水土保持技術(shù)在五華縣岐嶺河生態(tài)清潔小流域中的應(yīng)用

李 洋

(五華縣水旱災(zāi)害防御中心，廣東 五華 514400)

五華縣岐嶺河生態(tài)清潔小流域中水土保持技術(shù)的應(yīng)用，要求能結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，做好技術(shù)應(yīng)用中各項細節(jié)的控制，提升應(yīng)用效果，滿足小流域水土治理需求。文章的水土保持技術(shù)應(yīng)用，能為我國其他小流域合理水土流失的治理提供參考。

1 工程概述

岐嶺河小流域?qū)俪墙忌鷳B(tài)清潔小流域，在五華縣境內(nèi)流域范圍均屬于岐嶺鎮(zhèn)，岐嶺河為五華河的一級支流，韓江的二級支流。本次治理小流域集雨面積127.15km2。工程建設(shè)規(guī)模為綜合治理水土流失面積 99.83km2。具體包括：河道整治：整治河道4.48km，其中清淤 1.90km，生態(tài)護岸6.20km。水土流失治理：設(shè)置谷坊 8 座，截排水溝共4775m，其中崩崗治理區(qū)布設(shè) 截水溝1390m，經(jīng)果林種植區(qū)布設(shè)截水溝2500m、排水溝885m；營造水土保持林 4.01hm2，植草 4.01hm2，植經(jīng)果林13.25hm2(板栗11925 株)；封禁管護99.66km2，設(shè)封禁碑牌14座，疏林地補植喬木73650株。該項目位于廣東省水土流失重點防治分區(qū)(見圖1)。

圖1 廣東省水土流失重點防治分區(qū)分布圖

2 水土流失現(xiàn)狀

五華縣是廣東省水土流失最嚴(yán)重的縣，主要是是因山高坡陡，花崗巖土質(zhì)面積大，土質(zhì)疏松，遇臺風(fēng)暴雨沖刷后極易流失，其特點是分布范圍廣，流失類型多、強度大、危害大。除自然水土流失外，還有采礦、取土取石、道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)鎮(zhèn)村建設(shè)、農(nóng)業(yè)及茶園果園開墾等開發(fā)建設(shè)項目水土流失以及火燒跡地、坡耕地等人為水土流失[1]。由于水土流失沖刷掉大量的表土，造成土地肥力下降，危害農(nóng)作物的生長，同時山上的泥沙被沖下山，淤積了圳道、塘庫、抬高了河床影響水利工程的正常發(fā)揮，在水土流失嚴(yán)重的地方，造成生態(tài)環(huán)境的惡化，特別是公路、礦場、石場等人類活動未全面落實水土保障制度，導(dǎo)致人為水土流失的現(xiàn)象時有發(fā)生，影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境甚至經(jīng)濟發(fā)展。水土流失表現(xiàn)形式有面蝕、溝蝕和崩崗，全縣存在大小崩崗22117處(大型18810處，中型3127處，小型180處)，占梅州市崩崗數(shù)量的40.9%，崩崗面積190.02km2，其中活動狀態(tài)較多，共1849處，面積188.99km2，治理難度大，是五華縣最主要的水土流失隱患。

3 水土保持技術(shù)在五華縣岐嶺河生態(tài)清潔小流域中的應(yīng)用

3.1 工程措施

1)谷坊工程：

谷坊工程主要作用是攔截徑流泥沙、減緩溝床比降、穩(wěn)定溝床、節(jié)制山洪，從而改善溝床中的植物生長條件，促進崩崗(口)穩(wěn)定，保護下游農(nóng)田、道路等，是治理崩崗(口)的重要工程措施之一[2]。谷坊設(shè)計按集雨面積為1.50hm2的小型邊坡位置作為控制設(shè)計，地形為瓢形，口小肚大。攔沙容量采用下式計算：

V=FMsY

(1)

式中：V為攔沙容量，m3；F為谷坊集雨面積，按0.02km2計；Ms為土壤侵蝕模數(shù)，參照《2011年廣東省土壤侵蝕遙感調(diào)查》等相關(guān)資料，并結(jié)合現(xiàn)場侵蝕實際情況確定；Y為設(shè)計淤滿年限，設(shè)計按淤滿年限為5年考慮[3]。

