摘要:侵蚀沟是地形、地貌、土壤、气候等自然因素和人为活动因素综合作 用所形成的,产生严重的水土流失,给农业生产、群众生活和地区的经济发展造成较大的危害。
关键词:侵蚀沟;经济效益;治理措施
一、成因分析
侵蚀沟的形成有自然因素和人为因素。自然因素是导致侵蚀沟发生发展的基础和先决条件,而人为因素则是导至侵蚀沟水土流失加剧的主要因素。
1.自然因素。(1)地形、地貌因素。地面坡度缓长和陡坡是侵蚀沟形成的地形、地貌条件。地面坡缓坡长的地块,汇水面积大,汇集的水量较大,增加了水流的冲刷能力,在低洼地区逐渐形成细沟或浅沟,经过常年累月的冲刷,渐而形成冲沟,冲沟不断发展形成侵蚀沟;地面坡度较陡的地块,降雨形成股流,流量、流速和冲刷力逐渐增大,携带大量泥沙下泄,造成严重水土流失。(2)土壤因素。土壤表土土质,结构性质,渗透性,是产生水土流失的重要原因。沙土地土质疏松,结构性质差,有机质含量低,表土抗冲刷能力差;黑钙土质地较轻,土壤结构松散,渗透性较强,易产生渗流。在没有植被保护和不合理耕种扰动土壤下易产生严重的水蚀。(3)气候因素。降雨多集中在6-8月,降雨量占全年的60%一80%,降大雨或暴雨几率较多,土壤易受到侵蚀;冬季气候寒冷,冻结期长,冻融交替,沟岸易产生松土崩解,加速侵蚀沟的扩大发展。
2.人为因素。侵蚀沟大规模发生、发展,最主要、最直接的原因是人类对土地不合理的使用,以及不合理的传统耕作方式造成的。如滥伐森林,破坏了原有植被,降底了土壤的蓄水能力;陡坡开垦、大面积的破坏湿地、草原的开垦和周边耕地对草原的蚕食,过度放牧和过度樵采等,造成土地失去植被保护;耕作制度不合理,倒茬混乱,平翻面积大,顺坡垄作等降低了地表的抗冲刷能力和沟岸的保护程度,增加了沟道的汇水量和流量峰值,水流的冲刷能力加大,大量表土被地表径流直接冲走,逐渐冲刷成沟。
二、侵蚀沟的危害
小型侵蚀沟就像土地上的裂缝,大型侵蚀沟宽达几十米、甚至形成绵延几公里的沟壑,众多的侵蚀沟使地形遭受强烈的分割,蚕食耕地,它将完整的耕地切割成碎块,减少耕地面积,使土地利用率下降,造成粮食产量下降,威胁粮食安全。而且侵蚀沟吞食的耕地大多数是肥沃的耕地,侵蚀后不可恢复。在2O世纪60—90年代,沟道拓宽速度每年以300—500m的速度延伸,以0.20~0.30m的速度下切。据统计,我省大型侵蚀沟达14.4万多条,占地面积9.33万公顷,吞噬农田144万亩。在丘陵漫岗区,平均每1.67公顷地就有一条侵蚀沟。在山区、半山区平均20公顷耕地就有一条侵蚀沟。某县的一个村有侵蚀沟720条,耕地面积由4O年前的1120公顷减少到6OO公顷,有40%的耕地被侵蚀沟切割而弃耕撂荒。
三、侵蚀沟的治理技术
侵蚀沟治理的基本原则可以归纳为:根据水力学和地貌形态演变的原理,对侵蚀沟谷采取沟坡兼治、治坡为主的原则;在开发中进行治理和保护,将侵蚀沟由上到下划分为“沟头、沟坡、沟边、沟床”等若干子系统,结合使用工程措施和植被措施,实现技术措施的立体配置,分区域综合治理,发展侵蚀沟立体综合治理模式,达到减少径流泥沙和稳定侵蚀沟的目的。
1.在沟头部分。需要布设沟头防护工程,防治侵蚀沟的溯源侵蚀。可以修建封沟埂,拦蓄上游坡面径流,同时在封沟内选择锦鸡儿等耐旱的物种,设置防护林和种草。
2.在沟坡部分。要通过水平沟整地、修鱼鳞坑、修反坡梯田等坡面工程措施,实现降雨的就地拦蓄,最大限度收集侵蚀沟所在汇水面产生的地表径流。目前,利用沟坡种植葡萄、苹果、梨等果树的较多;也可以在坡面底部较平缓的区域种苜蓿,发展径流草业。
