三角山生态清洁小流域综合治理研究

时间：2024-07-28

刘东兴

(黑河市水务局，黑龙江黑河164300)

1 小流域基本概况

1.1 小流域自然概况

三角山小流域位于黑龙江省小兴安岭与松嫩平原过渡地带，地处E126°02′～126°08′，N48°37′～48°41′。小流域总面积2503.27 hm2，其中耕地面积1770.32 hm2，是重要的商品粮基地，属中温带大陆性季风气候，多年平均气温0.5℃，平均无霜期121 d，多年平均降水量为514.3 mm，多年平均蒸发量为1217.9 mm，多年平均相对湿度为69.2%，平均结冰期为215 d，最大冻结深度为2.47 m，全年多西北风，平均风速4.5 m/s。小流域主要以暗中壤、黑土、草甸土、沼泽土为主，其中黑土和草甸土为主要农用土壤，植被类型属长白植物区系，树种以柞、桦为主的针、阔叶林木居多，伴有少量杨、柞、桦树等。

1.2 小流域水土流失现状

多年过度毁林、毁草开荒，流域内植被覆盖率明显降低，生态环境恶化，抵御自然灾害的能力降低，旱涝灾害频繁发生，粮食产量逐年降低。仅2008 年9 月份一场暴雨造成流域内被泥石流淹没的耕地就达300 hm2。根据土壤侵蚀分类分级标准，三角山小流域为漫岗中度侵蚀区，主要表现为沟蚀和面蚀［1］。流域内分布的1 条侵蚀沟，全长6680 m，平均宽36.5 m，深3.3 m，沟壑密度0.27 km/km2。侵蚀沟将原本平整的地块分割，严重影响农业的机械化生产，加上流域内降雨又多集中在7 ～9 月，占全年降雨量的70%以上，且大雨暴雨集中，导致土壤有机质流失，肥力减退，作物产量下降。据实地调查，整个小流域水土流失面积达1772.21 hm2，占流域总面积的70.08%，其中轻度侵蚀面积为850.36 hm2，占流失面积的47.98%;中度侵蚀面积为718.28 hm2，占流失面积的40.53%;剧烈侵蚀面积为77.24 hm2，占流失面积的4.36%。

1.3 人居环境现状

流域内的农村环境卫生条件落后，村民文化素质不高，人群环保境意识十分淡薄。长期以来，农民养成了许多污染环境和破坏生态的不良生产、生活习惯，使得大部分生活污水未经处理，直接排放到河流，严重污染河水水质。加上小流域地处偏远，经济发展落后，农村公共基础设施薄弱，仍未设立垃圾中转站和垃圾集中处置场等固体废物收集和处理设施，大量生活垃圾处于无人管理状态，乱倒现象比较严重。此外，畜禽养殖户沿用不科学的散养方法，畜禽粪尿随处可见，气味难闻，造成空气质量下降，也严重影响了人们的生产和生活。

2 小流域综合治理

2.1 功能区划分和布置

根据三角山小流域地形地貌特点和以往水土流失防治经验，在综合分析水土流失的发生规律基础上，将小流域划分为生态修复区、生态治理区和生态保护区，因地制宜、因害设防布设防治措施。生态治理区主要覆盖生态破坏相对严重区，包括侵蚀沟治理区，水土流失较重的5°以上坡耕地去，生活居住区，主要采取以侵蚀沟的整治、坡改梯为主，辅以人居环境综合治理;生态是修复区主要是水土流失相对较轻的区域，包括5°以下坡耕地去，林草退化较重的区域，采植物保护措施;生态保护主要是沟道、坡面的汇流源头林草生长较好的，水源补给区等区域，配以退耕还林、建立封育带为主措施。

2.2 治理措施

本次生态清洁小流域综合治理采取先点后面，突出重点，措施上因地制宜、综合治理，养修护防统筹兼顾，总体上遵循因害设防的配置各项治理措施。具体分为小流域治理工程和人居环境综合整治工程。

2.2.1 小流域治理工程

1)修筑梯田作为治理坡耕地水土流失措施，具有蓄水、保土、增产作用，在我国已广泛使用［2］。三角山小流域属黄土丘陵沟壑区第一副区，土层覆盖较厚。结合本地特点，本次治理采用修筑土坎梯田，共修筑水平梯田39.04 hm2，其中1°～5°坡耕地为20.69 hm2;5°～10°坡耕地18.35 hm2，具体参数与工程量见表1。修筑后梯田能防御10 a一遇24 h最大暴雨53.1 mm，地埂高度能拦蓄设计标准一次降雨中两埂之间所产生的地表径流及泥沙。

