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锡林河水库小流域水土保持治理模式与成效

时间:2013-03-21分类:论文发表

  摘 要:本文从锡林河水库小流域自然、社会以及水土流失的现状入手介绍了锡林河水库小流域水保治理模式和取得的成效,正是通过生物措施和工程措施相结合的综合治理,大大降低了泥沙入库的淤积量,延长了水库的使用寿命,该项目区内的植被覆盖度从30%提高到70%,每年拦蓄水量10.53万m3、保土12.25万t,水库水质也有了明显的提高。并促进了当地经济,社会可持续发展。

  关键词:小流域,水土保持,治理模式,综合效益

  水是生命之源,土是生存之本,洁净的淡水和可利用的土壤,已经成为21世纪最重要的战略资源。搞好水土保持,维护良好的生态环境,保障经济社会的可持续发展,是政府和人民的共同责任。沙尘暴的频繁发生,草场的退化、沙化,水库的严重淤积,土壤一年比一年贫瘠。锡林河水库小流域在2001年被列为“京津风沙源治理”项目,在流域的治理过程中,水库管理所不断的自我摸索,找出了一个适合本流域情况的治理模式,并且取得了较好的效益,保证锡林浩特市的社会稳定,促进锡林浩特市经济可持续发展。

  1.基本情况

  1.1自然条件

  锡林河水库距锡林浩特市仅8公里,是一座以城市防洪,供水为主,兼顾灌溉、水产养殖等综合利用的中型水库,总库容为2003万m3。最大水面面积为7000亩。锡林河水库库区流域地理位置:东经116°56′~117°04′,北纬43°26′~43°33′,面积约45km2。主要由低山丘陵、熔岩台地和河谷平原三大地貌组成,丘陵河谷间夹带着固定沙地,总的地势东南高,西北低。地质构造为剥蚀地形,主要由中生代变质岩及华力西燕山晚期花岗岩组成,山丘顶有岩石裸露于地表。风化剥蚀比较强烈。

  本流域流域面积45km2,而水土流失面积就有40km2,占总面积的89%,平均侵蚀模数6000t/km2·a,在库区两岸共有主侵蚀沟23条,支毛沟不计其数,沟壑密度为3.07km/km2。侵蚀沟最深有10m,最宽为105m,主沟平均坡降为0.036,支毛沟平均比降为0.015。

  本流域属中温带大陆性半干旱气候,春季干旱多风,秋季凉爽、湿润。降雨量小,且年季变化较大,降雨多集中在七、八、九月份,占全年降雨的70%以上,多年平均降雨量为287.2mm,年最大降水量为561.4mm,最小降水量为146.7mm,多年平均蒸发量为1759mm,平均风速3.5m/s,最大风速29m/s,3—5月最盛,全年盛行西北风。多年平均无霜期121天,>10℃积温1600—2000℃;自然灾害主要有冻害、旱灾、白灾、黑灾、蝗灾及沙尘暴。

  流域主体土壤为淡粟钙土,土壤质地由于受盛行风的影响,多为轻壤土—沙壤土,冲积、风积沙地土壤有机质含量较高,呈地带性分布,约占面积的92.7%,30~70cm以下有钙积层,厚度为30~50cm。非地带性土壤有石质土等。成土母质主要有酸性基岩、冲积、洪积物和砂黄土四种,出露的基岩主要分布在丘陵顶部,洪积、冲积物主要分布在丘间滩地,以砂砾石和沙土为主,砂黄土主要分布在丘陵下部。表层土壤质地为砂壤土、轻壤土和中壤土,土壤粒径<0.01mm的颗粒含量约为20%,0.01mm~0.05mm的颗粒占41%,0.05mm~0.25mm的颗粒占27%,0.25mm~0.5mm的颗粒占10.8%,0.5~1.0mm颗粒占1.2%。该流域沙化草场分布居多,植物类型有羊草、针茅、冷篙、线叶菊、裂叶蒿、小叶锦鸡儿等植物。植物群落结构简单,草层低矮,稀疏,平均高度为5—10cm。在沟道内还有少量的散生的山榆,在水库的东岸和坝后有两片人工种植的杨树,但是面积都不大,而且病虫害较为严重。

  1.2社会经济情况

  流域内有19家旅游点,2家采石场和18个牧业点。从业人员300人,牲畜4000头(只),日年均旅游人数500人,高峰期日旅游人数可达2000人,车辆(大车、小车、摩托车)可达1000辆。

  1.3水土流失现状

  本流域水土流失类型属复合侵蚀,风、水蚀交替发生、叠加进行,呈复合侵蚀形态;A、雨滴浅蚀;主要发生在山梁坡顶;B、细沟侵蚀:侵蚀部位以山坡为主;C、沟蚀;沟道和沟头地段,侵蚀作用表现为沟低下切、溯源等形式,侵蚀机理活跃,泥沙流失严重;D、风力侵蚀部位多在沟谷、坡面。水力侵蚀的危害要比风力侵蚀强度大。在水力和风力共同作用下,在库区两岸坡地上,形成宽50cm,长500m以上侵蚀沟23条,东岸2km2的沙地不断向四周蔓延。库区淤积比较严重,据预测,库区淤积已达百万m3。该流域总面积45km2,水土流失面积40km2,土壤侵蚀模数平均在6000t/km2·a。

