水土保持规划设计

黑龙江省海伦市光荣小流域第2区域水土保持规划设计1/12黑龙江大学王秀虹前言光荣小流域地处我国水力侵蚀六大类型区之一的东北黑土侵蚀区，位于黑龙江省松嫩平原北部海伦市西南15km处，流域面积12.664km2。光荣小流域第2区域面积总124.93万m2。光荣小流域地形起伏,共有17个大岗,坡陡且长,水土流失十分严重,土壤侵蚀模数为5000t/km2。由于严重的水土流失,导致土壤肥力下降,中低产田面积不断扩大,土地生产力水平很低。因此，以生态理论为指导，对水土流失进行及时综合治理，遏制土壤退化，用较少的投入可获得大的回报，走质量效益型生态农业道路是该区致富并持续发展的主要途径。1基本情况1.1自然条件光荣小流域地处我国水力侵蚀六大类型区之一的东北黑土侵蚀区，位于黑龙江省松嫩平原北部海伦市西南15km处，地理位置东经126︒48＇30＂～126︒51＇30＂，北纬47︒19＇45＂～47︒22＇00＂，流域面积12.664km2。光荣小流域第2区域总面积约124.93万m2。光荣小流域处于漫岗丘陵向海伦河漫滩地的过渡地区，地形起伏大，由岗上平地，岗坡地及河滩地三种地貌类型组成。最高海拔243.2m，最低182.8m，高差60.4m。该流域位于北中温带大陆性季风气候区，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨。多年平均降雨量511.lmm，年际变化幅度很大，且降水分多布在6～9月份，占全年降水量的78.7%，无霜期120天左右，≥10℃的有效积温为2400～2500℃，年日照时数为2700小时左右，全年太阳辐射总量为465.46kJ/cm2。1.2社会经济情况1.2.1人口与劳动力光荣小流域涉及的行政村包括前进乡的光荣村，光荣小流域第2区域自然屯为拣草屯中间大道以北部分。1.2.2土地利用现状流域内各类用地的数量和分布，人均土地和耕地数量，土地利用存在的问题。土地利用现状详见《光荣小流域第2区域土地利用状况图》。黑龙江省海伦市光荣小流域第2区域水土保持规划设计2/12黑龙江大学王秀虹1.2.3农村经济状况（1）农村产业结构。农、林、牧、副各业年产值，各业产值占农村总产值的比例，农民人均纯收入。（2）农业生产。主要农作物的种类、播种面积、平均单产、人均产量，耕地中基本农田所占比重及人均基本农田，基本农田平均单产等。（3）林业生产。林业收入的主要来源，单位林地面积的产值及纯收入。（4）牧业生产。牧业收入的主要来源，各类牧畜品种、数量，饲料来源，经营管理情况。（5）其他。1.2.4农村基础设施建设简介小流域交通条件和水利设施情况，与农民群众生活有关的燃料、肥料、饲料、人畜饮水等。2水土流失与水土保持现状2.1水土流失现状光荣小流域耕地面积中水土流失面积为6509亩，流域内共有大小侵蚀沟200多条，多为3～4级冲沟，呈树枝状分布，最深的侵蚀沟达7.2m，部分沟已切入基岩，沟宽最宽已达4Om，沟底岩石裸露，沟坡寸草不生，纵横交错的侵蚀沟将土地切割得支离破碎，侵蚀沟占地面积为400亩，严重的水土流失使原来一百多厘米厚的黑土只剩下了三四十厘米，有的已经变成了破皮黄，土地生产力水平较低，严重的水土流失已经影响和制约了光荣小流域农业生产的发展。光荣小流域第2区域一共测到13条侵蚀沟。其中，侵蚀沟面积最大的为约1.06万m2,侵蚀沟最宽处最大的约为22.6m，侵蚀沟最长的约155m。具体情况详见《光荣小流域第2区域土壤侵蚀状况图》。2.2水土流失危害黑土区由于地形起伏，岗洼相间。加之人们不合理开发经营造成植被逆向演替，导致每逢雨季，冲刷严重，耕地尤重。具体为：（1）地力锐减,有机质含量下降。（2）土壤板结,理化性能逆向发展。黑龙江省海伦市光荣小流域第2区域水土保持规划设计3/12黑龙江大学王秀虹（3）耕地减少,土地利用率降低。（4）生态失衡、自然灾害频发。2.3水土流失成因光荣小流域处于漫岗丘陵向海伦河漫滩地的过渡地区，地形起伏大，坡缓坡长，年降雨集中，且多暴雨。