表1 不同坡度水平梯田断面尺寸及工程量表

2)地埂植被带是在坡耕地上沿横坡垄向等距离修的土埂，具有截短坡长，拦截水势，截断径流，可有效防止坡耕地漫垄面蚀和断垄出沟的发生［3］。本次治理主要用于坡度≥3.0°的坡耕地，营造选取胡枝子在适宜生长的向阳坡地种植，主要在春季和秋季进行人工撒播造林，春播时考虑到小流域地处黑龙江北部气候寒冷、冬季漫长，选在4 月中、下旬进行播种，秋播土壤封冻前进行，共营造地埂植被带96 354 m，造林面积达14.45 hm2。

(3)沟道整治工程是水土流失综合防治的重要措施，常用来治理侵蚀活跃的干支毛沟［4］。本次治理遵循从沟头到沟口，处处设防的原则，以典型沟单项设计方法，形成完整的沟壑防护体系。具体采取沟头柳跌水、浆砌石谷坊并结合植物封沟的治理措施，施工中根据小流域土壤物理特性及其边坡稳定系数的确定对侵蚀沟道进行削坡整形，达到削坡减载，维持坡面稳定，布设干砌石谷坊、植物谷坊的侵蚀削坡角度为35°，削坡土方直接平铺沟底，用于沟底造林。鉴于侵蚀沟基本城纺锤形，按平均要素尺寸设计侵蚀沟削坡单侧平均宽2.18 m，削坡处理后上口宽40.86 m，下口平均宽37.5 m，平均沟深1.92 m，共削坡土方量31 229 m3。本次治理布设浆砌石谷坊44 座，位置上既考虑间距，又考虑最佳位置，选择在沟底和岸坡地形、地质状况良好，无孔洞或破碎地层，没有不易清除的乱石和杂物的位置，施工时谷坊要插入两岸，切入沟底，深度≥0.5 m，保证其稳定，顶部并留有溢口。

2.2.2 人居环境整治工程

1)制度建设是人居环境整治工程的核心，用制度引领习惯培养，促进意识转变，才能从根本上改变人居环境。为此，笔者借鉴以往的成熟经验，结合村屯的实际情况，制定适宜村屯环境保洁制度，采取环境卫生逐级分工负责，村民房屋院内由村民自己打扫，院落以外公共场所由村里的环卫人员打扫，村民的生产和生活垃圾要分类存放到垃圾桶内，每位村民都要爱护周边的苗木、花草，公共卫生设施，严禁破坏公共卫生设施，避免在公共设施上乱涂、乱写、乱画，同时管好牲畜、家禽，鼓励牲畜、家禽圈养，杜绝牲畜、家禽在街道村边随意排泄，保持河道、池塘水质清洁。总之，使广大村民养成良好的生活卫生习惯，自觉割除危害健康污染环境的不文行为和不良陋习。

2)工程建设作为环境卫生制度支持条件，是村屯保洁的基础。本次综合治理修建污水处理厂1座，采用A/O 工艺，日处理能力达1 800 t，有效地将污水中有机污染物降解，减少了对流域内水体的污染。布设垃圾箱20 个，覆盖于流域内道路两侧、路口、公共设施和休闲广场等人员集中区域，将流域内的生产、生活垃圾、可回收物、有害垃圾和其他垃圾分类存放，并组织专职人员定期进行清理，将流域内垃圾纳入城乡垃圾一体化处理系统，全面实施精细化管理。

3 成果与效益

3.1 生态效益

三角山生态清洁小流域综合治理项目实施以来，累计治理水土流失面积1 400 hm2，占该流域总水土流失面积的80.0%。共修建浆砌石谷坊44 座，截水沟2.2 km，削坡12.74 hm2，梯田39.04 hm2，营造水土保持林44.70 hm2，地埂植被带14.45 hm2。通过综合治理改变了小流域地表微地形，增加土壤入渗，有效地遏止了沟体下切和沟坡外扩造成的水土流失，整个小流域内每年减少表土流失5.94 万t，保土率达94.5%，保水量9.11 万m3，调水率达66.67%，土壤侵蚀级别由中度逐渐降低到微度。流域内林草覆盖率也提高到7.73%，有效地防止了土地退化，改善了农田小气候，促进了小流域生态环境良性循环。