李慧玲

(山西省水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)中心，山西 太原 030001)

1 項(xiàng)目概況

黃土高原塬面保護(hù)項(xiàng)目是為了貫徹落實(shí)國務(wù)院進(jìn)一步優(yōu)化財(cái)政資金配置，提高財(cái)政資金使用效益的決策部署，在農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上于黃土高塬溝壑區(qū)開展的以塬面保護(hù)為重點(diǎn)的水土保持項(xiàng)目。根據(jù)山西省水土保持功能區(qū)劃，黃土高塬溝壑區(qū)主要包括臨汾市的吉縣、隰縣、大寧縣、鄉(xiāng)寧縣、蒲縣和汾西縣等6個縣，總面積為8 566.79 km2，計(jì)劃分4年實(shí)施，共保護(hù)塬面490 km2，目前已實(shí)施了2年。

2 黃土塬侵蝕現(xiàn)狀及危害

2.1 塬面侵蝕現(xiàn)狀及危害

黃土高塬溝壑區(qū)也稱黃土塬，黃土塬由塬面和塬坡組成，塬面地形起伏較小，開闊平坦，包括塬中和塬邊，塬中地面坡度一般小于5°，塬邊坡度多在5°～8°之間。山西省6個縣共有576個塬，其中塬面面積小于1 km2的塬有469個，占總數(shù)的81.42%，塬面比較破碎。6縣塬面總面積為532.27 km2，塬面水土流失面積為361.29 km2，占塬面面積的67.88%。嚴(yán)重的水土流失導(dǎo)致項(xiàng)目區(qū)塬面縮小，塬面徑流下泄導(dǎo)致溝頭前進(jìn)、溝岸擴(kuò)張、溝道下切，自然災(zāi)害頻發(fā)。

2.2 侵蝕溝侵蝕情況及危害

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)有侵蝕溝3 408條，其中長度在0.05～0.5 km之間的Ⅰ級溝道2 622條，長度在0.5～1 km的Ⅱ級溝道655條，長度在1～3 km的Ⅲ級溝道897條，長度>3 km的Ⅳ級溝道35條(表1)。

一些溝道兩側(cè)溝岸及溝頭無任何防護(hù)措施，雨后匯流水對溝頭及溝岸不斷沖蝕。眾多的侵蝕溝不斷蠶食耕地，并將完整的耕地分割成碎塊，致使耕地逐年減少，糧食生產(chǎn)能力降低，基礎(chǔ)設(shè)施安全受到嚴(yán)重威脅，溝頭溝邊侵蝕向著村鎮(zhèn)邊界逐漸靠攏，有些甚至已經(jīng)侵蝕到了村鎮(zhèn)邊緣，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，塬面治理和保護(hù)十分必要和迫切。

表1 項(xiàng)目區(qū)溝道情況統(tǒng)計(jì) 條

3 黃土塬治理模式

3.1 治理措施總體布局

塬邊布設(shè)溝頭防護(hù)工程，形成第一道防護(hù)體系。主要形式為溝邊埂，用于攔截塬面匯水，增強(qiáng)入滲。當(dāng)溝邊另有多處徑流分散進(jìn)入溝道時(shí)，圍繞溝邊全面修建溝邊埂，防止耕地匯集徑流蠶食塬面，控制塬面侵蝕及溝岸擴(kuò)張。溝邊埂為土質(zhì)梯形斷面，頂寬0.4～0.5 m,埂高0.5～0.8 m，底寬1.1～1.6 m。立地條件比較好的溝邊埂上可以種植灌木，如隰縣、蒲縣多在溝邊埂上栽植了抗性強(qiáng)且產(chǎn)油量高的油用牡丹。

塬邊緩坡地上進(jìn)行坡耕地整治，攔截一部分坡面匯水，防治水土流失，提高土地生產(chǎn)力，形成第二道防護(hù)體系。坡耕地整治以坡度為5°～15°的機(jī)修土質(zhì)硬坎水平梯田為主，通過機(jī)械施工結(jié)合人工平整修筑，最終將坡耕地改造成沿等高線排列，且地邊有埂的臺階式田塊，主要種植農(nóng)作物。

塬坡采用小型雨水集蓄利用及徑流排導(dǎo)相結(jié)合的形式，建立以引、蓄、排為主的第三道防護(hù)體系。經(jīng)溝邊埂攔截、塬面入滲后剩余的徑流，以及村莊、道路匯集的雨水通過引水設(shè)施引至沉沙池，經(jīng)沉淀后匯入蓄水池，超過蓄水池容量的通過排水設(shè)施，經(jīng)消力池消能后安全排放至溝底坡度較緩處，防止塬面侵蝕溝的溯源侵蝕。

另外結(jié)合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際，在塬面上、溝邊埂上、易產(chǎn)生徑流的鄉(xiāng)村道路兩側(cè)、開挖形成擾動土的路面上，按因地制宜、適地適樹的原則，栽植當(dāng)?shù)剡m生的樹種，同時(shí)加強(qiáng)對現(xiàn)有林草植被的保護(hù)，提高土地生產(chǎn)力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從而形成從塬面到溝底多級攔蓄匯水的固溝保塬防護(hù)體系。

3.2 治理模式

坡面引蓄排水工程為塬面保護(hù)項(xiàng)目的核心內(nèi)容，從已經(jīng)實(shí)施的項(xiàng)目來看，大體可以分為兩種模式，一種是多蓄少排型，另一種是全排型。

