铁冲生态清洁型小流域治理效果分析与评价

铁冲生态清洁型小流域治理效果分析与评价崔吉林1陈丽2（1.云南省有色地质局勘测设计院云南昆明6502242.云南省水利水电科学研究院南昆明650228）摘要铁冲小流域属松华坝水库水源区，作为昆明市的重点饮用水源，生态涵养和水源保护成为水源区建设的主要任务。通过对铁冲生态清洁型小流域综合治理工程开展水土保持监测，结果表明：流域内土壤侵蚀模数比治理前降低了75.10t／km2.a，森林覆盖率增加1.02％，流域出口水质达到了《地表水环境质量标准》（GB38382002）规定Ⅱ类水标准，农村生活污水达到了《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，在一定程度上带动了当地经济的发展，促进了社会进步。关键词水土流失；水质；监测分析［中图分类号］X832X833［文献标识码］B［文章编号］1002-2651（2014）02-0039-06水土保持工作的突出特点和传统优势就是实施综合治理，最大限度地改善农业生产条件和生态环境。生态清洁型小流域建设在传统水土保持工作的基础上，增加了水质保护、提高区域防灾减灾能力、改善人居环境等效益目标［1］。生态清洁型小流域是现阶段全面解决小流域存在问题的有效途径［2］，从近几年的实践来看，已成为今后水土保持工作的一个重要发展方向［3］。水土保持监测是对生态环境建设成果的一个考证，同时对生态环境建设、区域发展和环境保护也起到促进和参考的作用［4］。昆明是一个严重缺水的城市［5］，松华坝水库作为昆明市的重点饮用水源，进入21世纪以来，由于水源区污水直排河道，农药化肥使用量过大，大量生活垃圾堆放在入库河道或沟道附近，对松华坝水库水质造成严重影响。因此，生态涵养和水源保护成为水源区建设的主要任务。通过对铁冲生态清洁型小流域综合治理工程开展水土保持监测，为研究小流域水土保持生态环境和水环境变化、预测预报环境质量提供数据，同时为探索和完善云南省生态清洁小流域综合治理工作提供科学依据。1研究区概况铁冲小流域位于昆明市盘龙区北部阿子营乡境内，属于铁冲村委会范围，属松华坝水库水源区，包括铁冲、火烧营等6个自然村，地处102°45′55″~102°50′15″E，25°22′24″~25°26′13″N，土地总面积18.56km2，流域东西长约7.05km，南北宽约5.3km。地势总体西北高，东南低，最高海拔2344.1m，最低海拔2105m，垂直高差239.1m，平均海拔2250m，属盘龙区北部浅切割低山丘陵中轻度流失区。本流域属北亚热带和暖温带混合型气候；土壤主要是由砂岩、砂页岩、灰岩风化形成的红壤和红壤性水稻土，冲积土占有少量比例；森林植被具有极其明显的次生性，林地面积1276.27hm2。铁冲小流域在2006年曾开展过“长治”七期工程的治理，水土流失基本得到控制，年土壤侵蚀量1.37万t，侵蚀模数740t／km2.a。2综合治理情况2010年2月至2013年10月，盘龙区水务局在火烧营村、铁冲村附近区域开展了清洁型小流域综合治理工程，共完成水土流失治理面积97.05hm2，其中坡改梯种植美国油桃20hm2、坡耕地垄状整地24hm2、未利用地“五采区”植被恢复0.67hm2、村间绿化2.13hm2、牧羊河和铁冲小河永久性生态林28.67hm2、人工湿地17hm2、封禁治理4.58hm2；污水处理系统1套，污水收集管道5567m，污水收集池105口，检查井38口；25m3水窖100口；谷坊3座；植物护埂2410m；辅助设施石刻1处，展板100m2，宣传壁画1000m2；设置封禁治理标志碑2块。3治理效果监测3.1监测内容及监测方法3.1.1水土流失因子降雨量实时监测；坡长、坡度、下垫面情况等流失因子以调查监测为主；植被、地形地貌等采用遥感监测，同时采用遥感影像与地形图绘制完成流域土地利用现状。3.1.2土壤侵蚀模数主要由所布设的标准径流小区监测得出；监测时段内未获取监测数据的地类主要依据《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190-2007），结合地类的植被、土壤、地形地貌等自然条件综合确定。