沂蒙山區水土保持工程措施配置研究

王玉太 ，孫木遠 ，姜 娜

（1.山東省水利科學研究院，山東 濟南 250013；2.五蓮縣水利局，山東 五蓮 262300；3.海陽市水利勘測設計院，山東 海陽 265100）

沂蒙山區是山東省水土流失最嚴重的區域，2006年公布的 《關于劃分國家級水土流失重點防治區的公告》明確將其中的沂源縣、蒙陰縣、沂水縣、平邑縣、沂南縣、莒縣、鄒城市、泗水縣、棗莊市山亭區、滕州市等10個縣（市、區）劃為沂蒙山國家重點治理區。長期以來的水土流失造成該區域土地“石化”面積逐年擴張，生態環境持續惡化，人口、資源和環境矛盾日益突出，極大制約了區域經濟社會的可持續發展。隨著經濟社會的不斷發展，治理水土流失、再造秀美山川、建設社會主義生態文明已上升為國家戰略，沂蒙山區水土保持綜合治理已成為山東省目前和將來一定時期內的重要戰略任務。

1 重點治理區基本情況

根據國家水利部的統一要求，山東省選擇了具有典型代表性的淄博市沂源縣，濰坊市臨朐縣、臨沂市沂水縣、蒙陰縣、平邑縣和費縣作為第一批水土保持重點治理項目縣，并分別選取沂源縣沂河源、沂水縣跋山、臨朐縣石洪、蒙陰縣孟蒙、平邑縣蒙陽和費縣天蒙6個片區作為項目區，在2008—2012年度開展水土保持綜合治理。

1.1 項目區范圍

項目縣集中分布于山東省中南部，均處于國家和山東省水土流失重點治理區，也是山東省水土流失最為嚴重的地區。項目區共有87條小流域，總土地面積1970.47km2，總人口57.83萬人，農村勞動力34.86萬人。

1.2 土地利用現狀

項目區土地總面積為1970.482km2，其中農地面積59068.4hm2（坡耕地面積為35435.7hm2），占土地總面積的29.98%；果園面積為22614.9hm2，占土地總面積的11.48%；林地面積57307.2hm2（其中疏林地面積30384.0hm2），占土地總面積的29.08%；水域面積5769.2hm2，占土地總面積的2.93%；未利用地（包括荒山荒坡和難利用地）面積37915.5hm2（其中荒山荒坡面積29570.8hm2），占土地總面積的19.24%；其他用地（包括城鎮居民點、道路等）面積14373.0hm2，占土地總面積的7.29%。

整體上來看，項目區地少人多，人均土地資源量較少，人均耕地面積較低，人均基本農田更低。造成項目區人均基本農田數量低的主要原因是耕地中坡耕地數量大，應采取措施改造坡耕地，提高耕地質量和生產水平。

1.3 水土流失及水土保持現狀

1.3.1 水土流失現狀

經統計調查，截止2007年底，項目區共有水土流失面積1098.90km2，平均侵蝕模數為2502t/km2·a，平均溝壑密度為3.19km/km2，其中：輕度侵蝕310.31km2，中度侵蝕393.98km2，強烈侵蝕384.21km2，劇烈侵蝕10.40km2。

1.3.2 水土保持現狀

建國后，特別是改革開放以來，項目縣組織實施了多項水土保持工程，項目區累計完成治理水土流失面積576.03km2，其中：建設基本農田18075.9hm2，發展經果林19764.9hm2，水土保持林18051.5hm2，封禁治理面積1681.0hm2，建谷坊2769座、塘壩569座、蓄水池2181座、水窖629座，截排水溝10.5km，其他小型水利水保工程259處。各項目區平均治理程度為30.0%。項目區水土保持現狀詳見表1。

2 水土保持工程措施的主要內容和作用

水土保持工程措施是小流域水土保持綜合治理措施體系的主要組成部分，與水土保持植物措施、耕作措施、管理措施等共同發揮重要作用，不能互相代替。水土保持工程措施主要類型如下：

2.1 坡面防護工程

坡面防護工程的作用在于用改變小地形的方法防止坡地水土流失，將雨水及融雪水就地攔蓄，使其滲入農地、草地或林地，減少或防止形成面徑流，增加農作物以及林草可利用的土壤水分，并且將未能就地攔蓄的坡地徑流引入小型蓄水工程。屬于坡面防護工程的措施有：梯田、水平溝、水平階、魚鱗坑、攔水溝埂、山坡截排水溝等。

表1 項目區水土保持現狀情況統計表

整修梯田是最基本的水土保持工程措施，對于改變地形、增加耕地、減沙改土，改善生產條件和生態環境等都有很大作用。新修梯田布設在15°以下的坡耕地上，以距離村莊遠近、集中連片為首選因素。對于部分建于上世紀六七十年代，土層較厚，土質較好，地塊相對集中，田面、堰埂、溝、渠、路損壞嚴重的原有梯田進行整修，整修梯田一般不改變現有布局，僅對田面、田埂和排水進行整修。

