水源區(qū)水土工程建設(shè)論文
時(shí)間:2022-06-30 08:47:00
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一、南部山區(qū)泉水補(bǔ)給區(qū)概況
南部山區(qū)泉水補(bǔ)給區(qū)屬玉符河流域,是玉符河上游三川匯集地。該區(qū)山峰連綿起伏,屬山地丘陵地形,山頂巖石裸露地表有石灰?guī)r及砂石巖丘陵地帶,遍布石渣、砂嶺土、山麓坡地分布黃土及紅土,植被稀少,荒坡凸現(xiàn),溝川地旁經(jīng)濟(jì)林遍布,樹種老化,果質(zhì)較差。該區(qū)地處北半球中緯度地帶,屬暖溫帶大陸性半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,多年平均降水量698mm,年最大降水量1273mm(1964年),最小降水量396mm(1989年),年際降水變化極不均勻,年內(nèi)降雨分布也很不均勻,每年在6~9月份的汛期年均降水為527mm。區(qū)內(nèi)多年平均徑流深120mm,6~9月份汛期的徑流量占年徑流量的80%。
南部山區(qū)補(bǔ)給區(qū)人口密度408人/km2,人均土地0.245hm2?;巨r(nóng)田占60%,人均耕地只有0.04hm2。果園約有50%的品種老化,大多數(shù)園地蓄水保土功能低,主要果品有蘋果、梨、杏。林地多為疏殘林或幼林,水土保持功能較低;牧業(yè)用地主要為田間隙地或林下草地,生長(zhǎng)以禾本科為主的草類,優(yōu)勢(shì)草種有黃草、白草、狗尾巴草等。經(jīng)過(guò)對(duì)泉水補(bǔ)給區(qū)的實(shí)地查勘、調(diào)研、統(tǒng)計(jì)分析、發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)土地利用率較低,土地利用結(jié)構(gòu)比例不合理,林木品種老化,生態(tài)功能較低,經(jīng)濟(jì)水保林少,造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)值較低,水土流失嚴(yán)重。
泉水補(bǔ)給區(qū)域的水土流失以水力侵蝕為主,現(xiàn)有水土流失面積占總面積的69.4%。其中輕度侵蝕占34.08%,中度侵蝕占35.32%,重度侵蝕占19.28%、極重度侵蝕占11.32%。水土流失造成地表土大量流失,土層的土逐漸被水帶走。土壤母質(zhì)裸露、肥力低下,土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞,保土、保水、保肥能力差,土地生產(chǎn)力低。水土的流失還使溝系不斷擴(kuò)張,溝道下切,溝頭不斷前進(jìn),從而蠶食耕地,破壞寶貴的土地資源,造成生態(tài)環(huán)境的惡化,與濟(jì)南近郊區(qū)的發(fā)展極不協(xié)調(diào),通過(guò)對(duì)水土保持生態(tài)工程建設(shè)可以改善生態(tài)環(huán)境,創(chuàng)造一個(gè)山青水秀、林茂糧豐、的濟(jì)南后花園。優(yōu)化投資環(huán)境,以實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)、觀光旅游農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變,為濟(jì)南城區(qū)的南部山區(qū)的開發(fā)提供良好的生態(tài)環(huán)境,
泉水補(bǔ)給區(qū)示范區(qū)原有的治理措施缺少系統(tǒng)的綜合規(guī)劃,多是單項(xiàng)、分散措施,形不成綜合的防護(hù)體系,水土保持工程也不系統(tǒng),不完善,有些工程年久失修,水土保持功能降低,原有的林地中疏殘林面積仍較多。另外,由于農(nóng)業(yè)不合理的種植模式,使現(xiàn)有的梯田可耕地、水土保持功能下降、保土不保水,對(duì)以上問(wèn)題我們有針對(duì)性的進(jìn)行了研究。
二、治理措施的研究
2.1措施布局
南部山區(qū)多屬石灰?guī)r地區(qū),水力侵蝕較嚴(yán)重。坡面水土流失主要發(fā)生在坡耕地,其次是荒坡,治理的基本要求是溝坡兼治,形成坡面、溝道多層防護(hù)體系,在坡上部修建窄條梯田,并栽植經(jīng)濟(jì)林,坡中部修建水平梯田,坡下部營(yíng)造喬、灌林或混交林。溝坡防治體系:緩坡修梯田,陡坡造水平階、魚鱗穴,造林種草,興建果園,形成以林草為主,工程措施和生物措施相結(jié)合的坡面防治體系。溝道防治體系:從上游到下游,從毛溝到支溝,支溝到干溝,興建谷坊、塘壩、攔河壩等蓄水工程,以抬高侵蝕基點(diǎn),防治溝道下切,形成以攔蓄工程與林草措施相結(jié)合的溝道防治體系。
