积 1212hm2，占总面积24.4%；坡度25°～35°的土地面积 1818hm2，占总面积36.6%；坡度大于35°的土地面积1125hm2，占总面积22.5%。中坝河小流域地面坡度组成见表1－1。
表1－1 中坝河小流域地面坡度组成表
土地 总面积 (km2)
坡 度 组 成
<5°
5°～15°
15°～25°
25°～35°
>35°
面积 (hm2)
占比例 (%)
面积 (hm2)
占比例 (%)
面积 (hm2)
占比例 (%)
面积 (hm2)
占比例 (%)
面积 (hm2)
占比例 (%)
4974
397
8.0
422
8.5
1212
24.4
1818
36.6
1125
22.5
1.1.3 土壤、植被
⑴土壤
根据石泉县农业局土壤测肥实验报告，中坝河小流域土壤类型主要有水稻土、黄棕壤、棕壤三类。水稻土主要分布在河、沟两岸的河漫滩阶地上（一级阶地），是本流域的高产农业土壤，PH值为6.5，土层厚度大于70cm，水稻土中有机质如氮、磷、钾含量丰富，土壤养分结构合理，适宜水稻生长；黄棕壤分布在沟、河两岸（二级阶地）的梯坪地及缓坡（10°—15°）耕地上，是主要旱作物和林、草宜生土壤，PH值在7左右，土壤中氮、磷、钾含量仅次于稻田，但高于陡坡耕地，土层厚度20—50cm；棕壤分布在流域的支毛沟内，其氮、磷、钾含量低于水稻土，但也适合水稻生长，产量低于主沟、河道两岸的河滩地稻田，土层厚度15～40cm。土壤多呈中性至弱酸性，通透性能较好，土壤质地以壤土层居多，保水、供肥能力较差，有机质含量中等，肥力基础较好，土壤保肥性总体属中等水平。山体裸露岩体较多，地块零散，夹杂分布较多的坡积土，因此，土壤的理化性状较好，适宜各类植物和农作物生长。详见表1－2。
表1－2 中坝河小流域土壤理化性状表
土壤
类型
平均土层厚度(cm)
土壤容重(t/m3)
土 壤 养 分 含 量
PH值
有机质(%)
全氮(%)
速效氮(ppm)
全钾(%)
速效钾(ppm)
全磷(%)
速效磷(ppm)
黄棕壤
50
1.3
1.55
0.18
85
1.52
50~150
0.11
6.42~8.17
7
水稻土
70
1.28
1.85
0.15
77.5
1.65
85.00
0.12
7.80
6.5
⑵植被
中坝河小流域内没有规模性的连片森林，近年在石泉县县委、县政府坚持“生态立县、蚕桑大县、旅游兴县、城市靓县”的县域经济发展思路指导下，兴桑养蚕、新农村建设示范等项目相继在部分村、组试点实施，村落、民居、沟边营造了一些美化环境、发展庭院经济的四旁林，在公路边划定了一些退耕还林封禁区，流域内现有植被类型多样，山上主要为灌木林和针叶、针阔混交林，主要树种以人工栽植、飞播的松、栎、柏为主，在沟谷及浅山、近村地带的坡地、地埂上，非规模性的分布着桑树、板栗、桃李杏、毛竹等经果林。流域内现林地面积3398hm2，其中用材林653hm2，占林地面积19%；栎类薪柴林611hm2，占林地面积的18%；疏、幼林地较多2134hm2,其中疏林926hm2，幼林1208hm2，占林地面积的63%。还有以桑树为主的经果林为242hm2。全流域森林覆盖率为31%。就林木结构分析，用材林面积较小，灌木林面积大，疏幼林比重大，经济林面积小。流域内是“远看绿油油，近看水蚀流”，水土保持植物措施亟待加强提高。
1.1.4 气象、水文
⑴气象特征
中坝河小流域紧靠县城，石泉县气象站资料显示流域内气象资料年平均气温14.6℃，最高气温41.4℃，最低气温-10.2℃，四季分明。多年初霜期始于11月中旬，终霜期止于来年3月中旬，无霜期多年平均242天。大于10℃积温3507℃，年均日照时数1812 h，夏季日照总时数为658.8h，光照充足。全年多东南风，年均风速1.4m/s，年均大风日数11.8天，属亚热带季风性气候。自然降水受季风影响，具有强烈的季节性，多年平均春季占21.8％，夏季占43.5％，秋季占32.1％，冬季占2.6％。历年降水年际变化很大，年最大降雨量1359.5mm（1964年），年最小降雨量仅575.5mm（1966年），月、季、年分配极不均匀。多年平均降雨量为877.1mm，雨量相对充沛。充足的光照、丰富的降水和宜人的气温非常适宜作物生长。（表1－3）。
