水土保持工程設計分析

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摘要：小流域水土保持工程的設計，利用水利工程抑制水土流失，保護土地資源。本文參照的案例是：富川小流域水土保持工程，基本規劃是修整田面，抑制水土流失，并依照當地環境的基本情況，在整個區域內進行了簡單的布局，由此，筆者對其進行了詳細的分析。

關鍵詞：富川小流域；水土保持工程；坡式梯田；水土保持

林富川小流域所在的位置是棗莊市山亭區馮卯鎮，境內的水系為淮河水系，區域內水土流失嚴重，是水土流失重點治理區域。對于這一工程的項目設計，是優化對土壤、河流的治理，把治理程度提升到70%，林草的覆蓋面積可達到80%以上，并讓工程帶來良好的經濟效益。

一、富川小流域的基本情況

1．自然環境。地形：項目進行的地形是丘陵地區，地形區內形成了東西向的斷裂，斷裂面向南傾斜。同時，該地區的巖石是花崗巖和石灰巖，整體坡度大約為15°，因為流域閉合，降水沉積后，會自然形成多條溝渠，方向是東北-西南，為主溝，支溝共有5條，另坡面的基本情況是，中部區域坡度平緩，重視作物，兩側較陡，以種植樹木為主。土壤：該區域土壤為棕壤，其在山坡的分布是，中下部多為粉粒和粘粒，并摻有部分砂粒，上部土層澆薄，有大量的砂粒與石礫，有好的通透性，但保肥能力不足。其適合種植的作物是玉米、花生、果林等。植被：流域內的植被屬于暖溫帶落葉闊葉林帶，具體包含的林木是溫帶闊葉林、灌草叢等，目前，整個流域林草的覆蓋面積是只有25.3%。水文與氣象：山亭區受海洋性季風影響，四季分明，降水有明顯的季節性，年平均溫度為14.5℃，夏季最高溫是40.6℃，最低溫是17℃。2．社會經濟。人口、勞動力：山亭區經濟發展較慢，比如馮卯鎮的的總人數是5.6萬人，城鎮人口與農村人口差距較大。工程涉及的幾個區域——巖馬、萬莊等，勞動力的人數不足0.5萬人，且大部分時間都從事農業生產。農業生產：當地發展了農業、畜牧業和林業，這些行業的發展為其帶來發展的機會，各業在整體經濟中各占一定的比例。3．水土流失目前，該區域的基本情況是水土流失嚴重。調查人員根據對腐蝕面與溝蝕的等位置的分析，總結了水流失的各項數據（如表1所示），從這些數據中，可發現當地水土流失的嚴重性。從表中，可分析出不同類型土地水土流失的情況，發現坡式梯田在所有土地類型中，水土流失的情況最為嚴重。所以，本工程的治理方向是，對低標準田、果經林等進行處理，且低標準梯田原有的地堰已經被嚴重破壞，田地的外側有大量砂礫，這些都加快了土地的水分流失。由此提出的設計要求是改變天地的排水情況，改善農業條件，挖掘土地的生產力，提高土地的產出。