斷面設(shè)計：斷面尺寸參照《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范—溝壑治理技術(shù)》中的定型設(shè)計，對庫容>500t的谷坊壩高采用5.0m，頂寬1.5m。對庫容<500t的谷坊壩高采用3.0m，頂寬1.5m。谷坊兩側(cè)坡比1:2，谷坊兩側(cè)設(shè)置溢洪口，下游側(cè)采用臺階式跌水并連接5.6m混凝土護坦效能防沖[4]。

溢流口：溢流采用全斷面溢流方式進行，設(shè)計洪水流量采用以下公式進行計算：

QP=CP×H24×F0.84

(2)

式中：Qp為某頻率的洪峰流量，m3/s；Cp為隨頻率改變的系數(shù)，P=10%時的Cp=0.044；H24為24h設(shè)計暴雨，mm；F為山溝集水面積，取值0.05km2[5]。通過查《廣東暴雨洪水差算手冊》本項目所在地年最大24h暴雨均值、最大24h暴雨變差系數(shù)Cv，皮爾遜Ⅲ型曲線的模比系數(shù)KP，得出對應(yīng)10a一遇24h設(shè)計暴雨H24，因此流量計算值為0.52m3/s。谷坊溢流口尺寸采用寬頂堰公式計算確定：

Qm=εmB(2g)1/2H3/2

(3)

式中：Qm為設(shè)計洪水流量，m3/s；B為溢洪口寬度，m；H為溢洪口堰上水深，m；ε為收縮系數(shù)，取0.9；m為流量系數(shù)，取0.32；g為重力加速度，取9.81m/s2。經(jīng)試算，谷坊設(shè)計考慮全斷面溢流方式泄洪，泄洪寬度為生態(tài)擋墻布置寬度，計算得其泄流滿足泄流要求。

2)截排水溝：

崩崗(口)頂部和岸坡防護中截、排水溝是重要工程，可對坡面徑流進行攔截，避免崩崗的穩(wěn)定性受到影響。所以崩崗具有一定集水面積，都要做好修建工作。依據(jù)《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范小型蓄排水工程》(GB/T16453.4-2008)，采用10a一遇24h最大降雨標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計[6]。設(shè)計洪峰流量采用下式計算：

Qp=C2·H24p·F0.84

(4)

式中：Qp為設(shè)計洪水，m3/s；C2為隨頻率而異的系數(shù)，10a一遇系數(shù)為0.044；H24P為24h設(shè)計暴雨，10a一遇H24P為148.54mm；F為集雨面積，km2。

斷面過洪流量采用明渠均勻流公式計算：

Q=AR2/3I1/2/N

(5)

式中：N為溝渠糙率，取 0.025；A為溝渠斷面面積；R為水力半徑；I為溝渠比降，取3%。

斷面設(shè)計：根據(jù)計算出的流量，代入公式 Q=AR2/3I1/2/N 進行試算，確定斷面尺寸為底寬 0.6m，高 0.6m，內(nèi)坡比1∶1的梯形斷面，C25混凝土厚度 0.15m。再用斷面尺寸驗證過洪 流量，經(jīng)計算，Q 過=0.91m3/s>Q 設(shè)，則斷面設(shè)計尺寸完全滿足行洪要求，說明確 定的斷面尺寸合適。截排水溝設(shè)計斷面處的最大過洪流量計算結(jié)果見1。

表1 設(shè)計斷面最大過洪流量計算

3.2 植物措施

1)水保林：

布設(shè)原則：在樹種選擇過程中需堅持“因地制宜”原則，選擇合適的樹種，確保良好的林分環(huán)境，對立地質(zhì)量予以改善。鄉(xiāng)土樹種是最佳選擇，具有較高的成活率，也可以選擇引進樹種。營建復(fù)層林相，需對營養(yǎng)缽的作用進行有效發(fā)揮，確保生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時也呀保證各種立地條件的土地生產(chǎn)力，確保水土保持效益最大化。布設(shè)必須符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，且能提升水土保持效果，確保當(dāng)?shù)氐木G色發(fā)展。