3.在沟边部分。需要在沟边距离沟缘40 cm处沿沟边挖设水平沟,并在沟内种植青杨、榆树等。防治侵蚀沟因沟边土体内水分含量过多,通过重力侵蚀造成坍塌,保护土壤资源。
4.在沟床部分。需要沿沟床自上而下设置谷坊群。谷坊是山区在支沟、冲沟的沟道内为防止沟床冲刷而修筑的横向挡拦水利设施。通常坝高1 m,坝脚宽3 m,坝顶宽1 m。在有支流汇合时,应在汇合点的下游修建谷坊,常以梯级谷坊群的形式出现。
5.谷坊可以使整条沟逐步演变为台地。例如,某县小流域主要采取修建谷坊的方法治理侵蚀沟道。降雨后坡面不能拦蓄的径流会汇集到沟床,可以在沟床沿水流垂直方向每间隔15 m种植柽柳、沙棘等灌木,或栽植柳树等乔木。这些水土保持物种一方面可以发挥植物篱笆的作用,另一方面,还可以充分利用侵蚀沟汇水面的集水,构建侵蚀沟地貌和地表植被的自我维持系统。在沟道出口处,可以建设淤地坝、塘坝或涝池。用于收集暴雨时流出侵蚀沟的径流,这能够有效减轻下游的防洪压力。
四、效益分析
1.慨况。以某省为例,水利普查侵蚀沟遥感调查以Spot5卫星影像为数据源,采取人机交互式遥感判别手段提取规模(100—5 000 m)以上侵蚀沟道115 535条,沟壑总面积928.99 km2,总长度45244km,沟壑密度0.11 km/km2。
2.社会效益。水土保持措施的基础效益分蓄水效益和保土效益两部分,其内容主要包括就地入渗、就近拦蓄地表径流量和土壤侵蚀量。工程措施和造林工程蓄水、保土效益计算方法是采用各类型区的径流模数、侵蚀模数乘以各项措施面积再乘各项措施的蓄水率、保土率(定额参数见表1)。
通过侵蚀沟项目专项治理工程的实施,项目区蓄水保土能力有了较大的提高。按照各项措施的蓄水保土定额计算,本项目到措施全部生效时,平均每年保土总量达0.19万t,年蓄水总量1.17万m3,土壤侵蚀模数由治理前2 500 t/(km2·a)降至轻度下限或接近微度侵蚀。
3.经济效益。经济效益包括直接经济效益和间接经济效益,本项目直接经济效益主要是营造水土保持林增加木材蓄积量和枝条产量,间接经济效益主要是侵蚀沟减少侵吞耕地和埋压下游耕地面积、增加粮食产量的效益。减少侵吞耕地面积按每年侵蚀沟岸扩张宽度乘以沟道长度计算,减少埋压下游耕地按当地调查确定,单位面积粮食产量和粮食单价按当地平均水平确定。项目实施后,可增加用材林面积1.73hm2,灌木林面积2.38 hm2。按照上述工程建设成果,经计算,项目实施后,每年可增收枝条0.09万kg,增加木材蓄积5.77 m3。所有措施生效时每年增加经济收入0.25万元。
侵蚀沟土地的开发和整治要考虑高经济价值和多种用途,在沟坡发展林果业需要注意规模和效益。侵蚀沟治理要与小流域综合治理统一起来,发展小流域经济。不同区域的侵蚀沟可以按照不同的模式开发,有条件的区域建议发展为人工草地或打草场,这样可以减少放牧,保护上游草场,利于植被恢复。
参考文献:
[1]言媛媛.我国土壤侵蚀科学研究回顾和展望.2014
[2]马晓建.土壤侵蚀与水土保持研究.2014
论文作者:朱丹
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签:径流论文; 谷坊论文; 土壤论文; 沟道论文; 耕地论文; 措施论文; 汇水论文; 《基层建设》2019年第2期论文;