钟屯河小流域水土保持综合治理效益分析.pdf

钟屯河小流域水土保持综合治理效益分析杨艳辉(凌海市水利事务服务中心辽宁凌海)中图分类号:文献标志码:./.摘要:以凌海市钟屯河小流域为例采用 软件和评价函数计算分析钟屯河小流域不同土地利用类型的水保治理效益 结果表明:钟屯河小流域梯田、经果林和水保林均低于荒山草地的土壤侵蚀量可以有效增加土壤肥力、改良和保护土壤综合治理效益达到中等水平梯田、经果林、水保林可以明显改善当地生产条件和生态环境有效提升农作物经济产量和农民生活水平可为凌海市低山丘陵区土壤侵蚀治理提供参考依据关键词:水土保持产流产沙效益评价钟屯河小流域 随着生态保护和小流域治理工作的深入发展研究评价水土保持效益逐渐成为水土流失治理研究的重要内容 目前我国小流域治理评价主要涉及生态、经济和社会等方面一般选用多个指标来衡量相关效益 针对生态治理工程效益国内外学者进行了广泛研究主要有突变级数法、多目标模糊优选法、灰色系统法以及层次分析法等水保效益评价方法也有学者应用两种及以上方法进行研究 本文选取凌海市典型地貌低山丘陵山坡地通过分析钟屯河小流域土壤产流产沙特征系统评价了不同用地类型下水土保持治理效益以期为凌海市水土保持规划及小流域治理方案设计提供科学依据 流域概况.基本情况钟屯河小流域位于凌海市板石沟乡片区流域面积.属于钟屯河水系年均径流深 地貌为低山丘陵以低缓山坡地为主 土地利用现状耕地较多但多为坡耕地夏季遇强降雨时大量泥沙随地表径流进入沟道部分道路常被冲毁林草地占比较大但多为疏林地、灌木林地和荒草地林分发育不健康、盖度小经济和生态效益低下流域内地面坡度组成如表 表 钟屯河小流域地面坡度)总小于 .)总、分别为总土地面积和不同坡度面积 为占总面积占比.土地利用现状钟屯河小流域总面积 .其中耕地.(平耕地.占总面积比.坡耕地.占比.)居民用地.占比.荒地.占比.林地.(有林地.占比.疏林地.占比.)水域.占比.裸岩.占比.侵蚀沟.占比.水土流失与治理钟屯河小流域属土石质中度侵蚀区土壤侵蚀严重以中度水蚀为主 流域内水土流失面积.其中轻度侵蚀.中度侵蚀.强烈侵蚀.平均土壤侵蚀模数 /()现有未治理的侵蚀沟 条(大型沟 条中型沟 条小型沟 条)年根据自然状况、地形地貌、治理措施配制、经济条件和水土流失类型凌海市水利工程建设管理处和项目技术支持单位决定启动钟屯河小流域综合治理项目 对侵蚀沟采取石笼谷坊措施通过石笼谷坊工程拦截沟道侵蚀产生的泥沙并逐渐淤积成地对荒山采取鱼鳞坑等措施改善立地条件对疏林地采取封禁治理措施以提高林草覆盖率减少水土流失 研究方法.试验方案根据凌海市钟屯河小流域自然环境条件和实施的水土保持措施合理布设荒山草地、水保林、经果水土保持应用技术 年第 期林、坡改梯耕地和坡耕地 种径流小区等高线与布设的各土地利用类型小区相垂直径流小区与等高线平行向宽 顺坡投影长度 投影面积 小区参数如表 表 径流小区参数设置用地类型坡耕地梯田经果林水保林荒草地坡位坡下坡坡下坡坡中坡坡中坡坡上坡坡度/()土壤类型棕壤棕壤棕壤棕壤棕壤主要作物紫穗槐紫穗槐苹果臭椿柠条海拔/盖度/()研究选用 的径流收集池和高.的集流池其中地上.地下埋深.为便于数据采集按顺坡设置、集中布设小区以 年 月为观测期 月雨季为重点观测段一次降雨结束标准为 内无明显降雨研究选用降雨强度和降雨量为特征参数 将降雨类型按照 降雨量划分成暴雨、大雨、中雨、小雨所对应的降雨量值大于.、.、.和小于.为防止上方来水布设排水渠用 单砖将小区隔开采用钢尺测定每次产流后各小区集流池内水面深度通过测量径流确定产流量 在每次产流后进行泥沙取样先将集流池内水样搅匀后装入标准取样容器取满 个泥沙含量用置换法进行测定控制采样周期 .数据处理本文使用 .处理软件进行试验数据的标准偏差和平均值计算然后利用 软件计算目标值与实际值的差异量化值通过加权求和最终确定小流域综合治理效益评分 结果与分析.坡面产流特征 年 月各径流小区发生产流降雨共 场次侵蚀性降雨量()、产流深()和产流量()统计数据如表 由表 可知钟屯河小流域 年 月发生的侵蚀性降雨总量为.