上游流域水土保持管理論文

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上游流域水土保持管理論文

1.流域概況

丹江口庫區及上游流域為南水北調中線工程的水源區,包括漢江和丹江兩大水系,涉及陜、甘、豫、鄂、渝、川6省(市)48個縣(市、區),土地總面積9.73萬平方公里,其中河南省7815.34平方公里,涉及南陽市境內面積為6361.94平方公里,包括西峽3131.57平方公里,淅川2821.46平方公里,內鄉376.7平方公里,鄧州市32.21平方公里,總耕地面積6.94萬公頃,林地37.21萬公頃,人口112.58萬人,農業人口103.35萬人,2000年農業總產值22.66億元,糧食27271萬公斤,人均收入1280元。區域位于河南省西南部伏牛山南麓秦嶺東段余脈,屬北亞熱帶北部邊緣,南陽盆地溫暖半濕潤區的西部,為北亞熱帶季風型大陸性氣候,全區氣候溫和,濕潤,四季分明,雨量充沛,多年平均降雨量820毫米,多年平均徑流深230毫米,年平均日照時數2033小時,無霜日數232天,光熱資源、水資源豐富,適宜南北植物生長,種類繁多。伏牛山主脈老界嶺由西向東穿越項目區北部邊界,整體地形呈北高南低走勢,北部基本上為海拔1000米以上的中山區,山高坡陡,層巒疊障,南部為丹江口水庫庫區及環庫丘陵壟崗區,地形破碎,崗嶺起伏,中部西峽與淅川兩縣交界處仍屬伏牛山南麓淺山區,自西北向東南傾斜延伸,其南北兩側均為丘陵崗坡,溝壑縱橫,地形十分復雜,區域地質巖性北部以古生代變質片巖、碳酸鹽巖和中生代燕山期巖漿巖為主,中部主要分布為沉積巖、變質巖區,在丹江以南仍以沉積石灰巖為主,在丹江沿岸,從荊關—大石橋—馬蹬,屬淅川縣狹長的紅色盆地區,為白堊紀第三紀,主要是紅色泥沙巖、頁巖、礫巖,由于地質構造原因,造成區域中南部大范圍石灰巖山地。

2.水土流失現狀

根據2000年全國第三次遙感調查統計區域內現有水土流失面積3369.01平方公里,占土地總面積的53%,年平均土壤侵蝕模數2938噸/平方公里·年,水土流失程度大致以淺山丘陵區的中、強度流失逐漸向中山區的輕、微度流失變化。大部分發生在丹江口水庫環庫區周邊的淺山丘陵區和人口集中、植被差、養殖和農業種植區以及交通便利,開發建設項目比較集中的區域,強度流失面積446.87平方公里,中度流失1369.7平方公里,輕度流失1552.44平方公里,分別占流失面積的13%,41%和46%。年均土壤侵蝕量990萬噸,流域內的水土流失可分為面蝕、溝蝕、泥石流和重力侵蝕,又以面蝕和溝蝕面積大,侵蝕量也最多,面蝕多發生在項目區中部和淺山丘陵區,以農業種植業為主,坡耕地多,覆蓋差,不能涵養水分,溝蝕多發生在丹江口水庫周圍,人多地少,缺糧少柴,土地墾植指數較高,泥石流主要發生在中、淺山區,土質松懈,植被差,坡度陡的區域。流域水土流失強度分級面積及流失量見表1-1。

微度流失區和輕度水土流失區是以土壤平均侵蝕模數小于200~500噸/平方公里·年和小于2500噸/平方公里·年界定,總面積為4545.37平方公里,其中輕度水土流失面積1552.44平方公里,微度流失區面積2992.93平方公里。中山區占45%以上,淺山區為28%,丘陵區為27%,主要分布在西峽中山區和淅川西北山區、丹南山區,海拔較高,山體完整,居民少,森林茂密,交通閉塞,植被覆蓋率較高,另外大部分水平梯田、水田及建筑區,水域也包括在內,流失形式以面蝕為主,兼有溝蝕。

南陽市丹江口水庫及上游流域水土流失強度分級面積及流失量

表1-1

水土流失強度

水土流失面積

(平方公里)

占總面積

(%)

侵蝕模數

(噸/平方公里·年)

年流失量

(萬噸)