3.2.1 多蓄少排型

當(dāng)塬面侵蝕不嚴(yán)重，塬面較完整且種植經(jīng)濟(jì)林果并有灌溉需求時(shí)，需要采用多蓄少排型的引蓄排水工程，即在村鎮(zhèn)周邊降雨匯流的地方修建蓄水池，收集經(jīng)溝邊埂攔截、塬面入滲后剩余的徑流，以及村莊、道路匯集的雨水，以滿足灌溉需求。蓄水池應(yīng)布設(shè)在地勢低洼的集中匯流區(qū)域處，根據(jù)實(shí)地測量并結(jié)合當(dāng)?shù)鼐用竦慕?jīng)驗(yàn)綜合選址，有些是在已經(jīng)開挖的澇池基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，一般采用鋼筋混凝土圓形或矩形結(jié)構(gòu)。

鄉(xiāng)寧縣東廒村塬面保護(hù)工程，措施布局為將匯水通過矩形斷面引水渠引至長4 m、寬1 m、高2 m的矩形鋼筋混凝土沉沙池，淀清后通過暗涵進(jìn)入蓄水池，蓄水池采用鋼筋混凝土圓形結(jié)構(gòu)，容積1 000 m3，超過蓄水池容量的水經(jīng)暗涵進(jìn)入深24 m、直徑2 m的鋼筋混凝土豎井，經(jīng)過18 m的排水隧洞直接連接排水明渠到溝道中間平緩處，最后經(jīng)消力池消能后排至溝底。當(dāng)?shù)赜泄喔刃枰陌傩兆孕信鋫涑樗脧男钏刂谐樗龠\(yùn)送至林地中澆灌。

3.2.2 全排型

當(dāng)塬面侵蝕較嚴(yán)重，塬面較破碎且沒有經(jīng)濟(jì)作物，沒有灌溉需求時(shí)，采用全排型，即直接將塬面、道路匯水通過排水設(shè)施排至溝底。排水形式要充分結(jié)合項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際地形綜合考慮，因地制宜，充分利用當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，選用適合項(xiàng)目區(qū)的排水形式。根據(jù)排水形式的不同，可分為三種類型：

(1)明渠排水。當(dāng)蓄水池距溝道較近，不涉及占地影響時(shí)，采用明渠排水的形式，這種排水方式施工簡單，但渠道容易淤積，需定期對渠道進(jìn)行清淤，防止影響渠道排水。當(dāng)渠道所在位置有交通要求或需要防止道路兩邊山體塌方掩埋渠道時(shí)，須采用明渠加蓋板的暗涵型式。如鄉(xiāng)寧柳澗村塬面保護(hù)工程，排水渠采用C20混凝土砌筑矩形斷面，過路段采用鋼筋混凝土蓋板加蓋。

(2)管道排水。當(dāng)蓄水池與溝底連接段坡度較緩、坡度變化不大時(shí)，采用管道連接蓄水池與末端消力池排水。因管道水流快，水壓力較大，所以管道不能布設(shè)太長，且管道連接段需要加設(shè)鎮(zhèn)墩以保持穩(wěn)定。管道可選用防腐鋼管、PVC管、混凝土管等。山西省黃土高原塬面保護(hù)項(xiàng)目大部分選用螺旋波紋鋼管，采用10年一遇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水力計(jì)算確定管徑。

(3)豎井連接隧洞排水。當(dāng)蓄水池與溝底連接段坡度較陡、坡度變化較大且落差較大時(shí)，可采用豎井連接隧洞的排水方式，防止產(chǎn)生跌水沖蝕管道。豎井底部堆放干砌塊石護(hù)底消能，采用開挖1 m襯砌1 m的方式以保證施工安全、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，豎井與隧洞進(jìn)水處要平滑連接，以保證進(jìn)水順暢。

豎井結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，自身也可以消除一部分能量，使用壽命長，但相對管道而言施工比較復(fù)雜。蒲縣伍坡村塬面保護(hù)工程，匯水經(jīng)12 m引水暗涵，流入混凝土沉沙池中(沉沙池上加裝鋼筋混凝土蓋板)，通過內(nèi)直徑2 m的鋼筋混凝土圓形豎井連接底寬1.2 m、高1.7 m的城門洞型無壓隧洞，再流入底寬1.2 m、頂寬3.2 m、高1 m的梯形排水渠中，最終通過混凝土消力池消能后排入溝底。

4 治理成效

項(xiàng)目從2017年開始實(shí)施，經(jīng)過兩年的治理，已保護(hù)塬面210 km2。為及時(shí)掌握項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)展、治理效果和投資效益，加強(qiáng)項(xiàng)目管理，完善治理體系，科學(xué)評價(jià)項(xiàng)目實(shí)施效益，委托具有水土保持監(jiān)測水平的單位，選取具有代表性的鄉(xiāng)寧縣項(xiàng)目區(qū)，采用遙感航測、現(xiàn)場調(diào)查、抽樣調(diào)查等多種監(jiān)測方法，對不同措施數(shù)量、配置部位、質(zhì)量及運(yùn)行狀況，包括單項(xiàng)工程措施蓄水保土，控制溝頭前進(jìn)、溝底下切及溝岸擴(kuò)張等效果，植物措施成活率、保存率等進(jìn)行了監(jiān)測。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，通過實(shí)施溝頭防護(hù)工程、引蓄排水工程、塬面坡耕地整治，有效地防止了溝頭前進(jìn)和溝岸擴(kuò)張，保障了塬邊線穩(wěn)定，有效遏制了塬面侵蝕，保塬固溝效果良好，得到了項(xiàng)目區(qū)百姓的一致好評。