表1－3 中坝河小流域气象特征表
观测 站名
气温( 0C)
年均降雨量(mm)
7~9月降雨量 (mm)
暴雨天数
≥10℃积温 ( 0C)
无霜期(d)
年均日照时数(h)
太阳总辐射量(J/cm2)
年最
高
年最
低
多年
平均
最大
量
年份
最小
量
年份
多年
平均
石 泉
41.4
-10.2
14.6
1359.5
1964
575.5
1966
877.1
456
2
4527
242
1812
53.23
⑵水文
中坝河小流域属汉江南岸支流，包括赵家沟、汉阴沟、中坝河、南沟河、荒山沟、邓才沟和风沟共7条支沟，比降在20.0‰—80.0‰之间。流域地处安康市“第一暴雨区”，按照《安康地区水文手册》和流域洪水调查资料，结合石泉水文站实测年最大24h暴雨资料系列，经计算：中坝河小流域10年一遇24h最大点雨量值为139.4mm， 6h最大点雨量值为95.7mm; 20年一遇24h最大点雨量值为165.7mm ， 6h最大点雨量值为114.3mm，只要合理调节利用，正常降水可以满足区内各项生产、生活用水的需求。流域内频率P=10%、P=5%的1h、3h 、6h、、12h、24h，多年平均最大降雨量结果见表1－4。
表1－4 中坝河小流域1h、3h 、6h、24h暴雨量计算成果表
历 时
频 率
1
3
6
12
24
Ht10%
21.11
55.36
95.7
115.5
139.4
Ht5%
23.37
67.84
114.26
137.62
165.75
由于各支沟无实测暴雨、流量资料，由《陕西省水文手册》中汉江干流多年平均径流模数M0=17.2/(F0.015)、汉江南岸支流多年平均径流模数M0=27.3/(F0.1)，汉江北岸支流多年平均径流模数M0=62.8/(F0.156)。按照本地《安康地区水文手册》查得：中坝河小流域划分在“任洞区”，各项水文参数查表、查图计算结果如下：
中坝河小流域多年平均径流深380mm，地表径流量为0.19亿m3，径流模数17.61t/年.km2。
中坝河小流域近几年通过支农项目扶持资金的倾斜，农田灌溉系统得到基本配套，水源均以沟溪自然引水为主，但标准低、质量差，如土渠渗漏，堰塘严重淤塞，农田防护堤残缺不全的现象比比皆是，流域内现有各类水利设施（塘堰、水井，蓄水池、抽水站）年供水量仅12.04万m3/年，但在旱季，由于降雨少，河沟来水量不足，时常出现沟溪断流无水可引，大部分的农田灌溉难以保障;而在雨季又会出现坝毁渠塌水断的现象。（水资源利用情况见中坝河小流域水资源利用现状表1－5）
表1－5 中坝河小流域水资源利用现状表
水 源 情 况
输水管（渠）
抽 水 站
需要解决灌溉条件
需解决生活用水
水 库
塘 堰
水 井
蓄水池（窖）
数量(座)
年供
水量
(万m3)
数量(座)
年供
水量
(万m3)
数量(眼)
年供
水量
(万m3)
数量(口)
年供
水量
(万m3)
长度(km)
年供
水量
(万m3)
装机容量(KW)
年供
水量
(万m3)
水田
(hm2)
果园
(hm2)
梯坪
地(hm2)
人口
(人)
牲畜
(头)
0
0
3
2.7
5
3.65
95
0.855
4
1.86
11.0
2.97
73.2
5
75
2142
1147
1.2 社会经济状况
1.2.1 人口与劳动力
中坝河小流域在石泉县中坝乡、后柳镇辖区内，含柏桥村、长安村、汉阴沟村、中坝村、瓦屋村、牛石川村和群英村共7个行政村，42个村民小组，1529户，5378人，其中农业人口5354人，有农业劳动力2422个，农业人口密度为108人/km2，流域内人口自然增长率为3‰。据县级社保部门调查统计，流域内有40 %的劳动力在农闲进城或外出务工。
