淺議荒坡地治理與發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)

張素娟 馬 好 杜立武 張海生 郭愛紅

（1.華北理工大學(xué) 河北唐山 063200；2.遷西縣水務(wù)局 河北唐山 064300；3.遷西縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河北唐山 064300）

針對唐山市遷西縣山地丘陵區(qū)荒坡地的水土流失特點，在荒坡地中上部根據(jù)經(jīng)濟(jì)林、水保林的不同林分配置選擇相適應(yīng)的整地模式，在荒坡地中下部修建水平梯田及配套截排水措施進(jìn)行坡耕地治理，在坡底溝道中設(shè)置谷坊壩、護(hù)地堤等阻沙泄洪措施，并配備水窖、蓄水池、塘壩等蓄水工程進(jìn)行綜合治理，建立具有水土保持空間立體配置的多林分、果農(nóng)結(jié)合高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)功能的山區(qū)流域綜合治理模式[1-3]，并進(jìn)行推廣應(yīng)用。

1 多點控制試驗示范過程

1.1 龍辛莊小流域荒坡地水土保持綜合治理項目

龍辛莊小流域荒坡地位于遷西縣太平寨鎮(zhèn)，涉及龍辛莊、大嶺寨、北劉古莊、好悖欏峪、水峪5 個村，屬灤河流域，總面積達(dá)到27.5 km2，其中水土流失面積15.13 km2。項目區(qū)土壤為褐土類的褐土性土、淋溶褐土，山地土壤以薄層砂壤質(zhì)褐土性土、中層多礫質(zhì)砂壤質(zhì)淋溶褐土為主，適宜發(fā)展核桃、板栗、蘋果、梨、櫻桃等經(jīng)濟(jì)林樹種，在深入分析土壤成分的基礎(chǔ)上確定治理方案：緩坡地段的坡耕地、荒地和疏林地，在確保流域糧食需求的前提下實行退耕還林還草，結(jié)合經(jīng)濟(jì)林水利配套工程，合理布設(shè)120 座水窖并配套截排水措施，提高抵御自然災(zāi)害的能力；對溝道，根據(jù)侵蝕情況合理布設(shè)90 道谷坊壩、250 m 護(hù)地壩，防止溝底下切，抬高河床，制止溝岸擴(kuò)張，溝槽地帶栽植楊樹、紫穗槐等。在荒坡地坡頂坡腰處栽植280 hm2紫穗槐、刺槐、側(cè)柏、火炬、楊樹為主要樹種的水土保持林以固坡減災(zāi)，坡底處栽植300 hm2板栗、核桃為主要樹種的經(jīng)濟(jì)林以增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出。

1.2 城子嶺小流域荒坡地水土保持綜合治理項目

城子嶺小流域荒坡地位于遷西縣太平寨鎮(zhèn)，涉及城子嶺、東趙莊、東牌樓溝、王家峪等8 個村，屬灤河流域，總面積達(dá)26.5 km2，其中水土流失面積15.9 km2。項目區(qū)土壤為褐土類的褐土性土、淋溶褐土，山地土壤以薄層砂壤質(zhì)褐土性土、中層多礫質(zhì)砂壤質(zhì)淋溶褐土為主，適宜發(fā)展核桃、板栗、蘋果、梨、櫻桃等經(jīng)濟(jì)林樹種。布設(shè)164 座水窖并配套截排水措施，提高抵御自然災(zāi)害的能力；對溝道，根據(jù)侵蝕情況合理布設(shè)70 道谷坊壩、300 m 護(hù)地壩，防止溝底下切，抬高河床，制止溝岸擴(kuò)張，溝槽地帶栽植楊樹、紫穗槐等；在荒坡地坡頂坡腰處栽植103 hm2紫穗槐、刺槐、側(cè)柏、火炬、楊樹為主要樹種的水土保持林以固坡減災(zāi)，坡底處栽植352 hm2板栗、核桃為主要樹種的經(jīng)濟(jì)林以增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出。