  2.治理模式

  2.1治理规模

  锡林河水库小流域在2001年被列入内蒙古京津风沙源治理工程项目,截止到目前共完成五期五年的治理任务,治理面积25km2,其中种树5.6km2,改良草场8.3km2,封禁治理8.1km2,网围栏建设27.8km,谷坊297座,涝池251座,蓄水沟8.55万m,水源工程6处,节水灌溉两处,(见下表)治理程度达到90%以上,林草履盖率由过去的30%提高到70%,蓄水10.53万t、保土12.25万t。

  2.2采取的措施

  2.2.1 水土保持分区治理

  根据锡林河水库小流域地形条件和水土流失的特点,将水土流失防治分为二个区。东岸区(低山丘陵区)和西岸(熔岩台地区)。

  2.2.2 库区内实行封禁治理

  由于锡林河水库是锡林浩特市重要的水源地,在市委、政府的大力支持下,水库管理所将库区流域全部用网围栏进行了围封,将库区流域内的旅游点,居民点、牧业点全部动迁,实现了库区流域内无人居位,无牲畜采食牧草。封禁措施的实施,使库区内的牧草、灌木(小叶锦鸡儿)植被得到了迅速恢复,效果较为明显。

  2.2.3 工程措施

  按着流域内的降水量和水文计算,采用20年一遇3小时最大暴雨量50.3mm,设计水保工程措施。

  2.2.3.1蓄水沟

  主要布设在山体中部、中上部的坡面上,设计标准长5m,上宽1.2m,底宽0.8m,深1.0m,两坑中间留土挡0.5m,纵断面是梯形,每坑可蓄水7.5m3,沿等高线形排列,行距20m,土埂上底宽0.5m,0.7m,在埂与沟之间留0.2的旱台。土埂踏实连线,穴播柠条。以固土埂,减轻二次水土流失的发生。

  2.2.3.2 谷坊

  主要布设在支毛沟内地质条件好,工程量“小”,库容大,沟底和岸坡地形,地质状况良好,无孔洞或破碎地形,没有不易清除的杂物,取用建筑物材料比较的沟内。由于水库流域沟堑密度大,因此设计谷坊顶宽1m,高2m,底宽4m,迎水坡1:1,背水坡1:0.50在毛沟内布置干砌石谷坊,支沟内布置铅丝干砌石谷坊,坝体排水。

  2.2.3.3 涝池及沟头防护

  该项工程主要拦蓄坡面径流。滞蓄洪水,拦蓄泥沙,防止沟头继续向上前进。主要布设在径流集中,不易开挖蓄水沟和无其他工程措施的沟头上部5—10处。涝池开口呈半园形,直径6m,半径3m,深1.5m,每个沟头1—4座,挖出的土,培在坑的下沿。踏实,土厚顶宽1m,上面穴播柠条。沟头防护为连埂式,水平沟式蓄水上开口宽1.0m,底宽0.8,深0.6,沟长4.0m,边坡比1:1,围埂为土质梯形断面,埂底宽1.0m,埂高0.6m,顶宽0.5m,内外边坡比1:1。

  2.2.4生物措施

  2.2.4.1改良草场

  由于该流域超载放牧严重,优质牧草所占草场比例逐年减小,为了提高优质的牧草的比例,增强植被对地表径流的拦蓄在坡面上补播优良牧草,主要品种有羊草、冰草、沙打旺和苜蓿等,播种办法采用人工在雨季进行混播。

  2.2.4.2 林业工程

  本着“因地制宜、因害设防,适地造树”的原则,实施林业工程在①水库水位变动的范围内密植红柳,以达到固岸作用。②在沙丘上网格状种植柠条和黄柳。③在沟道内种植沙棘和枸杞。④在土质较好的坡面地种植樟子松、杨树、榆树以及杏树经济林等。

  2.2.3.5 技术措施

  锡林河水库小流域在水土保持治理过程中,积极应用先进的科学的实用技术。

  (1)在造树过程中采用保水剂、生根粉的技术,明显的提高了树木的成活率。

  (2)推广容器苗造林,主要为容器樟子松通过这项技术,樟子松成活率当年都能达到95%以上,后期管理和抚育到位,存活率基本上能稳定在85%以上。

  (3)推行新型节水灌溉技术,过去经济林(果树100亩)的浇灌,需要10个人,二个星期才能浇灌一遍,如今采用滴溉方法浇100亩地仅需2个人三天便可全部浇完,其优点省工、省电、省水浇灌均匀利于增产。