1.2.2 土地利用现状
中坝河小流域耕地面积898hm2，占流域总面积的18.05%，其中：水田183 hm2，占耕地面积 20.4%；梯坪地 150hm2，占耕地面积16.7%；坡耕地565hm2，占耕地面积63%，坡耕地中25°以下的坡耕地278hm2，占耕地面积 31 %， 25°以上的坡耕地287hm2，占耕地面积 32%。经果林面积242 hm2，占总面积的4.9%。林地面积3398hm2，占总面积的68.3%。荒山荒坡 224hm2，占总面积的4.5%。水域27hm2，占总面积的0.5%。难利用地151 hm2，占总面积的3%。居民工矿及交通用地19hm2，占总面积的0.4%。流域内人均土地0.92hm2/人，人均耕地0.17hm2，其中基本农田人均0.93亩，低于全县人均1.05亩的平均水平，尤其在公路边、集镇旁的村组人多地少的矛盾更为突出。
流域内耕地中的大部分水田都分布在各支沟的沟旁滩地及支毛沟的汇流处，梯地与坡耕地主要分布在丘陵、低山为主的沟旁阶地上；用材林（有林地）653hm2大部分在海拔500 m以上的中山上，村落、沟侧有零星分布，近年栽植的疏幼林2134hm2主要分布在海拔500m以下的山坡地上；撂荒造成的荒山荒坡分布与疏幼林基本相同。
由土地利用分布现状可以看出，其土地利用结构和利用方式是不合理的；流域各支毛沟汇流处坝地土地平整，住户密集，人多地少，近年耕地保存率呈逐年下降的趋势；流域内大量的坡耕地种植的主要是农作物，植被覆盖率低、生产扰动大，流域地处暴雨中心，坡耕地和荒山荒坡是水土流失的高发区，各支沟中上游比降较大，暴雨产生的洪水在中上游形成冲刷，将泥沙淤积在下游沟道，使下游坝地的住户和农田受到极大的威胁。坡耕地广种薄收，造成了严重的水土流失，破坏生态环境，浪费了土地资源和大量的劳动力，制约了农业生产及农村经济发展。耕地坡度组成见中坝河小流域耕地坡度组成表1-6。
表1-6 中坝河小流域耕地坡度组成表
土地总面积 (hm2)
耕地
耕 地 坡 度 组 成
面积 (hm2)
占土地面积(%)
<5°
5°~15°
15°~25°
25°~35°
>35°
面积 (hm2)
占比例 (%)
面积 (hm2)
占比例 (%)
面积 (hm2)
占比例 (%)
面积 (hm2)
占比例 (%)
面积 (hm2)
占比例 (%)
4974
898
18.1
333.0
37.1
155
17.3
123
13.7
207
23.1
80
8.8
本小流域土地结构调整的发展方向为建设高标准的农耕地，并大力发展核桃、桑、油桐等经果林。
1.2.3 农村经济状况
⑴农村产业结构
本流域农业总产值958.5万元，其中农业产值958.5万元，占总产值35%；林业产值157.8万元，占总产值16%；牧业产值320.4万元，占总产值33%；渔业产值 5万元，占总产值1%；其它产值143万元，占总产值15%。农村经济总收入1080.3万元，农民人均纯收入2011元。
⑵农业生产
中坝河小流域内现有耕地面积898hm2，其中基本农田333hm2，粮食作物种植面积占耕地面积的80%，以水稻、小麦、玉米为主，大都种在河谷梯地、水田和缓坡地上。粮食总产量207.6万kg，平均粮食单产154kg/亩，基本农田平均亩产335kg，人均产粮387.4kg，基本满足生活需求。经济作物种植面积只占20%，经济作物主要是在河滩地（一级阶地）上种植蔬菜，在坡地上以油菜、薯类为主。（粮食生产现状见表1－7）
表1-7 中坝河小流域粮食生产现状表
农业人口（人）
播种总面积
基本农田
粮食产量
基本农田粮食产量
总计 (hm2)
平均 (hm2/人)
总计 (hm2)
平均 (hm2/人)
总计 （t）
播面单产 (kg/hm2)
总计 （t）