確定造林樹種的基本原則是“適地適樹”，以適生的鄉(xiāng)土樹種為主，并引進和推 廣外地的優(yōu)良樹種。針對不同的立地類型條件，選擇生物生態(tài)特性與其地形、土壤、水分相適應(yīng)的喬、灌木樹種。根據(jù)五華縣治理崩崗的經(jīng)驗，主要可選擇耐干旱、耐 貧瘠、生長快、根系發(fā)達、覆蓋面積大、易繁殖、萌芽更新能力強的濕地松、大葉相思、木荷、杉木、胡枝子、勒仔樹、青皮竹等。

工程整地：整地時間需合理確定，前一年秋、冬為宜，通過科學(xué)整體，提升林木成活率。

整地方式：工程整地是水土保持造林的重要手段，這樣可以讓苗木正常生長，做好水土保持工作。當(dāng)?shù)匦巍⑼临|(zhì)立地條件一般時，可選擇塊狀整地，規(guī)格為40cm×40cm×40cm。

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：植苗造林：根據(jù)多年的試驗、示范技術(shù)造林，植苗造林是宜選的造林方法。最好的是袋裝苗移栽，苗木可用一、二級實生苗。在春季或雨季進行，要確保苗木隨起隨運，及時栽植。為了保護苗根濕潤，最好采用就地苗木，隨起隨栽。

2)種草：

據(jù)調(diào)查，大多數(shù)經(jīng)過初步治理的崩崗(口)由于缺少草被，雖然有一定數(shù)量的 桉樹、馬尾松等喬木覆蓋，但水土流失仍然比較嚴(yán)重，崩崗(口)也很難得到控制，可以說植草覆蓋式治理崩崗(口)的必要手段。

草種選擇：根據(jù)項目區(qū)的氣候、土壤條件，草本植物選擇耐旱、耐貧瘠、速生、生長量大的品種，可選用糖蜜草、山毛豆(小灌木)、百喜草、馬塘、雀稗、狗芽根等。

種植。首先做好選種和種植處理，對惡劣立地條件的崩崗進行直播，覆蓋地表，同時為灌木和喬木的生長創(chuàng)造生長條件。在3月下旬-4月采用混合草籽直播，播種量為40kg/hm2。

3.3 技術(shù)措施

輪封：放牧區(qū)需結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況進行合理劃分，確保能滿足當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)與生活需求，其他地方需嚴(yán)格執(zhí)行封禁制度，封禁期為3-5a，確保植被恢復(fù)到一定程度后，才能繼續(xù)輪換封禁區(qū)。半封：則是針對林木實際情況，做好季節(jié)性封育工作，開山需在林木休眠期進行，幼林、中齡林需開展合理的撫育管理。全封：就是將區(qū)域全部封閉，不允許在封禁區(qū)內(nèi)放牧，也要在封禁區(qū)內(nèi)避免各類破壞植被恢復(fù)的人為活動。

為讓封禁治理能快速見到效果，需最做好撫育管理工作。在本項目中，規(guī)劃封育管護面積為99.66km2，小流域封育管護區(qū)內(nèi)，在管護人員的科學(xué)撫育管理下，不僅能避免人類活動對植被的破壞與影響，還能在封禁管護牌的幫助下，實現(xiàn)對封禁區(qū)的有效管理。封禁管護牌高、寬、厚、基礎(chǔ)埋深分別為2.15m、0.8m、15cm、0.65m。正面刻字“封山育林區(qū)”，背面寫上封禁范圍、時間、負責(zé)人、以及管護制度等相關(guān)內(nèi)容。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查及衛(wèi)片查看，需要補種的疏林地約4.91km2，因此需要進行補植的面積為 491.00hm2。封禁治理能讓植被快速恢復(fù)，也能讓當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境得以改善。

4 結(jié) 語

水土保持技術(shù)在五華縣岐嶺河生態(tài)清潔小流域中的應(yīng)用，水土治理是關(guān)鍵所在，要想保證良好的治理效果，就要堅持科學(xué)的治理方法，以此來改善當(dāng)?shù)丨h(huán)境，確保當(dāng)?shù)啬芙】蛋l(fā)展，綠色發(fā)展。未來在水土流失治理期間，要不斷優(yōu)化水土保持技術(shù)，提升治理效果，實現(xiàn)綠色發(fā)展。