輕度

1552.44

24.5

1750

271.68

中度

1369.7

21.5

3250

445.15

強度

446.87

7

6106

272.86

小計

3369.01

53

2938

989.69

微度

2992.93

47

<200~500

合計

6361.94

100

中度流失區平均土壤侵蝕模數2500~5000噸/平方公里·年,總面積1369.7平方公里,其中中山區占不足20%,淺山區40%以上,丘陵區40%,主要分布在西峽縣南部山區,南部凹槽以北的低山地區以及灌河、淇河、等沿河兩岸的狹窄地區和淅川、內鄉、鄧州的環丹江口水庫淺山丘陵區,主要特點是人口密度較大,交通方便,植被覆蓋率較低,小于30%,耕地多為坡耕地,荒山荒坡面積大,流失形式以面蝕(含鱗片狀面蝕)為主,兼有溝蝕,局部地域有滑坡,泥石流等重力侵蝕。

強度流失區平均土壤侵蝕模數為5000~8000噸/平方公里·年,總面積446.87平方公里,約占水土流失面積的7%,其中中山區占10%,淺山區為45%,丘陵區占44%,主要分布在西峽312國道沿線,淅川、鄧州環丹江口庫區等植被覆蓋率較低的荒山荒坡和坡耕地上,以面蝕、溝蝕為主要形式,兼有局部的滑坡、崩塌、泥石流等重力侵蝕。

3.水土流失成因

引起水土流失的原因主要包括自然因素和人為因素。自然因素引起水土流失主要與地貌、土壤、植被、巖性、降水有關,具體表現在以下幾個方面:(1)地貌:該流域易發生水土流失區域的地貌特征是山嶺起伏,溝壑交錯,地形破碎,坡度陡,植被少,除少量河灘平地外,坡度陡于5度的土地面積占總面積的81%,25度以上為32%,為水土流失的發生提供了地形條件。(2)土壤、巖性:區域內巖石裂隙少,粘重土壤數量較大,土層薄,且松懈,特別是巖性易風化,抗侵蝕能力低,尤其是廣泛分布于淺山丘陵地區的石灰巖、變質片巖,抗侵蝕能力更差,風化嚴重,因而對降雨沖擊的抵抗力較弱。(3)降水:受季風和地形的影響,降雨量大且60%以上集中于汛期,使得流域內暴雨集中,強度大,歷時短,入滲有限,地表徑流量較大,是水土流失的主要動力,根據西峽縣五里橋水文站的資料,多年平均降雨量878毫米,從歷年同期暴雨和泥沙輸沙量關系看,暴雨越大,泥沙流失也越多。(4)植被:植被覆蓋率、森林郁閉度低,使枝葉截流及根系固土保水能力減退,增加了水土流失。

人為因素主要是由人類不合理的社會活動引起的水土流失,主要表現是:(1)歷史上長期以來片面強調糧食生產,引起毀林,毀草開荒和陡坡開荒,破壞大地植被,不合理地擴大糧食種植面積,坡耕地面積已達4萬公頃,其中25°以上坡耕地面積1.26萬公頃;(2)農民生活燃料絕大部分仍然沿襲千百年來的燒柴習慣,加上片面追求經濟效益,無計劃地亂砍濫伐林木,草場牧坡過牧、亂割現象嚴重,森林、植被消耗量大于生長量,使森林蓄積和有林地面積不斷減少,森林覆蓋率降低,造成大量的荒山荒坡,據統計,荒地面積已達11.34萬公頃;(3)在農業用地中采取了不合理的耕作方式,溝埂均未及時整修,在林業生產中,不注意水土保持工程的整修和加固,使林業生產和水土保持對立起來,結果使土層變薄,保肥保水能力越來越弱,最終加劇了水土流失;(4)山坡和坡耕地的排水系統不完善,管理維修不及時,現有的攔淤工程設施少,也為水土流失提供了條件。(5)近年來隨著經濟建設的發展和國家西部大開發戰略的實施,擁有豐富自然資源的水源區加大了基礎設施等開發建設項目的建設力度,由采礦、修公路等人為產生的新的水土流失呈加劇之勢,已經越來越成為引起水土流失的主要成因,再加上原有水土流失尚未得到全面治理,水源區水土流失已經制約了當地生態環境改善和經濟社會可持續發展,給南水北調中線工程產生了諸多不利影響,因此加強這一地區的水土保持工作是十分迫切和必要的。

