小流域水土資源開發利用技術及其應用效果研究

邸愛民

(遼寧省鞍山水文局六間房水文站，遼寧 鞍山 114100)

小流域水土資源開發利用技術及其應用效果研究

邸愛民

(遼寧省鞍山水文局六間房水文站，遼寧 鞍山 114100)

綜合治理小流域已然成為大流域水土資源治理的關鍵，積極推廣小流域水域資源開發利用技術逐漸成為小流域綜合治理的重要手段。文章結合鞍山市臺安縣小流域水土資源開發治理和應用情況，研究了水土資源開發利用技術特點，針對水土資源開發利用方案進行了設計，提出了單項措施設計方案和林草措施設計方案，經過綜合治理，小流域多元化整體布局治理工程建設質量評定結果為優良工程，取得了良好的成效。

小流域；水土資源；開發利用；應用效果；主要成效

0 引 言

小流域是一個相對獨立的自然和經濟社會單元，以小流域為單元進行綜合治理符合自然和經濟規律[1]。通過以小流域為單元，以水源保護為中心，實現山、水、林、田、路統一規劃，農業技術、生物和工程綜合配套措施，嚴格把關生態效益、經濟效益和社會效益兼顧治理路線，凸顯小流域綜合治理顯著優勢[2]。

小流域綜合治理有利于從整體出發，把治坡與治溝、林草措施與工程措施、一般工程與骨干工程緊密結合起來，發揮系統綜合防護作用，有效控制和預防水土流失；有利于統一規劃和組織實施，合理確定農林牧等各業用地比例，有效開發利用水土資源，做到水盡其用，土盡其利，最大限度地提高土地利用率和生產力，促進農村經濟發展和農民增收致富；有利于科學推進大流域和更大區域的治理[3-4]。通過實施小流域綜合治理就能循序漸進地推進大流域和更大區域的科學治理與開發結合，減免水旱災害，積極改善農業生產條件，提高農村生態環境質量[5-6]。

文章結合鞍山市臺安縣某小流域水土資源開發情況，對小流域水土資源開發利用情況進行深入研究，對開發利用方案進行了設計，取得了良好的成效，為該小流域內其他地區水土資源開發的順利展開奠定了基礎。

1 水土資源開發利用技術特點

1.1 四個重要“轉變理念”的形成

通過水土資源開發利用技術，形成了4個重要的轉變理念。見表1。

表1 轉變理念的形成

1.2 預防和控制水土資源流失

綜合治理，因地制宜，針對實際情況制定水土資源預防和保持綜合治理措施，充分發揮協調統一、綜合群體作用[7]。以土地利用規劃為基礎，不同地區采用不同水土保持農業技術、工程和林草治理手段和方法，形成了系統、全面的治理網絡和體系。

1.3 能夠合理確定農林牧用地比例

有利于充分發揮當地水土資源優勢，最大限度地提高土地利用率和生產力。針對流域生態經濟系統的特征及市場經濟特點，科學合理開發和利用水土資源。

1.4 合理布局，協調治理

充分發揮群眾力量，加大水土流失防治力度[8]。全面開展組織農、林、水等各方面治理工作，集中力量解決主要矛盾和問題，更快更好地發展山區快速、高效、綠色、高質量和高產量的作物經濟。

2 水土資源開發利用方案設計

2.1 單項措施設計

根據水土流失的情況，水土流失防治工程初步設計按照《水土保持綜合治理規劃通則》(GB/T15772-2008)和《水土保持綜合治理技術規范》(GB/T16453.1-16453.6-2008)相關規定進行設計。防洪標準按10a一遇3-6h最大暴雨，一般按減少徑流80%，減少泥沙95%以上進行設計。南票區的沙鍋屯鄉新沙河小流域、張相公屯鄉倒流河小流域等項目區措施設計應結合項目工程建設特點、作業道路等同時規劃，合理布設。

1)作業路設計。

作業路路面要求寬度4-5m，一般情況下，路面橫向保持水平，縱向取直，中間高，兩側低。作業路來水方向一側設置排水溝，排水溝為倒梯形，底寬0.5m，深0.5m，坡比為1∶0.5，上寬1.0m，挖溝取出的土平鋪在路面上，推平壓實。每km作業路需平整路面5000m2/km，挖排水溝375m3。斷面結構如圖1、圖2所示。

2)土谷坊設計。

在經果林用地內的支溝閘土谷坊，淤積土后栽植經果林。斷面設計如圖3所示，結構尺寸見表2。

圖1 作業路工程面布置圖(一)

圖2 作業路工作面示意圖(二)

圖3 谷坊斷面圖

表2 土谷坊結構尺寸參考數值表

2.2 林草措施設計

1)水保林設計。

水土保持林布設在土層較薄、肥力相對較低的荒坡、溝底荒地疏林地上。在秋季進行整地，整地方式采用竹節壕、魚鱗坑整地，樹種選擇刺槐，造林時間以春、秋季造林為主。水保林主要措施包括：幼林撫育、土壤管理、幼樹管理。在支離破碎、土層較薄的坡面上搞魚鱗坑配竹節壕整地造林，工程蓄水標準按10a一遇24h最大降雨量計算。魚鱗坑內徑1.0m，以下沿計算挖深0.5m，埂寬0.15m，株行距2.0m×1.5m，每畝挖魚鱗坑222個。魚鱗坑圖見圖4所示。