播面单产 (kg/hm2)
5354
898
0.17
333
0.062
2076
2312
1673.3
5025
⑶林业生产
林业收入主要来源于兴桑养蚕和少量经济林果，产值157.8万元，流域内林业纯收入32万元。
⑷牧业生产
牧业收入主要来源是户养的生猪和鸡，另有少量牛羊出栏。其中：生猪年出栏4100头，鸡8000只，牛80头，羊400头。各类家畜、家禽以传统模式农户家中散养居多，饲养来源主要是自产的粮食玉米和部分农作物秸秆、茎、叶野菜等，很少购买成品饲料。通过产业扶持，流域内已发展小规模的养猪专业户12户，投工及饲料用量较大，成本高，相应纯收入较低。
⑹本流域农村经济发展存在的主要问题
①坡耕地面积大，占耕地面积的64%，水土流失严重，地力减弱，粮食产量低而不稳，群众广种薄收。
②农村基础设施起步晚、规模小、标准低、维护少，总体相对薄弱，公益性建设项目投入不足，没有建立持续发展机制，农民各自为阵，抵御自然灾害的能力较弱。
③以兴桑养蚕、高效农业为主导产业的农业经济发展速度缓慢，不具规模，没有抵御市场风险的能力。人均经果林面积虽然有0.68亩，但标准低，老劣苗多，影响了群众的经济收入，为粮食型土地结构。
④具有地方特色的休闲旅游、生态旅游相关的种植业、服务业等产业太少，与规划中的“后柳水乡”建设差距较大，群众缺乏多元增收的途径。
⑤整体推进新型农业的观念淡漠，小农经济意识浓厚，农村经济持续发展后劲不足。
1.2.4 农村基础设施状况
中坝河小流域位于县城南部，各支沟以村为单位，新修的通村水泥道路于之相连，交通较为便利。流域内的农网改造全部通电到户。近年，实施的小型农田水利建设项目，以沟溪引流、小型提灌设施，配套“小工程、大群体”项目和农村安全饮水等项目，初步解决了农村户户通自来水问题，农田灌溉条件也得到了一定的改善，现有水利设施中，仍在发挥作用的水利设施有塘堰3座，容量2.7万m3；机电井5口，蓄水池（窖）95口，渠道4km，抽水站2座，装机容量11kw。由于连续几年不同程度的洪涝灾害，损毁严重，难以满足农田灌溉需求。有50%以上的农户已使用省柴灶，群众生活燃料主要是树木枝桠、农作物秸秆，少部分农户使用燃煤、燃气，在县城购买。流域内有35户农户新近建成沼气池。临路、近村的土地，肥料以猪、牛粪等农家肥为主，边远坡地用化肥。
1.3 水土流失和水土保持现状
1.3.1 水土流失状况
按照陕西省水土流失分区公告，中坝河小流域水土流失分区划分在巴山中度流失区。流域总面积49.74 km2，水土流失面积29.23km2，占总面积58.8%。其中轻度流失551hm2，占流失面积18.9%；中度流失1370hm2，占流失面积46.9%；强度流失780hm2，占流失面积26.7%；极强度流失195hm2，占流失面积6.7 %；剧烈流失27hm2，占流失面积0.9%。流域内的水土流失类型中的轻度流失地主要分布在疏、幼林地内，中、强度流失分布在坡耕地、部分疏幼林及荒山荒坡内，极强度、剧烈流失分布在25°～35°坡耕地和覆盖度＜30%的荒山荒坡。
流域内水土流失主要是水蚀：降雨使裸露坡面形成冲沟、集流，汇流于沟溪成为暴雨瞬时激流，加之沟溪中上游自然比降较大，在缺乏缓流、拦沙措施时，极易对坡脚形成冲刷伴发崩塌、泥石流，造成严重的水土流失。由于我县地处暴雨中心，年均降雨量为877mm，且降雨主要集中在每年的5—10月份的汛期，其中在7、8、9月三个月降水最多，占全年降雨量的52%以上，也是洪涝、泥石流灾害最为严重的时段。
根据《石泉县农业区划报告》对中坝河小流域调查，年平均土壤侵蚀模数为2850t/km2，年平均土壤流失量14.18万t。
1.3.2 水土流失的危害
⑴降低土壤肥力。随着流失，肥沃的表土层被大量剥蚀，大面积性状不良的土层出露，土壤质地变差，保水保肥能力下降，干旱威胁日渐增大，土地肥力下降，农作物产量不断降低。