从低到高 个小区降雨径流量排序为水保林 经果林 梯田 荒山草地 坡耕地其中荒山草地是经果林和水保林产流量的.倍、.倍坡耕地是梯田产流量的.倍 因此水保林拦截坡面径流量的作用效果最优表 年重点观测段的降雨径流量与径流深产流特征值 月 月 月 月 月合计/.坡耕地.梯田./经果林.水保林.荒山草地.合计.坡耕地.梯田./经果林.水保林.荒山草地.合计.坡面侵蚀特征从表 可以看出钟屯河小流域荒山草地、水保林、经果林、梯田、坡耕地土壤侵蚀量()分别为.、.、.、.、./其中荒山草地的土壤侵蚀量最高达到./经果林和水保林相较于荒山草地土壤侵蚀量减少.、.其次是梯田和坡耕地梯田相较于坡耕地减少.水保林与其它土地利用类型相比的土壤侵蚀量最小 可见改变土地利用类型可以降低泥沙量流失和坡面土壤侵蚀表 年重点观测段的土壤侵蚀量地类 月 月 月 月 月合计坡耕地.梯田.经果林.水保林.荒山草地.合计.土壤侵蚀量变化钟屯河小流域水土流失总面积.土壤侵蚀以中度水蚀为主 年综合治理将.和.荒山草地规划成水保林、经果林将.坡耕地转变成坡改梯 根据不同用地类型测算数据计算确定坡面削减产流产沙率其中削减率等于土壤流失减少量与原用地类型土 年第 期 杨艳辉:钟屯河小流域水土保持综合治理效益分析壤流失量()之比 如表 表 治理前后钟屯河小流域土壤流失量变化)原用地类型坡耕地荒山草地 荒山草地 合计.措施坡改梯经果林水保林/.)为削减率 为土壤流失减少量由表 可知综合治理后钟屯河小流域梯田与坡耕地相比其泥沙削减率可以达到.经果林、水保林的泥沙削减率分别为.、.因此综合治理可以减少钟屯河小流域土壤侵蚀量为 .综合治理效果显著.综合治理效益分析本文将专家评分法与层次分析法相结合采用综合评价函数定量计算钟屯河小流域水保治理效益函数表达式如下:()()()式中:()、()为综合评价值、参评因子 的权重值及其量化值 在评价过程中各个指标的相对重要度直接体现在权重的优势程度上合理确定参评因子权重是科学合理评定小流域治理效益的关键 本研究通过问卷调查的方式邀请当地相关技术人员和专家学者进行各指标相对重要度评价然后构建判断矩阵计算指标量化值()及其权重 根据流域实际情况合理划分效益评价等级综合评分处于 、时对应的效益等级为很差、差、中、良、优 经计算钟屯河小流域水保治理效益评分达到.按照等级划分标准处于中等水平小流域治理效益较好 从贡献率上生态、经济和社会效益权重分别为.、.、.通过实施林草、工程与农业治理措施逐渐增强了钟屯河小流域的生态功能流域内的生态、社会和经济效益明显提升各项治理措施表现出稳定持续发展态势通过综合治理钟屯河小流域生态环境明显改善 植被覆盖率从治理前的.快速提高到.良好的地表植被有效抑制了土壤侵蚀的发生与发展坡改梯工程的实施在一定程度上降低了小流域荒漠化风险水土流失率和荒漠化率分别从治理前的.、.减小到.和.结论本文以凌海市钟屯河小流域为例采用 软件和评价函数计算分析小流域不同土地利用类型的水保治理效益 结果表明小流域综合治理在一定程度上提高了植被覆盖率和生态效益流域生态环境得到明显改善 通过坡改梯工程优化调整了当地农业产业与土地利用结构促进了资源的有效利用和土地利用率的提升有利于当地社会经济发展各项治理措施表现出稳定持续发展态势 研究成果可以为其它类似地区小流域治理提供参考为水保措施的优选和整治方案设计提供依据 目前凌海市小流域治理评价还处于初期阶段由于治理时间段与地域性差异对于水保林与经果林树种的优选分析较少尚未形成完善的生态农业模式 因此未来仍需进一步深入探讨适宜不同地区的生态农业模式科学评价生态农业对社会、经济、生态环境的影响分析参考文献缪驰远何丙辉陈晓燕等.多目标线性规划在小流域综合治理规划中的应用研究 以四川省石柱县密麻沟小流域为例.中国生态农业学报():.关红.砂下小流域水土保持综合效益评价.水土保持应用技术():.关红.岫岩县门楼生态清洁型小流域水土保持效益评价.水土保持应用技术():.收稿日期:作者简介:杨艳辉()满族女本科高级工程师从事水土保持、水利工程等工作(责任编辑 赵旭珍 责任校对 郑娟)水土保持应用技术 年第 期