復合植物帶在樺川縣橫頭山水土保持工程項目中的應用

王 洋，王繼承

( 佳木斯市水務局，黑龍江 佳木斯154002)

復合植物帶是由單埂植物帶發展改進而形成的一種更有效的水土保持工程措施，主要適用于3° ～8°的坡耕地面積比較大，土質疏松，土層厚度＜30 cm，不適合搞土埂水平梯田的項目區，采取在橫坡改壟的前提下修筑植物綜合帶( 修筑雙埂，雙埂中間修筑竹節壕) 。該項工程措施具有占地面積小，投資回報快，水土保持效果好等特點。

1 復合植物帶的設計施工

1.1 目的和作用

地埂是在坡耕地上沿橫坡壟向等距修筑的土埂，其水土保持作用在于截短坡長，攔截水勢，截斷徑流，有效防止坡耕地漫壟面蝕和斷壟出溝的發生，初步控制水土流失。

1.2 設計原則

按照全面攔蓄徑流和適合耕作的原則進行復合式植物帶的設計。

1.3 立地條件

5° ～8°坡耕地，表土厚度＜30 cm。

1.4 設計標準

按照全面攔蓄10 a一遇6 h最大暴雨量產生徑流的標準設計。由于復合式植物帶是以蓄為主，蓄排結合的水土保持工程，在設計時，主要考慮其攔蓄能力，因而先確定其斷面尺寸，再計算攔洪量，確定帶間距。

1.5 典型設計

地埂斷面尺寸與埂間距采用定型設計，上、下埂采用相同斷面，埂頂寬0.5 m，底寬1.7 m，高0.6 m，雙埂間距1 m。

1) 按10 a一遇6 h最大降雨計算，H6=79.6 mm。

2) 每公頃徑流量的確定，利用下式進行計算:

式中:H6為10 a一遇6 h最大暴雨量79.6 mm; S 為1 hm2面積10 000 m2;Cr 為徑流系數，取0.7。

3) 每延長米攔洪量的計算采用公式為:

式中:Q 為每延長米土坎攔洪量，m3;h 為地埂高度;S 為原地面坡度，tgα =tg8° =0.1405; A 為地埂斷面面積，所修地埂的規格為:下寬a=1.7 m，上寬b=0.5 m，埂高h=0.6 m。A=0.66。

4) 每公頃修筑復合式植物帶長度計算采用公式為:

式中:L 為每公頃修復合式植物帶的長度，m;Q 為每延長米復合式植物帶攔洪量，Q=2.765 m3;W 為為每公頃徑流量，W =557 m3。經計算L=201 m。

5) 地埂間距H 的計算采用公式為:

式中:H 為埂間距，m;S 為每公頃面積10 000 m2; L 為每公頃修地埂長度292 m。經計算H=49.8 m。

1.6 施工方法

復合式植物帶一般是在每年的秋季采用人機結合的方法進行施工。

1) 按1/200 ～1/300 的比降定線，大彎就勢，小彎取直。

2) 用筑埂犁修筑兩條間距為B( 一般取B 為1 ～2 m) 的平行地埂。

3) 用人工或機械剝離1/3 的田面及埂間表土，用生土筑埂并拍實，使地埂斷面尺寸達到設計標準，然后將表土復原。

4) 在兩埂間修筑間距為5 ～10 m，垂直于地埂的土擋，土擋高為埂高的一半。

5) 耙地改壟，使田面壟向與地埂平行。

6) 在復合式植物帶與侵蝕溝交叉處修筑高標準的治溝谷坊( 谷坊另行設計) 。

7) 第2年春季在地埂上和埂間空地栽植紫穗槐。

1.7 施工注意事項

1) 在大彎就勢、小彎取直的地埂段，要特別注意比降變化，低洼處要人工或機械填筑土方，凸起部分要增加挖方，以保證排水暢通。

2) 在復合式植物帶與作業路、侵蝕溝交叉處，應適當加大比降，并使線路順直，以保證排水順暢，減少路面或谷坊的沖刷壓力。復合式植物帶見圖1。

圖1 復合式植物帶示意圖

2 復合植物帶的應用實例

樺川縣橫頭山水土保持工程項目區整體地形呈南向北逐漸傾斜的特征，地貌屬丘陵臺地，海拔110 ～350 m，相對高差240 m。地表傾斜較大，剝蝕殘丘零星分布其上，邊緣沖溝發育，呈枝狀分布。地表組成物質為亞黏土組成，殘丘由砂礫巖及中性火山巖碎屑，地形變化較為復雜，形成不同侵蝕形態的面蝕、溝蝕特征類型。鑒于復合植物帶坡耕地治理措施在黑龍江省穆棱市進行了大面積的應用，并取得了較好的水土保持效果，樺川縣橫頭山鎮無論從土壤、植被、氣候及水文等自然條件都與穆棱市非常相近，因此樺川縣橫頭山鎮在開展大面積治理前先選取了東朝陽小流域對復合植物帶措施進行了實驗性的施工，在坡耕地的上游布設了10 hm2的復合植物帶，通過1 a以來的運行，與單梗植物帶相比較，工程效益非常明顯。

3 效益分析

3.1 基礎效益對比

單梗植物帶和復合式植物帶都有攔截、減緩地表徑流，增加土壤入滲，延長匯流時間、防止水土流失等水土保持的作用，但復合式植物帶的效果更為明顯，單梗植物帶每年保水量為900 m3，每年保土量為20t，復合植物帶每年保水量可達到1 850 m3，每年保土量可達50 t，復合植物帶的單位基礎效益可達到單梗植物帶的兩倍多。

3.2 經濟效益對比

采用單梗植物帶進行治理的坡耕地每公頃增加直接經濟效益260 元，單項措施投資回收年限為6.7 a，采用復合式植物帶進行治理的坡耕地每公頃增加直接經濟效益1 050元，單項措施投資回收年限為4 a，復合植物帶的經濟效益明顯優于單梗植物帶。

［1］佳木斯水利勘測設計研究院. 國家農業綜合開發東北黑土區水土流失治理重點工程樺川縣橫頭山項目區可行性研究報告［R］. 佳木斯:佳木斯水利勘測設計研究院，2001.