⑵破坏土地资源。水力浸蚀形成侵蚀沟，洪水冲刷使沟底不断下切，引起局部堤岸崩塌、滑坡等，在暴雨时形成泥石流，使可利用的土地不断减少，裸露岩石增加，破坏地面表层。
⑶加剧洪涝灾害。严重的水土流失容易引发洪涝灾害，造成水源涵养能力差，一旦遇到暴雨，河水暴涨，泥沙俱下，极易泛滥成灾。
1.3.3 水土保持现状
近年来，在县委、县政府的正确领导下，统筹安排，实行支农项目资金捆绑。中坝河小流域已部分实施了小型农田水利建设、退耕还林工程和东桑西移等具有一定的水保功能的建设项目，新建和恢复的各项措施有：梯田39hm2、蓄水池95口、排灌沟渠4km、谷坊5座、水保林455hm2　、疏溪固堤1.9km、建沼气池35座、省柴灶765个、舍饲养畜14间。这些项目的实施，对小流域综合治理、控制水土流失起到了一定的缓解作用。
由于我县近年没有水土保持治理专项资金且又是山区贫困县，地方财政和群众经济基础薄弱，生态环境建设、基础设施的投入资金来源匮乏，对极易引起水土流失的坡耕地、荒山荒坡等综合治理程度不够。流域内还有565hm2坡耕地（大于25°的坡耕地287 hm2）亟待治理，还有疏幼林2134hm2，因撂荒形成的荒山荒坡224hm2等水土流失易发区，有待封禁治理；由于水利设施不配套、土渠渗水严重，干旱缺水插不上秧，粮食产量低而不稳。群众生活燃料主要来源于林地，且牛羊散养，致使林地郁闭度逐年下降，水土流失日渐严重，生态环境急剧恶化，加之目前一些群众对水土流失的危害性认识不足，仍在不同程度的破坏植被，人为造成新的水土流失。

2.建设目标、规模和工程总体布局

2.1 建设目标
石泉县县委、县政府高度重视经济建设与生态环境建设的协调发展，倡导绿色产业，正在着力打造一个具有陕南特色的“山绿、水清、人富”的新石泉，坚持以“生态立县”为主题，走“蚕桑富县、旅游兴县、城市靓县”之路，把“丹江口库区及上游水土保持工程”列为当前重点建设项目首要位置，县委、县政府主要领导从项目规划、设计布置上明确提出具体的规划思路，“水要清、人要富、景要美”为治理目标。根据中坝河小流域所在的“中坝河项目区”及《丹江口库区及上游水土保持工程陕西省石泉县中坝河项目区可行性研究报告》制定的治理目标、措施等总体控制性指标，结合现场勘察的流域现状，结合群众意愿，制定中坝河小流域综合治理的具体目标为：
(1)治理水土流失目标
治理水土流失面积2923hm2，治理程度达到100%，土壤侵蚀量减少70%，必须实现 “水清”的目标。
(2)改善生态环境目标
围绕“城市靓县、旅游兴县”的建设目标，依据“大封禁、小治理”的原则，确定林草地面积达到宜林宜草面积的100 %，综合治理措施保存率达到90%，使2134hm2的疏幼林实现生态修复。结合中坝河项目区内“中坝大峡谷”和“后柳水乡”的景区的开发，使本小流域成为一个山青水秀、花果飘香的生态旅游休闲农家乐园，满足“景美”的要求。
⑶发展农村经济目标
结合本流域水土流失现状和当地群众生产、生活条件，在加强现有基本农田防护安全的基础上，努力提高粮食单产，使人均年产粮达到 400kg；通过土地利用结构的调整，发展蚕桑林果产业，让群众能在短期内见效增收；以自然沟溪为单位，依托农家休闲旅游，围绕第三产业，建立立体化的城郊型农村特色经济，达到当地群众人均纯收入比平均水平提高30%的目地，实现“人要富”，使治理成果稳得住。
全面实现生态改善、农民增收、经济发展“三赢”的大生态、大水保之目的。
⑷其他
通过小流域水土保持治理工程，综合配套，使流域内生态面貌、生态环境和居住环境得到全面改善，达到人与自然和谐，促进流域内农、林、牧、副业的全面发展, 确保“一江清水供北京”，实现山川秀美、人民富裕。
2.2 工程布局和建设规模
2.2.1 生产用地和生态用地的划分