1.3 林家峪小流域荒坡地水土保持綜合治理項目

林家峪小流域荒坡地位于遷西縣新集鎮(zhèn)，涉及林家峪、南臺、潘仗子3 個村，屬還鄉(xiāng)河流域，小流域土地面積 11.54 km2，其中荒坡地 276.53 hm2，占土地面積的23.96%。工程建設(shè)的總體布置為：在流域的荒山荒坡，坡度較緩的坡腳、坡腰處栽植核桃、板栗為主的經(jīng)濟(jì)林，部分經(jīng)濟(jì)林采取反坡梯田整地，并散狀分布修建水窖為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供用水；在坡度較陡的坡頂、坡腰處栽植刺槐、紫穗槐為主的水保灌木林與火炬、側(cè)柏為主的水保喬木林，并對灌木林采用小魚鱗坑整地，對喬木林采用大魚鱗坑整地。對河道岸坡修筑護(hù)地堤穩(wěn)定河道，減少河道淤積，形成水土保持立體防護(hù)體系。

林家峪小流域荒坡地共完成造林251 hm2，其中以側(cè)柏、火炬為主的水保喬木林110 hm2，以核桃、板栗為主的經(jīng)濟(jì)林80 hm2，以紫穗槐、刺槐、為主的水保灌木林61 hm2，修建集雨水窖40 個，壘護(hù)壩400 m。

1.4 長山溝小流域荒坡地水土保持綜合治理項目

位于遷西縣新集鎮(zhèn)，涉及長山溝、言前峪2 個村，屬還鄉(xiāng)河流域，地處燕山南麓和太行山東麓，地貌類型為低山丘陵山區(qū)，總面積達(dá)6.7 km2，其中水土流失面積5 km2。該流域受地理條件影響，山石風(fēng)化較為嚴(yán)重，植被覆蓋率偏低，地勢較陡，坡面沖刷較為嚴(yán)重，徑流攜帶大量泥沙進(jìn)入長山溝水庫。

長山溝小流域荒坡地造林235.2 hm2，其中栽植以核桃、板栗、棗樹為主的經(jīng)濟(jì)林149.5 hm2，以側(cè)柏、楊樹為主的水保喬木林44.6 hm2，以紫穗槐、鼠李為主的水保灌木林41.1 hm2；修建集雨水窖40 個，蓄水池1 座；溝道內(nèi)修建谷坊壩5 道，作業(yè)路2 km。

長山溝小流域荒坡地水土保持綜合治理項目的治理面積達(dá)22 km2，林草覆蓋率達(dá)到80 %以上，增加蓄水量295.924 萬立方米，減少水土流失7.798 萬噸，平均侵蝕模數(shù)下降了1 182 t/km2·a，糧食產(chǎn)量平均由240 公斤/畝增加到310 公斤/畝，具體結(jié)果見表1。

表1 典型小流域荒坡地試驗示范結(jié)果（單位：公斤/畝）

2 小流域荒坡地水土保持技術(shù)措施

蓄水池布設(shè)在有足夠的表徑流來源的溝旁上，即匯水面積不小于1 000 m2，地形有利，巖性良好、工程量小且避開行洪溝道。蓄水池設(shè)計為方形，底板采用鋪防滲膜，池壁采用磚砌、水泥砂漿抹面。設(shè)計蓄水池深為4 m，蓄水池上口寬為7 m，池底寬5 m，蓄水池設(shè)計容量為85 m3。沉沙池位于來水方向，距蓄水池池口5 m 處，池體呈矩形，規(guī)格為長2 m，寬1.5 m，深1.5 m，側(cè)墻采用機(jī)磚砌筑，砂漿抹面，砌筑厚0.24 m，有效蓄水容量4.5 m3。在沉沙池從地表向下以1：1 坡度埋設(shè)直徑100 mm 白塑料管7 m 與蓄水池相接。