2.2治理措施確定的原則及方法
(1)首先,確定生產(chǎn)發(fā)展的方向。南部山區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要大力發(fā)展林業(yè)、果業(yè),發(fā)展有利于水土保持和生態(tài)保護(hù)的高效農(nóng)業(yè),堅(jiān)持用材林與經(jīng)濟(jì)林、片林與林網(wǎng)、速生林與鄉(xiāng)土樹并舉的原則,合理配置樹種結(jié)構(gòu),將科技興農(nóng)充分利用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。
(2)根據(jù)地形、地貌、自然條件等因素,進(jìn)行土地資源等級(jí)評(píng)價(jià),土地資源適宜性評(píng)價(jià),科學(xué)分配宜農(nóng)、宜林地,將水土保持與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)的思想滲入其中。土地資源適宜性評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)見表一《土地資源適宜性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。
項(xiàng)目區(qū)土地資源適宜性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
表一
評(píng)價(jià)指標(biāo)
評(píng)價(jià)等級(jí)
一
二
三
四
五
土地利用現(xiàn)狀
耕地
耕地
耕地、林地
林地、荒地
荒地
地面坡度
<5°
5°~10°
15°~25°
25°~35°
>35°
土壤侵蝕程度
微度
輕度
中度
強(qiáng)度
極強(qiáng)度
土壤質(zhì)地
輕壤
中壤
重壤
粗沙粘土
重粘土
有機(jī)質(zhì)含量(%)
>1
0.5~0.8
0.3~0.5
0.1~0.3
<0.1
水資源條件
好
較好
一般
較差
差
土地適宜性
宜農(nóng)
宜農(nóng)果
宜農(nóng)林
宜林
難利用
(3)措施與對(duì)策研究
水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)通過(guò)工程措施、生物措施、農(nóng)業(yè)耕作措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。
①生物措施:
生物措施可以改善山區(qū)生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最終決定因素,而水土保持工程措施是各產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境功能保護(hù)的關(guān)鍵條件,二者必相輔相成。生物措施主要有以下幾種適宜泉水補(bǔ)給區(qū)的生態(tài)保護(hù)。
水土保持林:建設(shè)本著“因地制宜,因害設(shè)防,適地適樹”的原則,在山區(qū)立喬、灌、草相結(jié)合完整系統(tǒng)的水土保持植被復(fù)層結(jié)構(gòu)。在分水嶺地帶,由于土層淺薄,水土流失嚴(yán)重,多砂礫化,裸巖化,立地條件較差,應(yīng)以耐干旱而瘠薄的樹種全面造林;坡面中上部全面造林,減緩地表徑流對(duì)下部果園田地的沖刷。水保林要求樹木根系發(fā)達(dá),固土作用強(qiáng),枝葉茂盛,易繁殖,萌孽能力強(qiáng),生長(zhǎng)快,抗逆行強(qiáng)。土層瘠薄土地以側(cè)柏、刺槐、黃櫨、火炬樹為主,立地條件較好的以楊樹、泡桐、香椿為主,造林以營(yíng)造混交林為主,樹種用針闊、喬灌混交,布局按帶狀方式,以形成復(fù)層結(jié)構(gòu)。
造林整地時(shí),株行間距按1.5×2.0m,呈“品”字型布設(shè),整成標(biāo)準(zhǔn)的魚鱗坑,該坑按等高線定位。