二、工程設計與施工

基于上述情況決定工程設計的方案，是以坡式梯田和疏林地為主，闡述了設計方案與施工方法。而其工程布局是，對于山頂的水保幼林，用補植補充樹苗，并封育，以提高樹苗的成活率，對于荒草地，是種植側柏等，對于經濟林與坡式梯田，是進行全面的修整，增加田地的排水設施，在流域下游，整理低標準田，用排水、蓄水提高其肥力的積累。其施工條件是，工程所在的區域有公路，緊鄰公路兩側的村莊，工程要求的時限是9個月，由個人承包，依照項目的進行情況，合理進行施工安排[1]。1．坡式梯田的設計。梯田主要集中在區域的中部位置，是調節山區生態平衡的重要力量，通過對它保水工程的設計，可抑制坡地的水土流失，控制河流徑流對地表水的沖刷，讓水流滲入土壤，為作物生長提供水分。其設計包括以下幾方面：原則：選擇高質量、坡度緩的區域作為試驗田，對其進行修整；盡可能讓田地按照山坡地形的走向，就勢、取直，使所有梯田連成一片，長度控制在100~200m之間，為人們實際耕作提供便利；如果梯田靠近暴雨徑流處，應在周圍設置排水、蓄水的工程，避免梯田被雨水沖刷；選擇行走的小路，寬度最小為2m，最寬為3m，比降最大不超過15%；修整后的梯田要做到田面平整，在田地周圍設有田埂，調整坡度大小。工程設計方案：梯田工程是建設生態環境基本的一環，同時也是修整梯田的措施，因此，根據設計原則選擇的設計方案如下，在梯田內部設置排水溝，溝渠的設置共有三種，一是底部與高度均為0.2m，上口的寬度是0.3m，二是寬為0.3m，深度是0.5m，上口是0.8m，三是寬度是0.45m，深度是0.3m，第一種溝渠的位置是梯田內側，第二個是縱塊的排水溝，第三個是斜坡的陡槽。根據有關該區域土地使用情況與資源評價等內容的展示，以及對當地實際情況的考察，梯田已經變為低標準梯田，所以具體的設計方案是在某些梯田外增加干砌石地堰與地堰土方。2．水土保持林的設計。根據林地水土流失情況的分析，以及坡地巖石的種類與比例，提出水土包林的設計是選擇合適的樹種，調整栽植密度，用恰當的方式耕地。原則：在適合的時間種樹，得到好的林分環境；同時注重生態與經濟，選擇符合生態建設又可帶來經濟利益的樹種；充分發掘土地生產力，得到效益；根據市場需求的變化，改變樹種結構，同時突出效益。設計方案：選擇品種，根據當地土壤的類型與特點，選擇有良好生長的樹種。根據基本情況的介紹，得出可選擇的樹種為核桃與桃樹，桃樹的種植效果最佳；種植密度，種植密度的大小直接決定光能與水源、肥力的分配，而每種樹木所需的密度因生長情況不同，密度大小也不一，經分析后，確定其密度是4m×5m；整地方法，其設計要求是可抵御10年每天6個小時的雨水沖刷，所以其設計是在坡田內設計排水系統，增加使用的排水設置，修筑地堰。3．施工方案。上述兩種設計方案都是基于坡式梯田提出，且工程設計以梯田的修整為主，所以對于施工方案的選擇，是用水平梯田的處理方法施工。具體方式如下：定線與清基：依照梯田現有的位置，確定它的坡面，在中間的位置找到中軸線，確定基點，用線向兩側延伸，確定等高點。因為定線操作較為復雜，需根據就勢、取直的原則，確定埂線的最佳位置，對清基的處理，是按照已經確定的施工線，向外劃出范圍，清除雜物，把基礎夯實。修筑田坎，保留田坎并把田面修平，是田坎的修筑必須使用生土，土中不可有任何雜物，逐層夯實，保證接茬處的質量，保留表土是用自下而上的方式修整梯田，把每個位置的表土逐步下移，這主要用于坡度較陡的田地，如果坡度較緩，可使用逐層置換法與中間堆置法，隨后把田地修平，依照田坎線，運用不同的填充方法，用自上而下的方式取土，直到高度到達中心線，進行修平[2]。另林草區的施工方案是：選擇恰當的施工時間，即種植前預先整理土地，時間是秋、冬，這可以讓雨雪累積，滲入土壤，實現土壤的熟化，而若是想在秋冬造林，基本要求是春季必須處理土地，若是當年的春夏種植，前年秋天必須整地；該施工提出的質量要求是，每部分工程的進行都要符合規范，不可更改，保證排水渠排出暴雨產生的徑流，填方工作進行時，要把土壤夯實，蓄水后不會坍塌。帶狀整地工程的進行，是預先定線，修筑后以5m為一個距離，設置隔擋，讓徑流適當流出。其造林的要求是，春季種苗的時間是苗木發芽的7d，雨季使用的樹苗已有兩個月的生長階段，種植后可讓其安全過冬。

三、工程設計的效益

該工程的設計的投資是1,293.35萬元，用于工程進行的數個部分，而用其完成治理后，得到的效益是，增加了糧食與林木、果實的產量，糧食每畝在以往收成的基礎上，增加了20kg，資金收益增加40元，果林每年的收益增加17.98萬元，總治理程度為95%，林草覆蓋率上升到43.36%。即修整梯田，用科學的方式種植林木后，以及田地排水渠、蓄水期的建設，增加了滲入土壤的水量，為作物、林木提供充足的水分，同時也讓土壤更加夯實，控制了雨水對土壤表面的沖刷，待土壤熟化后，為種植物提供充足的養分[3]。

四、結語

對富川小流域水土保持工程設計的有關分析，是根據區域的基本情況，以及工程設計的原則與要求，給出設計方案，并決定施工方案，展開水土治理工作，其治理的效益是，提高了土壤的生產率，增加農民收益，涵養水源，抑制水土流失，調節當地的生態平衡，構架農業生態經濟單元與系統，并進一步發展與優化。

參考文獻

[1]李玉華.淺談小流域水土保持生態建設工程設計[J].浙江水利科技，2014，42（02）：44-45.

[2]張利靜，李振輝.小流域水土保持生態建設項目中的低水高調工程設計[J].內蒙古水利，2013，（06）：50-51.

[3]唐有臻.水土保持監測徑流小區設計及相關計算探析[J].水土保持應用技術，2012，（04）：15-17.

作者:萬玲玲 單位:棗莊市水利勘測設計院