本流域现有农业人口5354人，基本农田333hm2，人均0.93亩。按我县人口自然增长率3‰计算，建设期末即两年后人口将达到5386人。要达到人均1亩基本农田的建设目标，在现有坡耕地565hm2中需新修基本农田49hm2。为确保群众收入增加及产业开发，实现人均增收目标，结合流域综合治理调查的群众意愿，需发展经济林果155hm2。规划期末生产用地为851hm2（耕地382hm2、植物篱防护耕地72 hm2、经果林397hm2）。
对流域内原有的疏幼林2134hm2实行封育管护，将224hm2荒山荒坡营造为水保林，发展人工草地2hm2，治理期末生态用地达到4123hm2。
2.2.2 土地利用规划
⑴生产用地土地分级与适宜性评价
本流域现有耕地898hm2，经土地分级及适宜性评价：一、二、三级耕地488hm2，地面坡度为＜5°、5°～15°，主要是沟道两侧的坝地、沟台地，地块相对完整，距村庄、道路、河流都近，水源条件好，适宜种植水稻、油菜、小麦、玉米等农作物和发展大棚蔬菜为主的高效农业，以及坡改梯，栽植经济林、果木林。四级耕地123 hm2，地面坡度为15°～25°，一般在沟道中下部，地块比较完整，距农村住户、村级道路有一定距离，灌溉水源引用沟道、溪水，作为保留的坡地，适宜发展经济林和耕地，采取植物篱或水土保持农业耕作措施。五级耕地287hm2，地面坡度大于25°，在沟道的上部，地块零星破碎，距村庄、道路、河流都较远，水源条件差，只适宜营造水保林。详见土地分级和适宜性评价表2－1。
表2－1 中坝河小流域土地分级及适宜性评价表
评价指标
评 价 等 级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
地面坡度
＜5°
5°--10°
10°--15°
15°--25°
25°--35°

土层厚度
＞70cm
＞70cm
＞70cm
50--70cm
30--50cm

地块完
整情况
完整
完整
较完整
较完整
破碎

距离
近
近
较近
较近
远

水源条件
近
近
近
较近
较差

土地适
宜性
水稻、油菜、小麦、玉米
水稻、小麦、玉米
水稻、小麦、
玉米
坡改梯、经济林、农耕
水保林

⑵土地利用规划
我县农林业发展过程中的成功经验表明，合理调整农林牧用地比例，提高土地利用率是农林牧协调发展、增加土地产出量的基础。根据流域的自然环境和水土流失严重的状况，实现生态与经济效益的优化配置，对生产用地和生态用地进行如下调整：
本区治理方向和措施布局如下：
⑴15°以下全部作为农业用地，并配套坡面水系工程；其余部分采取等高植物篱措施进行保土耕作；
⑵15°～25°坡耕地营造经济林，并选典型区种草发展畜牧业；
⑶对25°以上的坡耕地造经济林和生态林，生态林采取阔叶、针叶混交模式；对疏幼林地全部封禁治理，荒山荒坡营造水保林的方式，并推行沼气池等能源替代以及舍饲养畜的示范点；
⑷在流域内部分侵蚀严重的支毛沟修建谷坊；
⑸对现有支毛沟及保护农田的塘堰进行整治；对于部分冲刷严重对两岸农田有较大影响的溪沟进行整治。
2.2.3土地利用结构调整
一、调整原则
根据现有耕地面积的实际情况，结合流域内的土地利用现状，并充分考虑当地产业发展结构来进行土地利用结构调整，在优先保证人均基本农田达到1亩的基础上，在采取植物篱保土措施的前提下，适当保留部分坡地；结合当地人民意愿，适当扩大经果林面积，提高农业用地产出率使农民增加收入，使流域内的农业产业结构更加合理。
二、调整方向
针对人均经果林面积较少，坡耕地和疏幼林面积较大，植被覆盖率较低，需要改造坡耕地，设计对5°～15°的坡耕地部分改建石（土）坎粮梯，剩余部分采取保土耕作措施，并补充等高植物篱的水保措施；15°～25°的坡耕地部分坡度较缓、耕作条件较好的可补充等高植物篱进行保土耕作，其余的营造经济林，并选典型区坡耕地种草发展畜牧业；对25°以上的坡耕地营造经济林，立地条件差的造生态林；对山上的疏幼林地全部封禁治理；荒山荒坡“封禁＋补植”，全部绿化。
<5°耕地333hm²作为基本农田保留；
5°～15°中有条件的坡改粮梯面积为49hm²，其他的坡耕地全部补充等高植物篱进行保土耕作和种草面积为2hm²；