塘壩依據(jù)大堡城子流域特性與水利庫容設(shè)計計算，在荒坡中上部地勢平坦地段修建小容量的土石塘壩。具體施工要求如下。

（1）土石壩心墻頂部厚度不小于0.8 m，底部厚度不小于2.0 m；斜墻頂部厚度不小于0.5 m，底部不小于2.0 m。心墻和斜墻防滲土料滲透系數(shù)不大于1×10-5cm/s。防滲體與壩基、岸坡或其他建筑物形成封閉的防滲系統(tǒng)，其頂部一般高出正常蓄水位0.3 m 以上。

（2）反濾層的滲透性要大于被保護(hù)層，這樣才能通暢地排出滲透水流。迎水坡護(hù)坡，護(hù)坡形式采用漿砌石，背水坡采用碎石護(hù)坡。

（3）岸坡處理時，壩斷面范圍內(nèi)岸應(yīng)盡量平順，與防滲體接觸的巖石岸坡不宜陡于1：0.5，土質(zhì)岸坡不宜陡于1:1.5。

魚鱗坑適用于地塊破碎、坡陡、土層薄的荒坡地，是植樹造林的整地工程。采用5年一遇6 h 最大暴雨量進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)《唐山市水文手冊》計算，流域5年一遇6 h 最大暴雨量為125 mm，徑流系數(shù)為0.322 。

魚鱗坑主要用于栽植水土保持林種，其中小魚鱗坑栽植灌木林，大魚鱗坑栽植喬木林，其斷面均采用半圓形，長徑0.8～1 m，短徑0.5～0.6 m，坑深0.5～0.6 m[4]。根據(jù)坡面產(chǎn)流量，每公頃修建的小魚鱗坑數(shù)為3 333 穴，大魚鱗坑數(shù)為1 110 穴，樹苗栽植在坑內(nèi)距下沿0.2 m 的位置，魚鱗坑設(shè)計如圖1所示。

谷坊壩谷坊是治理小流域溝道的重要工程措施之一，是在小溪和支毛溝中修筑的低壩，一般壩高不超過5 m[5]。目前，主要為干砌石谷坊壩。主要作用是固定溝床，抬高侵蝕基準(zhǔn)面，防止溝底下切，攔蓄泥沙。淤積的地塊可用做發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。修建干砌塊石谷坊時，根據(jù)地形確定谷坊位置和規(guī)模后，首先要清基。然后在谷坊基線中央挖一條寬、深各50 cm 的集合槽，從溝低一直挖到兩邊溝岸處。修筑時，根據(jù)設(shè)計尺寸從下向上分層壘砌，逐層向內(nèi)收坡，塊石應(yīng)首尾相接，錯縫砌筑，大石壓頂；要求石料厚度不小于30 cm，接縫寬度不大于2.5 cm；同時應(yīng)做到“平、穩(wěn)、緊、滿”。如果是土質(zhì)溝底，谷坊下游要做護(hù)底，護(hù)底長度一般為谷坊高度的2～3 倍，厚50～70 cm 以上。當(dāng)谷坊砌到溢水口底部的高度時，要按溢水口的設(shè)計斷面留出溢水口。干砌石谷坊設(shè)計如圖2所示。

3 結(jié)語

山地丘陵區(qū)的荒坡地，土壤一般干旱、瘠薄，林木生長較慢，甚至不易成活。為提高造林成活率，促進(jìn)幼林生長，應(yīng)根據(jù)土壤地形條件，合理布置與設(shè)計各項小型水土保持措施，在山頂土層薄、立地條件差的地方，栽植以松樹、側(cè)柏為主的先鋒樹種；在山腰根據(jù)土壤種類不同，種植板栗、核桃等經(jīng)濟(jì)林果；山腳地勢平坦，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，同時坡面和溝道兼治、工程和生物措施結(jié)合，形成小流域荒坡治理的立體綜合防治網(wǎng)絡(luò)。