3.1.3土壤侵蚀面积调查统计小流域内土地利用情况动态变化情况，结合各土地利用类型土壤侵蚀模数，参照水利部《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190—2007）综合确定。3.1.4土壤侵蚀量监测时段内流域土壤侵蚀量采用土壤侵蚀模数法进行计算：W＝∑ni＝1∑3k＝1Fi×Mik×Tik式中：W———地表土壤侵蚀量（t）；i———不同土地类型（1，2，3，……n）；k———监测时段；Fi———第i个土地单元的面积，km2；Mik———不同单元不同时段的土壤侵蚀模数，t／km2·a。3.1.5水质情况地表水质情况主要采用在河道内设置水质监测点，定期从各监测点采集水样，检测水质的pH值、总氮（N）、总磷（P）、五日生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）、高锰酸钾指数、悬浮物等7项指标进行综合分析。农村生活污水治理情况主要采用在污水处理设施进出口设置水质监测点，定期采集污水样和净水样，检测水质的pH值、总氮（N）、总磷（P）、五日生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）、高锰酸钾指数、悬浮物等7项指标进行综合分析。3.1.6土壤肥力土壤肥力主要采用在各地类设置土样监测点，定期从各监测点采集土样50cm，检测土壤的pH值、全氮（N）、全磷（P）、全钾（K）、碱解氮（N）、速效磷（P）、速效钾（K）等7项指标进行综合分析。3.2监测点布设3.2.1降雨量观测站建设在火烧营村设置、安装全自动自计雨量计1台。3.2.2径流小区布设根据治理前后土地利用情况，在流域内布设6个不同用地类型的标准径流小区，径流小区类型为林地（坡度12°）1个、坡耕地（坡度13°）1个、梯坪地1个、坡改梯种植美国油桃1个、垄状整地种植美国油桃1个、垄状整地种植蓝莓1个（坡度为15°）。3.2.3水质监测点布设在小流域内共布设水质取样监测点7个，分别为海丹村下游200m水库出水口1个、铁冲村进水口1个、湿地进出水口各1个、流域出口1个、火烧营污水处理站进出水口各1个。3.2.4土样监测点布设在小流域内共布设土样监测点6个，分别为梯坪地、坡耕地、坡改梯种植美国油桃、垄状整地种植蓝莓、原经果林地、林地等地类各1个。4治理效果分析与评价4.1水土流失治理效果分析评价4.1.1土壤侵蚀模数监测时段内，小流域各地类土壤侵蚀模数监测结果见表1。从表1可以看出，铁冲清洁型小流域治理前平均土壤侵蚀模数为740t／km2.a，治理初期平均土壤侵蚀模数为265.94t／km2.a，到监测期末平均土壤侵蚀模数为190.84t／km2.a。治理初期，各项措施实施后，流域内土壤侵蚀强度就呈大幅下降的趋势。同一地类在措施实施后的不同时间段看，随着时间的推移土壤侵蚀模数降低幅度最大的是坡改梯栽植美国油桃地块，治理初期坡改梯工程对地块内原地貌进行了较大扰动，但时间较短，工程结束后较快时间内该地块的土壤侵蚀强度从治理初期的1387.2t／km2.a迅速降为监测后期的427.38t／km2.a，蓄水保土效果十分明显，后期随着栽植的经济果木逐渐发挥效益，郁闭度和林草覆盖率的提高，该地块的土壤侵蚀强度将进一步降低。3.3基质的改良边坡治理中土壤还有一种来源，即人为配制的种植基质。种植基质一般包含壤土、肥料、保水剂、有机质、粘结剂等。但是由于没有边坡基质相关标准的控制和行业规范的约束，在实际施工中，基质材料、种类和添加量常常具有人为随意性，因此难以确保基质的各组分发挥该有的效果。种植基质配制中应关注加入的有机质是否腐熟，如果只是加入一些枯枝落叶或者枯枝落叶的粉碎物，在其纤维素没有腐熟矿化腐殖化之前，发挥不了有机质的作用；种植土中要化肥、有机肥共施，兼顾短效和长效作用；种植土中可加入土壤改良菌剂，使土壤有益菌迅速繁殖、疏松土壤、提高透气性、活化土层，增强肥水渗透力。另外，有些复合菌剂还具有解磷解钾固氮功能，能够促进土层的发育。总之，边坡生态修复的目标，不仅仅是边坡覆绿，而是通过对边坡环境条件的前期扶助，达到长期低成本低维护或不维护，从而实现边坡生态系统健康可持续性的发展。创造良好的土壤生态条件是边坡生态系统建立的先导，在植物个体生长、土壤微生态循环等的基础上，才能逐步实现边坡生态系统物质循环和能量流动的生态功能。