黑土的表土疏松，底土粘重，水分渗透性差，水土流失严重。冬季漫长寒冷，地面土壤也易形成冻融侵蚀。人类不合理的生产活动，即毁林、毁草和陡坡开荒耕种，使垦殖初期的自然森林生态系统被破坏，该流域大部分被辟为农田，森林植被荡然无存，不合理的耕作使土壤团粒结构遭到破坏，近年来有机肥投入的减少，致使土地板结，渗透性差，更加剧了水土流失。在影响水土流失的，地形、土壤、降雨、植被和人类活动这五大因素当中，降雨与土壤在短期内是不可控因素，局部地整治地形，增加植被覆盖率，合理利用土地是可以做到的。为了达到控制水土流失，发展流域经济的目的，首先就要从土地利用结构来加以考虑，调整流域内的产业结构。3流域治理现状3.1治理过程采取农业措施、生物措施、工程措施等各种措施防治土壤侵蚀。3.2治理经验根据小流域水土流失发生的特点和规律，以及水土流失综合治理的成果和知识储备，按照生态学原理，根据不同的地形和不同的景观，因地制宜地建立不同的治理模式。3.3存在问题与教训侵蚀黑土农田多为坡耕地，坡度在1.5°～10°之间，坡缓坡长，均发生不同程度的水土流失，存在的问题较多，跑水、跑土、跑肥，地力锐减，低产田面积增加。4流域系统分析4.1资源分析与评价降雨集中，雨量大，降雨强度大，超过土壤的渗蓄水能力，就容易产生地表径流。根据降雨和径流小区产流的观测资料，当1小时的降雨量达到10mm，或24小时降雨量达到30mm时，就能产生径流和冲刷。这样的雨强在黑土区每年都要出现十几次，势必造成对土壤的冲刷和破坏。其次是地形因子，地面坡度越大，径流的冲刷能力越强。当坡度相同时，坡面越长，汇集的流量越大，径流的速度也越大。第三是土壤、地质因子。黑龙江省海伦市光荣小流域第2区域水土保持规划设计4/12黑龙江大学王秀虹土壤的透水性、抗蚀性、抗冲性越强，水土流失越轻，反之，就重。黑土表层疏松，抗蚀抗冲能力很低，底土粘重，透水能力较差，因此黑土容易遭受水利侵蚀。第四是植被因子。良好的植被，截流降雨，分散径流，固持土壤，减轻水土流。而植被一旦被破坏，就容易发生水土流失。黑土为垦殖率较高的土壤，就连坡度较大的地方也开垦为农田，在加上林地的过度砍伐，自然植被遭到了显著的破坏。第五，冻融作用也是影响水土流失的一个因子。该地区土壤冻结时间5—6个月，冻融交替，使土体变得疏松，抗蚀抗冲能力很低，春季融雪沿坡地很容易形成地表径流。另外，冬季形成很多地裂子，冻融后地裂缝处土体更为疏松，在降雨径流冲刷作用下，很容易发展成侵蚀沟。侵蚀黑土由于坡长和汇水面积大，再加上有自然水线，开垦为耕地或毁林后，极易引起土壤侵蚀。侵蚀的形式主要是片蚀和沟蚀两种，根据多处坡度较大的片蚀区调查，平均每年侵蚀表土的厚度约为0.8cm，以至在黑土区的耕地出现大片的破皮黄和云彩地，因此片蚀是黑土肥力减退的主要原因。黑土区的沟蚀也很普遍，主要是由于集中降雨，雨水顺地形集中于谷间冲刷所至，冲刷沟切割地形，造成地形支离破碎，破坏农田和道路。4.2社会经济系统的分析评价人们不合理的经济活动是造成黑土区水土流失加剧的主导因素。黑土区在二百年前，为龙生之地，人烟稀少，一派自然生态景观，树高草密，栖息着很多的野生动物和鸟类。自1896年清政府宣布开垦起，大量的移民来这里开荒种地。随着人口的不断增加，使流域中的原始林木逐渐减少，代之而起的是以柞树为主的乔灌混生的次生林，一部分缓坡地开垦成了耕地。群众为了建房和烧柴，又逐渐把次生林砍光，大的岗坡地变成了一片柞树丛。一直持续到解放初期，50年代为了扩大耕地，毁林毁草到岗顶，岗坡上的柞树林也被砍净，变成了农田，顺坡种植，于是水土流失加剧。后来在以粮为纲的错误思想的指导下，从1972年起又大肆毁林开荒，使岗地植被遭到进一步破坏，进入八九十年代，由于可采林减少和煤矿企业不景气，部分林业工人和矿工就地从事种植业，在宜林区开垦种植，使黑土区的水土流失日益加剧。总之，黑土区由于地形起伏，岗洼相间，加之人们不合理开发经营造成植被逆向演替，导致每逢雨季，冲刷严重，耕地尤重。