15°～25°全部营造以桑和油桐为主的经济林；
>25°坡耕地中立地条件较好的营造以油桐为主的经济林，和5hm²的核桃，其余287hm²坡耕地造生态林；
荒山荒坡224hm²“封禁＋补植”的方式；
疏幼林及部分郁密度较低的灌木林地2134hm²，进行封禁治理。
三、调整结果
根据上述原则进行土地利用结构调整，确定流域内农、林、牧、渔各业用地规划面积如下，调整后土地总面积49.74km2，其构成是：
耕地454hm²，其中水田183hm²，梯地199hm²，保土耕作72hm²。
经果林地397hm²。
林地：3909hm²,其中有林地914hm²,灌木林861hm²,疏幼林地2134hm²。
草地：17hm²。
其它：其中水域27hm²,难利用地151hm²，居民及交通用地等19hm²。
调整后的农业生产用地由现有1140hm2减少到851hm2，林业用地由现有3398hm2增加到3909hm2，荒山荒坡由现有224hm2减少到零。流域内的水土流失面积得到全部治理，使林草植被由治理前的73.5％增加到86.4％，生产用地由23％下降到17％，生态用地由治理前77％上升到治理后83％。（见附表3）
2.2.4 建设规模
本流域规划坡改粮梯49hm2（石坎梯地42hm2，土坎梯地7hm2）；新建经济林155hm2；人工种草2hm2；植物篱72hm2；营造水保林511hm2；封禁治理2134hm2；共治理水土流失面积2923hm2。新建蓄水池27口，沟渠13.5km，沉沙池27口，田间道路3.0 km，谷坊22座、拦沙坝1座，疏溪固堤2.4km，新建沼气池30座，省柴灶30个，舍饲养畜30间。

3.工程设计

设计基础资料：中坝河小流域由位于汉江右岸的赵家沟、汉阴沟、中坝河、南沟河、荒山沟、邓才沟和风沟七条支沟组成。各支沟情况分述如下：中坝河沟道总长度L=22.01km、平均比降i=16‰、流域总面积F=80.08km2；汉阴沟沟道长度L=4.06km、平均比降i=79.5‰、流域面积F=7.52km2；风沟沟道长度L=9.55km、平均比降i=39.4‰、流域面积F=24.73km2；南沟河沟道长度L=2.05km、平均比降i=36.8‰、流域面积F=2.91km2。
表3－1 中坝河小流域各支沟主要特征参数
河沟名称
流域面积（Km2）
河长（Km）
比降（‰）
备注
中坝河
80.08
22.01
16

汉阴沟
7.52
4.06
79.5

风沟
24.73
9.55
39.4

南沟河
2.91
2.05
36.8

设计依据及标准：根据《水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术》（国标GB/T16453.3-1996）和《水利水电工程划分等级及设计标准》（SDJ12-90）、《防洪标准》（GB50201—94），中坝河小流域水利工程为五等五级建筑物，正常运行洪水标准为10年一遇。
3.1综合治理措施
3.1.1 坡面整治
根据该流域的地形、地貌特征和水土流失特点，经现场勘察，结合规划治理期末的建设目标和总体布局，主要地块内的坡耕地需要进行坡面综合治理。按照水利部《水土保持综合治理技术规范》（GB/T16453.4-1996标准），进行设计、校核。
根据水利部《水土保持综合治理技术规范》（GB/T16453.4-1996标准），坡面整治中的坡改梯防御暴雨标准为10年一遇3h—6h最大降雨量、小型蓄排工程防御暴雨标准为10年一遇24h最大降雨量。该流域综合治理的坡面整治主要布设在坡改粮梯：图斑号340-1，坡面面积为6.64hm2；图斑号295，坡面面积为14.5hm2；图斑号为167，坡面面积为9.57hm2；斑号176，坡面面积为12.22hm2；图斑号113-1，坡面总面积为7.0hm2。以图斑号167作为典型进行设计、校核：