果園:果園經(jīng)濟(jì)林的建設(shè)應(yīng)成為山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱,改變傳統(tǒng)的玉米、小麥的種植結(jié)構(gòu),既利于水土保持生態(tài)功能保護(hù),更利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。果園建設(shè)應(yīng)以市場(chǎng)為導(dǎo)向,選擇受市場(chǎng)歡迎,經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的樹種。果園地點(diǎn)應(yīng)設(shè)在山地中下部較緩避風(fēng)、向陽(yáng)的緩坡地,多在山腰區(qū)域,土層較厚,整地的方式以水平梯田、水平階、大穴為主。
果園在樹種上應(yīng)選擇高檔次、品質(zhì)優(yōu)良的梨、栗子、桃、杏、李子、冬棗、薄殼早產(chǎn)高產(chǎn)核桃等。
②工程措施有以下幾種適宜泉水補(bǔ)給區(qū):
梯田改造與重建:現(xiàn)有的梯田質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)低,地堰年久失修,倒塌嚴(yán)重。將其按高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造。在區(qū)域內(nèi)5~15°裸巖化荒坡上,通過(guò)砌壘石堰、搬運(yùn)客土建水平梯田。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),在梯田上游設(shè)置截洪溝,可有效避免沖刷,還可以削高填低使田面外高里低,并修筑內(nèi)、外攔水埂,發(fā)揮攔蓄雨水的功能,另外還可以將地堰邊種植金銀花、花椒等護(hù)堰植物。以上系統(tǒng)科學(xué)治理,使原有和新建梯田標(biāo)準(zhǔn)高、水土保持功能強(qiáng),并且還要注意田間設(shè)施如田間道路和灌溉排水的系統(tǒng)科學(xué)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。
梯田一般布設(shè)在15°以下的坡地上,主要種植果林與水保經(jīng)濟(jì)林不同的坡度,梯田的各個(gè)特性指標(biāo)也不同一般可按表二確定的規(guī)格建設(shè)較為理想。
石坎梯田規(guī)格表
表二
地面坡度
(°)
斜坡長(zhǎng)度
(m)
田面寬度
(m)
田坎高度
(m)
清基深度
(m)
清基寬度
(m)
5
5.7
5.7
1.0
0.5
0.7
10
4.6
4.5
1.3
0.6
0.8
15
4.6
4.5
1.7
0.8
0.9
梯田在施工時(shí)應(yīng)首先確定堰壩線。先在坡度適中地方劃出一條與等高線正交的基線,然后根據(jù)地面坡度按表二確定梯田的規(guī)格。石堰在砌筑時(shí)汪基應(yīng)當(dāng)特別注意,一般盡可能清理至巖基,以保證地堰的穩(wěn)定性,清基寬度為0.7~0.9m,由下向上按1:0.2的邊坡系數(shù)收縮。
③坡面攔蓄工程:
該項(xiàng)工程的實(shí)施可有效的攔蓄地表水,減少地表徑流對(duì)土層的沖刷,也是山區(qū)生態(tài)功能保護(hù)用水的一項(xiàng)重要手段。比較有效常用的形式有蓄水池、水窖、旱井等。
④溝道工程措施:
在溝道內(nèi)層層布設(shè)谷坊、塘壩等蓄工程,可以做到“高水高用,低水低用,梯度開發(fā)”。
谷坊可有效地防止溝床下切沖刷,谷坊可分漿砌石谷坊和干砌石谷坊二種。在溝道上游建干砌石谷坊,減少洪水一,攔蓄泥沙在溝道中下游建漿砌石谷坊還可兼顧蓄水,谷坊在位置的選擇上應(yīng)當(dāng)注意以下幾條:
a.谷口狹窄;
b.溝床基巖外露;
c.上游有寬闊平坦的儲(chǔ)沙(水)池;
d.在有支流匯合的情形下,應(yīng)在匯合點(diǎn)下游興建;
e.在天然跌水附近不興建谷坊。
在有長(zhǎng)流水的河道內(nèi),坡降較緩的天然河道內(nèi)興建塘壩工程,也可效地在汛期攔蓄地表徑流水。塘壩工程的建設(shè)應(yīng)當(dāng)兼顧蓄水面積、蓄水量和汛期的有效行洪。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)請(qǐng)專業(yè)部門具體設(shè)計(jì)。
三、結(jié)論
生物措施與工程措施相結(jié)合??茖W(xué)規(guī)劃,合理布局,使汛期的地表徑流水盡量水可能地保留下來(lái),減少地表水的侵蝕,無(wú)疑提高補(bǔ)給區(qū)生態(tài)功能,將對(duì)“保泉”起到非常關(guān)鍵的作用。