水平溝、水平階、魚鱗坑是在立地條件不適于修建水平梯田情況下采取的措施，一般布設在15°以上的坡地上，主要用于經果林、水保林的整地。

山坡截排水溝能截短坡長，阻截徑流，減免徑流沖刷，將分散的坡面徑流集中起來，輸送到蓄水工程里或直接輸送到農田、草地或林地。截排水溝與溝頭防護以及水池水窖等小型蓄水措施相配合，對保護其下部的農田，防止溝頭前進，增加區域水資源利用和防洪有重要的作用。截水溝一般建在梯田、水平階、魚鱗坑等整地措施的上游坡面，平行于等高線布置，排水溝一般垂直于等高線沿耕作道路布設。

2.2 溝道治理工程

溝道治理工程的作用是防止溝頭前進、溝床下切、溝岸擴張，減緩溝床縱坡、調節洪峰流量，減少山洪或泥石流的固體物質含量，使洪水安全排泄，對溝口沖積體不造成災害。溝道治理的措施有：溝頭防護工程、攔沙谷坊、攔沙壩、溝道護岸等。

溝床固定工程的主要作用在于防止溝道底部下切，固定并抬高侵蝕基準面，減緩溝道縱坡，減小山洪流速，包括谷坊、防沖檻、溝床鋪砌、種草皮、溝底防沖林帶等措施。谷坊是山區溝道內為防止溝床沖刷及泥沙災害而修筑的橫向擋攔建筑物，高度一般小于3m，是水土流失地區溝道治理的一種主要工程措施。谷坊工程主要修建在溝底比降較大（5%～10%或更大）、溝底下切劇烈發展的溝段，結合新修水平梯田，利用溝中水土資源，發展林果、牧業生產和小型水利工程，除害與興利并舉。

攔沙壩是以攔截山洪及荒溪中固體物質為主要目的，防治泥沙災害的擋攔建筑物，壩高一般為3～15m，通過提高壩址處的侵蝕基準，加寬河床，減緩壩上游淤積段河床比降，并使流速和徑流深減小，從而大大減小水流的侵蝕能力。

溝道護岸工程可防止溝岸坍塌、控制溝道斷面，主要為穩定溝道水流，保持溝道穩定，一般修建在下游干支溝道中。

2.3 小型蓄水用水工程

小型蓄水用水工程的作用在于將坡地徑流及地下潛流攔蓄起來，減少水土流失危害，灌溉農田，提高作物產量。其工程包括水池、水窖、蓄水塘（堰、壩）、小型水庫、淤灘造田、引水上山等。

水池、水窖是山丘區重要的小型水源工程，可為農作物應急抗旱提供水源，一般布置在流域內經果林及新修水平梯田內，其集水方式包括提山溪庫塘水充灌和坡面集雨兩種方式。

塘壩、攔水堰壩布設在溝、河道水流較大，集水面積較大的區域。

3 重點治理區工程措施體系配置

3.1 工程措施配置原則

根據項目區的水土流失特點，水土保持工程治理措施總體布局按照因地制宜的原則，實施“山、水、林、田、路”統一規劃，坡面、水系、田間道路和梯田建設綜合配套。

3.1.1 坡面防護體系

15°～25°坡面：此坡度之間地帶，水土流失最為嚴重，治理開發潛力較大，發展經果林有較好的條件，治理措施主要以人工大穴和水平階（溝）整地為主，集中連片整治，以發展經果林為主。

5°～15°坡面：對于中低坡面，按照治一片成一片的原則，以機械作業為主，建設水平梯田，達到地面平整，埂堰齊整，內有排水溝，外坡穩定，土坎堰埂建設生物地堰，栽植黃花、金銀花等護埂作物，田內以種植糧食、發展經果林和其他高效種植業為主。

3.1.2 溝道防護體系

根據溝道發育程度、集水面積和徑流情況，依照從溝頭到溝口，先支溝、后干溝的順序，建設節節攔沙蓄水防護工程。支毛溝和溝道上游以建設谷坊群為主，根據當地材料和地形、地質條件，選擇修建石谷坊或土谷坊工程，溝底栽植楊樹等豐產林，防止泥沙下泄。在溝道中下游修建蓄水堰壩，用于穩定溝坡，控制溝底下切，攔蓄徑流，做到蓄水與攔沙兼顧，形成較為完善的溝道防護體系，減少水土流失帶來的危害。

3.1.3 小型蓄水用水工程體系

根據降雨和水資源地域分布等特點，按照蓄、灌、排相結合的原則，建設蓄水池、攔水堰壩等工程，發展集雨節水灌溉，充分利用雨洪水資源，形成旱能澆、澇能排的坡面徑流調控和水資源開發利用體系，改善農業灌溉和防洪條件。

3.2 工程措施體系配置結果

根據項目區現狀基礎條件，經與當地群眾協商，確定工程措施配置結果為：新修整修梯田22207hm2，截排水溝87.7km，谷坊2239座，水池水窖792座，攔水堰壩629座，塘壩1座，各分項目區布設情況詳見表2。

表2 項目區水土保持工程措施配置結果

4 結語

在沂蒙山區重點治理工程措施配置時，綜合考慮了坡面防護工程、溝道治理工程和小型蓄水用水工程，設計過程幾經優化，尚需在生態溝道系統規劃技術、新型溝道攔蓄工程技術、生態護岸構建技術等方面作更深入的研究探討。

小流域水土流失綜合治理措施體系，是由工程措施、植物措施、耕作措施、管理措施共同構成的技術體系，只考慮某單一類型措施，不能夠達到綜合治理水土流失的效果，在配置工程措施時，亦應綜合考慮其他相關措施配置問題。