本区水土流失面积100多万公顷，每公顷流失土量平均每年达18～22立方米，冲沟纵横、割裂农田、导致深厚肥沃的黑土全变浅、层变薄、质变劣；粘朽、冷浆、板结、贫瘠，严重损伤了黑土的生产能力。黑龙江省海伦市光荣小流域第2区域水土保持规划设计5/12黑龙江大学王秀虹5流域治理规划5.1规划原则小流域总体规划，主要是对该流域的水土资源合理利用与整治的平面布局，确定生物种群与环境的优化组合，遵循以下三个原则：5.1.1顶级群落原则即仿照顶级群落的生物特性装配人工物种群，最大限度的抗御气候条件的恶变，求得稳定性等于自然生态系统，而效益高于自然生态系统。5.1.2地貌格局原则同一地貌格局有其特定的生物群体与其相匹配。即所谓的地理生物群落型。因此，地貌格局是特定生物种群生产出来高生物量的发展地界。一般来说不应突破地貌格局越区利用。否则不仅难以获得高而稳定的生产力，还会遭到严重的生态性不良后果。5.1.3提高光能利用率和充分利用生态位的原则即在同一水土资源上实行生物种群的层次组合，实现多层次利用和多层固定太阳光能，以储有更多的生物潜能。5.2建设目标5.2.1治理水土流失目标包括达到的治理程度，减少水土流失量，减沙效益等。5.2.2改善生态环境目标包括林草面积达到宜林宜草面积的比例，综合治理措施保存率，实现生态修复面积等。5.2.3发展农村经济目标包括人均基本农田，农业总产值增加量，人均粮食、人均收入比当地平均水平提高幅度。5.2.4其他解决人畜饮水、解决生活用能、改善人居环境、解决农村剩余劳动力。5.3土地利用规划对小流域现有生产用地进行土地分级和适宜性进行评价。根据土地用地和生态用地划分结果，按照土地适宜性评价和择优选择的原则，优先划定生产用地图斑，确定小流域土地结构调整结果。黑龙江省海伦市光荣小流域第2区域水土保持规划设计6/12黑龙江大学王秀虹5.4治理措施规划与设计5.4.1小流域综合治理分区根据生物与环境相统一的原则，生态与经济同步发展，资源永续利用为基础，遵照地貌类型导致生物生态分异，生物种群必须与地貌格局相一致，将小流域分为三个生态系统，并按承包户为基本单位，划分若干个基本单元。具体情况详见《光荣小流域第2区域植被图》。5.4.1.1林地生态系统：分布在缓岗地与宽谷滩地之间，系爪子岗地形，包括中度、重度、极强度及侵蚀沟等四种类型。本系统水土流失十分严重，沟壑纵横，土地破碎，主要采用生物措施、工程措施和管理措施相结合的办法，进行综合治理，建立以林、草、畜为主要内容的复式结构系统，发展多种经营。林种搞以水土保持为直接目的用材林为主，适当发展经济林，养殖业以养牛羊为主，与种草、种树、种田有机结合。5.4.1.2农田生态系统：多数为中低产田，必须通过生物措施和耕作措施加以改造，并通过不断培肥，逐渐提高土壤肥力，以此来达到高产、稳产。5.4.1.3居民地生态系统主要为拣草屯中间大道以北的居民地，在居民地的周边采取生物措施。生物措施主要为种植树木，树下自然生长植被。5.4.2小流域的总体规划设计根据小流域水土流失发生的特点和规律，以及水土流失综合治理的成果和知识储备，按照生态学原理，根据不同的地形和不同的景观，因地制宜地建立不同的治理模式。主要有三种综合治理模式，详见《光荣小流域第2区域水土保持分区图》。5.4.2.1侵蚀沟综合治理（Ⅰ区）坡度较大，水土流失严重的地区，常常沟壑纵横，有些是稳定沟，有些是半稳定沟，有些是发展沟。采取上挖沟，下插柳，树封沟的方法。沟头沿等高线，环沟头挖断续式截流沟，同时修沟头埂，在沟中每隔一定距离修筑土埂与柳条相结合的谷坊，在沟尾比较平缓的滩地上插柳，形成柳条通。建立沟头防护林（白皮柳），沟边防护林（沙棘和杨树等），沟坡防护林，削坡挖鱼鳞坑营造不同树种的固沟林，林间种植中草药。从沟黑龙江省海伦市光荣小流域第2区域水土保持规划设计7/12黑龙江大学王秀虹头到沟尾，从沟坡到沟底，形成了完整的乔灌树种封沟体系。有效地控制侵蚀沟发展，充分利用沟壑的水土流失。5.4.2.2耕地综合治理（Ⅱ区）治理目标为水土流失得以