该坡面面积为9.57hm2，规划石坎梯地9.57hm2。土壤为黄棕壤土，其土壤入渗强度0.48mm/min，根据10年一遇1h最大降雨量21.11mm时，计算10min最大降雨强度3.52mm/min。
则设计坡面最大径流量用公式 Q=F(Ir-Ip)/6
式中： Q—设计地表最大径流量，m3/s；
Ir—设计频率10min最大降雨强度,mm/min；
Ip—相应时段土壤平均入渗强度,mm/min；
F—积雨面积，hm2。
经计算，该坡面最大降雨时产流形成地表最大径流量为4.85m3/s，其中9.57hm2的坡改梯入渗量为4.59m3/s，尚有0.25m3/s的地表径流还需采取坡面小型蓄排工程进行防治：设置坡面截水沟和排水沟，根据地貌现状排水沟比降为5%,按照公式 A2
式中： A2—排水沟断面面积，m2；
Q—设计坡面最大径流量，m3/s；
C—谢才系数；
R—水力半径,m；
i—排水沟比降,一般取2%左右。
其中 R= A2/χ
χ—排水沟断面湿周，m
C=R1/6/n
n—糙率。
进（溢）流口复核用公式 3/2
式中： M—流量系数，采用0.35；
Q—进（溢）流口最大流量，m3/s;
g—重力加速度，0.98m/s2;
b—堰顶宽（口宽）,m;
h—堰顶水深,m。
经计算需设置排水沟为3条，总长1500 m，选用定型预制C23-U40型U型渠。
8hm2的坡改梯种植作物类型为旱作物, 建桑园1.57hm2，按农田灌溉制度计算用水量，需水总容量为4300m3，现场斟测可配置蓄水池（窖）5口, 容量为3000m3的堰塘1口需进行池壁防渗、放水卧管改造。
依此方法对余下几处坡改梯和坡面水系工程措施进行设计校核，分别按照以下相应的原则进行布设：
3.1.1.1坡改梯
流域内共规划坡改粮梯49hm2，其中：石坎42 hm2，土坎7hm2。坡改粮梯主要规划在图斑号340-1，坡面面积为6.64hm2；图斑号295，坡面面积为14.5hm2；图斑号为167，坡面面积为9.57hm2；图斑号176，坡面面积为12.22hm2；图斑号113-1，坡面总面积为7.0hm2。
⑴布设原则
①集中连片、规模治理、因地制宜，山、水、田、林、路统一规划，坡面水系、田林道路和梯田综合配套，优化布设。
②坡改梯的选址符合“土质较好、坡度相对较缓、距村庄近、交通便利、位置低、邻近水源的25°以下的坡耕地”的原则。
③梯地类型的选用根据坡耕地的立地条件确定，取石料方便时实施石坎梯地，在取石料不便的坡耕地实施土坎梯地，结合当地群众施工技术、劳动力情况、施工条件带来的施工难易程度、工程造价因素综合考虑，石坎梯地布设在15°以下的缓坡地，土坎梯地布设在15°～18°的坡地内实施。
④地坎布设需顺山坡地形，水平等高，大弯就势，小弯取直，便于耕作，且坡度适当。埂坎材料就地取材，埂坎面积占耕地面积较少。
⑤田面宽度保证在6m以上（设计石坎梯田田面宽度7m，土坎梯田田面宽度6m），田面水平，纵横坡度在5°以下。断面设计见插图NO－1。
⑵设计标准
根据《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》（GB/T16453.1—1996）规定和本章“设计依据和标准”，参照《长江流域水土保持技术手册》有关要求，进行本流域规划梯田的设计。
⑶断面设计
水平梯田断面要素关系为：
田坎高度H＝BxSinθ
原坡面斜宽Bx＝Hcosθ
田坎占地宽b＝Hctgα
田面毛宽Bm=Hctgθ
田坎高度H＝Bmtanθ
田面净宽B＝Bm-b=H(ctgθ-ctgα)
式中：θ—原地面坡度；
α—梯田田坎坡度(石坎85°、土坎65°)；
Bx—原坡面斜宽
除以上因素外，田边应有蓄水埂，高0.3 m～0.5m，顶宽0.3 m ～0.5m，内外坡比1:1。
表3—2　　　　 坡改梯的断面设计要素如下表　 单位：m
图斑编号
田坎坡度α
地面坡度θ
图斑　面积