  3. 效益分析

  3.1直接经济效益

  该流域的经济效益分析采用未实施前的现状典型年天然产草量、产值和实施后各项措施的增产,增值对比进行效益计算的。

  3.1.1 草业效益

  项目实施前,项目区均为天然草场,产草量为600kg/hm2,经草场改良后,产场量明显提高达到2000kg/hm2,可获得直接经济效益为

  B1=(2000-600)×8300×0.10=1162000.00=116.2万元。

  3.1.2灌木枝条效益

  通过水保治理增加,水保灌木林216hm2,每公顷可产枝条3000kg/公顷。

  B2=216×3000×0.12=77760.00=7.78万元

  3.1.3 经济林效益

  经济林共有68.67hm2,其中山杏林61.33hm2,果树7.33hm2,山杏平均每年带来效益为:

  山杏 B3=300kg/hm2×61.33hm2×2.0元/公斤=36800.00元=3.68万元

  果品 B4=3450kg/hm2×7.33hm2×1.6元/公斤=40480=4.05万元

  3.1.4 水保乔木林

  在这里不进行效益计算,材蓄积量只增加固定资产,不增加收入,不直接进入经济效益分析。

  直接经济效益 B=B1+B2+B3+B4

  =116.0+7.78+3.68+4.05

  =131.71万元

  3.2生态效益

  通过综合治理,流域区内植被大大增加,有利于防止土地荒漠化和草地退化、沙化;有利于涵养水源,调节小气候,减轻水、旱、风、沙等自然灾害,增加供氧和净化大气;维护生态平衡,促进生态环境的改善和良性循环;提高项目区土地的保水、保土、保肥能力。通过水土保持综合治理,项目区土壤侵蚀模数将由目前的6000t/km2·a,下降到1500t/km2·a,每年可减少土流失量12.25万t,保水10.53万t,水土流失基本得到控制。有效地减缓下游河道的淤积,配合其它治理措施,基本可以解除洪水威胁;同时水土保持措施拦截了大部分径流,并将其中一部分转变为土壤水或地下水,使原来裸露地面的无效蒸发变为植物的有效蒸腾,降低了蒸发速度,提高雨水和径流的利用率,增加了土地生产能力和总生物量。

  3.2.1 水圈生态效益

  生态工程谷坊,坡面上的水保林建成后,能够成功地拦截暴雨造成的洪水,随着草场和林木的生长,入渗增强,保水能力也逐年增强,地表径流状况得到改善,可有效地减少洪水流量。降雨经过工程措施截流渗透入地下补给土壤,增加了治理区域内的常水流量,抬高地下水位近1米,逐渐形成水圈生态的良性循环。

  3.2.2 土壤圈生态效益

  工程措施及生物措施实施后,植被的覆盖率提高,项目区各项综合治理措施设计实施后,林草覆盖度由原来的30%,提高到70%以上,生态效益将得到明显改善。山洪被拦蓄、保土能力将逐渐增大,土壤中的氮、磷、钾等有机质也免于流失,增加了土壤的有机质含量。随着人工种草的实施,所有牲畜将被圈养,因而土壤肥力增大。在水、肥、气、热的作用下,有利于土壤团粒结构的形成,从而使土壤空隙率提高,加快有机质的熟化,为植物生长提供了良好的立地条件,目前已改善、改良土壤10平方公里,形成土圈生态效益的良性循环。

  3.2.3 大气圈生态效益

  草地和林地的建设,增加了地面覆盖物,改善了贴地层的温度。生态治理措施增加入渗雨量和常水流量,因而改善贴地层的湿度。随着防风林和防护林的建设及林带网的形成,治理区域内的风力将会明显减弱,小气候的形成减少了温差,有利于各种植物的生长,提高作物产量。

  3.2.4 生物圈生态效益

  利用工程拦截洪水蓄洪放清,同时增加入渗量,人工种草、造林使项目区内林草覆盖度逐年提高,林草覆盖度从现状的30%提高到70%。水土流失得到控制,林草覆盖率不断提高,增加供给氧气净化空气,为野生动物提供良好的栖息地;有效地保护野生动物资源,促进生物繁殖,维护生态平衡促进生态环境的改善和良性循环。

  3.3社会效益

  3.3.1 减轻自然灾害,延长水库使用寿命

  随着项目的实施,,植被覆盖率增加,可有效地降低风速,减轻风力对土壤表层的侵蚀,使大风造成的危害得到缓解;有效利用水资源,减少了地表径流,增加了土壤的入渗能力,起到拦蓄、蓄存洪水的作用,减轻了洪水威胁。减轻水土流失对库区土地的破坏,减少水库淤积,延长水库使用寿命。

  3.3.2 促进环境美化、促进经济发展

  锡林河水库距锡市较近,是锡市居民旅游渡假、游玩的好去处,随着项目的实施,各种树木的增加,水库周边环境也得到改善,并形成多处人工景点例如,东岸的果园,东坡的杏树林以及库边的黄柳林。项目的实施,提高土地利用率和劳动生产率,促进土地利用结构和产业结构的合理调整,增加了蓄水量,促进当地经济、社会可持续发展。

  参考文献:

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