4.規劃原則

為落實總理關于“漢丹江流域水污染防治和水土保持工作應及早規劃,納入南水北調中線總體方案”的批示,實現丹江口庫區及上游地區的經濟可持續發展和環境保護的可持續發展,確保丹江口庫區的長治久安,確保水源區長期穩定達到南水北調中線工程水源地水質保護要求,依據《中華人民共和國水土保持法》、《全國生態環境保護綱要》和《丹江口庫區及上游水土保持規劃編制大綱》等法律、法規、規章和相關規范性文件,堅持以預防為主,人工治理與生態自我修復相結合;社會經濟發展和庫區生態環境保護相結合;加強預防監督和開展動態監測相結合為原則,統籌規劃,突出重點,對丹江口庫區及上游水土保持工程的歷史及現狀進行深入細致的研究,對未來的水土保持工作做出全面規劃,并制定行之有效的水土流失防治措施。

5.總體布局

項目區內水土流失的程度,在不同地形及相同地形的不同部位都存在著差別,這種差別是由各種不同的自然因素和人為因素造成的,為了因地制宜的指導水土保持治理工作,綜合地形、地貌、水文、氣象等因素,按照地貌類型的相同性,水土流失程度的一致性,水土流失特點的相似性,生產發展方向的共同性和項目區劃的完整性,遵照地區分布的規律,重點解決土地利用結構上的矛盾,以縣、鄉為單位,以小流域為單元,根據規劃范圍內各地不同的自然條件、資源狀況、社會經濟和水土流失特點,將規劃區分為三種水保治理區,分別為中山區、淺山區、丘陵區,三種類型區占流域面積分別為33.2%,35.2%,31.6%,在規劃中因地制宜,分別采取多種防治措施實現規劃區內水土流失的徹底治理。

中山區水土流失面積1025.95平方公里,多屬輕度流失,區域內水土流失以重力侵蝕和山洪危害最大,其次在局部人為開墾的陡坡荒地上經常發生劇烈侵蝕,在水土保持措施上,根據該區面積大,人口稀,勞力不足,自然植被較好的特點,首先應以封山育林為主,采取森林保護措施,健全管護制度,結合人工造林,疏林補植,飛播造林,提高森林覆蓋率,加快生態自我修復步伐;其次要堅決制止新的毀林開荒,對大于25度的坡耕荒地實行退耕還林還草;第三,改造土層較厚的緩坡耕地,修建水平梯田,梯坪地,同時在溝道治理中,充分利用本區石多土少的特點,進行閘溝淤地,固定耕地(結合塘、堰、壩等小型蓄排工程),提高單產,做到溝坡兼治,層層設防,節節攔蓄,形成完整的水土流失防護體系。第四,利用當地豐富的水能資源,以水能梯級開發為重點,發展以電代柴生態工程項目。本區生產發展方向上應以林為主,林、牧結合開發區域特色資源,搞好綜合經營。

淺山區水土流失面積1203.5平方公里,其中輕度448.84平方公里,中度流失面積555.08平方公里,強度流失面積199.58平方公里,地表巖性主要由碳酸巖,砂頁巖組成,分別具有易溶蝕,易風化的特性,遭暴雨后,侵蝕強烈。該區域坡耕地面積大,植被覆蓋率小,水土流失比較嚴重,在水土保持措施上,以荒山、荒坡治理和坡耕地改造為重點,調整土地利用結構,妥善安排各業占地比例,在解決基本農田少,荒山荒坡面積大等問題的同時,著力營造水保林,水源涵養林;要使陡坡耕地有計劃有步驟的退耕,緩坡耕地要逐步改造成水平梯田,積極發展經濟林草,擴大經濟林種植比例,建設具有本地特色的干鮮雜果基地,搞好溝道工程體系建設,主要是溝頭防護和修建小型淤地壩分散攔蓄、節節阻流,防治水土流失,在有條件的地區發展以電代柴、以氣代柴等生態節能工程。