每公頃蓄水量為：V=0.5×3.14×0.602×0.3×222×15=546m3/hm2

工程量為：0.833×4.8×5.2×15=311.52m3,0.5×3.15×0.552×0.53×222×15=838m3

圖4 魚鱗坑圖

2)經濟果林設計。

該工程布置在坡緩、土層較厚的坡面上，栽植經濟林。其中，水平槽整地設計標準為10a一遇24h最大降雨，水平槽斷面尺寸及布置形式如圖5所示。

圖5 水平槽整地示意圖

其中：V=0.25×0.3×2.6×74×15=1212m3/hm2

每畝工程量：0.5×1.4×tan15×1.4×2.6×74+0.6×1.0×0.4×74=68.3m3/畝×15=1024.5m3/hm2。

3)農業水平梯田。

梯田設計原則：①田面寬度要便于耕作；②田坎坡度適當，既穩定又少占耕地。

該流域屬干旱少雨地區，因此采用10a一遇3-6h最大降雨為水平梯田的設計防洪標準。一般可減少徑流90%，減少泥沙95%以上。

水平梯田斷面主要要素有：田面凈寬B、土坎高度H、土坎側坡α、田坎側坡β(一般取β=65°)，田埂的高度h、和寬度(d、D)，田埂頂寬b=30cm，斷面結構如圖6所示，斷面尺寸數值見表3。

圖6 農業水平梯田工程斷面圖

施工工藝見圖7所示。

圖7 梯田施工工藝圖

4)老果園改造設計。

對項目區內的無工程的果園進行改造，在經濟中間種植大豆等矮化經濟作物穿帶，帶距6-8m，栽植密度要適宜生長，但不影響果園的生長結果。施工過程中，劃定植物帶的施工線，嚴格按照施工線范圍進行設計和施工。

3 質量評價及其主要成效

3.1 質量評價情況

鞍山市臺安縣某小流域工程建設中，90%的單元工程，83.3%的分部工程，85.7%的單位工程質量確定為優良，且施工過程中，主要分部工程全部為優良，符合我國的優良質量相關標準。根據水利部相關規定，小流域多元化整體布局治理工程建設質量評定結果為優良工程。具體見表4所示。

表4 工程質量評定情況統計表

3.2 主要成效

通過對小流域進行水土資源綜合治理后，改善了農業生產條件，促進了小流域中農村的社會進步，為該地區農業的持續健康發展打下了基礎，提高了小流域水土保持和抵御災害的能力，促進了農業的高產豐收節奏；通過與特色產業相互結合緊密開發，加快了農民脫貧致富的腳步，如鞍山市臺安縣的郁金香葡萄、寒富蘋果等，逐漸在農副產品市場中占有重要份額。小流域科學、嚴密、有效的綜合治理措施，提高了農業生產能力和防災抗災能力，如2012年“8·04”特大暴雨洪災中，臺安縣某小流域的災害情況明顯看出，通過小流域綜合治理的河流災害抵抗能力有了極大的提高；通過小流域的綜合治理對當地生態環境具有重要作用，植被覆蓋率的大幅度提高，造就了環境舒適、生機盎然的新氣象，環境、經濟、人口的協調健康發展，保證了生態的綠色發展和環境的平衡穩定。截止到目前為止，小流域水土資源綜合治理成效顯著。

4 結 語

大流域是由小流域組成，而小流域是一個相對獨立的自然和經濟社會單元，小流域綜合治理是自然和經濟規律的自然體現。文章結合鞍山市臺安縣小流域水土資源開發情況，對水土資源開發利用技術特點進行深入研究：形成了4個重要轉變理念，控制和預防水土流失，合理確定農林牧用地比例，合理布局和協調治理。針對水土資源開發利用方案進行了設計，提出了單項措施設計和林草措施設計，通過質量管理部門的綜合評價，小流域多元化整體布局治理工程建設質量評定結果為優良工程，取得了良好的社會和經濟成效。今后仍將加大小流域綜合治理力度，逐漸推廣水土資源開發利用技術，加快小流域乃至大流域社會、經濟和生態環境健康、綠色發展步伐。

[1]陳維杰.雨水資源的水土保持開發利用模式與關鍵技術研究[J].水利規劃與設計,2008(01)：29-33.

[2]王欣,段增強.面向水土資源優化配置的科爾沁左翼后旗宜耕沙地情景規劃分析[J].中國農業大學學報，2017(04)：67-80.

[3]趙榮欽.區域“水—土—能—碳”耦合作用機制分析[J].地理學報，2016(09)：1613-1628.

[4]王立剛.全球黑土區土壤有機質變化態勢及其管理技術[J].中國土壤與肥料，2016(06)：1-7.

[5]李明新.試論東北典型植被在水土保蓄工作中的作用[J].農業與技術，2016(04)：69.

[6]吳從穩.黃河三角洲邊際性土地資源開發與生物質能源研究[J].中國農業科技導報，2014(04)：109-119.

[7]周文慶.淺析水資源利用與可持續發展[J].甘肅科技,2015，31(19):45-48.

[8]侯向陽.可持續挖掘草原生產潛力的途徑、技術及政策建議[J].中國農業科學，2016(16):3229-3238.

S157

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1007-7596(2017)09-0170-02

2017-08-22

邸愛民(1982-)，男，遼寧沈陽人，高級工程師，研究方向為水文與水資源。