丘陵區水土流失面積1139.56平方公里,中度水土流失面積532平方公里,強度水土流失面積198.18平方公里,輕度409.38平方公里,以中強度水土流失為主,是項目區內水土流失最為嚴重的區域,要把植被建設放在首位,搞好荒坡的育林育草,因地制宜發展水保林,經濟林和薪炭林及人工種草,對坡耕地堅決采取退耕還林或改造為水平梯田的措施改良農田,變“三跑田”為“三保田”,坡面造林整地工程以魚鱗坑,挖大穴為主,擴大攔蓄能力,栽樹種草營造經濟林基地,毛溝內修谷坊,建庫塘攔沙蓄水,沖刷坍塌嚴重的河岸段修堤防,固定河床,以小流域為單元集中連片綜合治理,同時加強水土保持預防監督與重點防治,使開發建設與防治水土流失同步進行。

根據劃定的水土流失不同類型區因地制宜配置治理措施。以縣為單位以小流域為單元綜合治理,堅持工程措施、林草措施、耕作措施相結合的原則,建立小流域綜合防治體系,發揮其群體作用,才能收到預期的效果。小流域綜合防治體系,是各項措施在流域內依據不同的自然特點和利用方式,按一定的結構科學配置的綜合體系。具體包括坡面防治體系和溝道防治體系兩部分。二者相輔相成、有機聯系、緊密結合、缺一不可。從而發揮其綜合效益,促進生態平衡,使農、林、牧、副、漁各業彼此促進,協調發展。

主要工程措施有:坡改梯工程24050公頃,水保林工程103115公頃,經果林60516公頃,種草16846公頃,封禁治理129204公頃,保土耕作3170公頃,修建塘壩764座,谷坊4380座,窖池5391座,溝渠2694公里,沉沙池10443個,沼氣池60979座、以電代柴工程項目15處、河道整治工程128公里、中小型蓄水工程10座、水土保持科技推廣站1處以及水土保持監測系統和管理工程等。同時結合生態林建設,開發有區域特色的西峽獼猴桃、淅川大棗、柑桔、板栗等經濟林基地,發展龍須草等優良水土保持草種種植面積并積極推行保土耕作技術,形成工程措施生物措施相結合的立體生態防護體系,實現山、水、田、路綜合整治,農、林、牧、漁綜合發展,最終達到山青水秀,資源優化、生產上規模、經營有特色、農民增收、農業增產,使南水北調中線工程水源區生態環境全面實現可持續發展。

依據2003年水利部“水總(2003)67號”文有關編制規定和定額進行工程估算,南陽市丹江口庫區及上游水土保持程總投資309871萬元,按計劃分期分階段完成,確定基準年為2000年,使之與南水北調工程相對應,規劃起始年為2004年,近期目標水平年為2010年,使水源區水土流失治理程度達到80%以上,總投資為263098萬元,遠期目標水平年為2020年,完成總投資的剩余部分46773萬元,使水源區水土流失實現全部治理,使丹江口庫區長期穩定達到Ⅱ類水質標準。

6.效益分析

根據已成小流域水土流失治理綜合效益指標分析,按有、無該項目對比增量效益估算,項目區建成后,農地梯田化程度達到94%,人均經果林面積0.07公頃,植被覆蓋率83%,可使土壤涵養水源量增加21664萬立方米,每年減少水土流失量804.5萬噸,削減洪峰總量1.98億m3/年,減免旱災調節徑流量5324萬m3,同時各項水土保持措施在高效農田建設、經果木林草種植,以及其它林業資源方面累計可產生直接經濟效益70043萬元。

依據《水利工程經濟評價規范》對水源區水土保持項目進行國民經濟評價,經濟內部收益率為17%>12%,經濟凈現值為7.47億元,經濟效益費用比為1.4>1,由此可見,該工程經濟效益顯著,社會效益生態環境效益更大,對保護丹江口水庫水質和區域經濟發展具有深遠的意義。

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AResearchfortheplanningofthesoilandWaterConservationofDanjiangkouReservoirandIt’sUpstreamValleyofNanyangCity

SuixiangZhangleizhangzhi_yan

(NanyangDesignInstituteofWaterConservancyandConstructionExploitation)

Abstract:InordertomakeDanjiangkou’swaterresourcedistrictfullfillqualityrequirmentsofCentrallineprojectsfordivertingwaterfromthesouthtothenorthsteadily,thisthesisputforwardhowtobringitundercontroleffectivelyandmakeoverallschemeofproject,investmentestimateandanalysisofeconomicbenefitbyresearchingintothespreadandfactorofsoilerosion,thedifferentphysicalgeographyandsocialeconomicfeaturesinNanyang.