水土流失治理在水利工程保护中思考

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［摘要］项目区位于黄河流域的重要组成部分铜川地区，实施水保生态综合治理，既能探索黄河流域中上游水土保持生态治理措施，又能为铜川市及周边水土保持工程提供丰富的治理经验、指导水土保持建设和生态环境治理等具有极其重要的意义。笔者结合自己在水库管理单位和灌溉管理单位二十年的工作积累，分析了水土流失原因及类型，总结了在水保治理方面的经验和成绩，提出了水土保持治理措施及经验，以供大家参考。

［关键词］水土保持;应用分析;治理措施

2019年9月，在河南主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会，会上对做好黄河流域生态保护和高质量发展工作提出重要意见，擘画黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略。黄河流域是我国最严重的水土流失区域，而铜川市是黄河流域的重要组成部分，因此实施该项目区水保生态综合治理，既能探索黄河流域中上游水土保持生态治理措施，又能为铜川市及周边水土保持工程提供丰富的治理经验、指导水土保持建设和生态环境治理等具有极其重要的意义，对保护“母亲河”黄河亦具有十分重要的意义。笔者所在水库地处渭北黄土高原丘陵沟壑区，塬、坡、沟等地貌类型并存，水土流失严重，从1998年开始实行水保治理、生态修复，经过二十多年的治理，生态环境明显好转，水土流失减少，项目区被评为国家级水土保持示范园。

1项目概况

项目区地处渭北高塬丘陵沟壑地带，塬、坡、沟等地貌类型并存，该区下覆基岩，上覆黄土层，在河谷中有砂砾石层堆积，长期受南北向河流切割及沟蚀发育的影响，加之黄土疏松多孔垂直节理发育，易于冲刷和侵蚀，在长期的流水冲刷作用及其它外应力剥蚀作用下，形成了目前的黄土塬支离破碎，沟壑纵横，塬、梁、峁相间，丘陵起伏的特有地貌。坡耕地、塬面和坡面以面蚀为主，在水库周边陡坡段，经过雨水蚕食，多处发生塌方，水土流失十分严重。项目区总面积10．92km2，水土流失面积9．09km2，占总面积的83．24%。最高海拔1000m，最低海拔700m，相对高差300m。土地坡度分级情况为:总面积1091．74hm2，其中≦5°面积299．86hm2，占总面积的27．47%;5°～15°面积191．08hm2，占总面积的17．50%;15°～25°面积377．18hm2，占总面积34．55%;25°～35°面积186．8hm2，占总面积的17．11%;≥35°面积36．82hm2，占总面积的3．37%。根据《陕西省人民政府关于划分水土流失重点防治区的公告》(陕政发［1999］6号)，项目区属重点预防保护区、重点监督区和重点治理区，根据《陕西省水土保持区划》，项目区属渭北高原沟壑固沟保原区。

1．1项目区气象条件。项目区属暖温带大陆性半干旱半湿润区。主要特点:四季冷暖干湿分明，冬季气候寒冷，干燥少雨;春季温度回升，降水增多，易出现寒潮、霜冻、大风，常发生春旱;夏季雨量大而集中，多雷阵雨天气，伴有大风、冰雹、暴雨发生;初秋多连阴雨，晚秋天气较晴朗。光热资源和水资源均较丰富。年均无霜期217d。年平均气温12．3℃，年日照时数2356．61h，≥10℃积温3369．2℃，年太阳辐射量为127．61千卡/平方厘米。平均年降水量为554．5mm，分布不均，70%的降水集中于7、8、9月份，10a一遇6h最大降雨量46mm。

1．2项目区水文条件。项目区水系为石川河水系，是黄河流域的二级支流，地表水基本全部汇入项目区内，除石川河主河道外无常流水。石川河流域面积4478．0km2，河长137．0km，河床比降4．6‰，总落差630m，流域平均宽度32．7km，年平均径流量2．15×108m3，最后于西安市临潼区的交口镇从左岸入渭河。

1．3项目区土壤条件。项目区受气候、地形地貌、生物等成土条件影响，经历漫长的成土过程，土壤类型以黄土和塿土为主。黄土性质接近黄土母质，持水力差，含多量钙质或黄土结核，多孔隙，有显著的垂直节理，无层理，干燥时较坚硬，一被流水浸湿，通常容易剥落和遭受侵蚀，甚至发生坍陷;娄土层次分明，多为表层熟化土，持水力强，养分含量高。

1．4项目区植被条件。项目区属典型的暖温带落叶阔叶林植被类型，项目区植被以人工栽培植被为主，天然林草植被分布较少，人工栽植经果林有苹果、柿子、软枣，水保林有油松、侧柏、七叶树、火炬、雪松等。

2结合项目实例分析水利工程中水土流失的原因及类型

2．1自然原因。项目实例中主要表现为以下几点:一是项目区沟壑纵横，地形、地貌支离破碎。沟壑密度153km/km2，大于15°坡地面积占近50%，相对高差达300m，在暴雨作用下，径流冲刷十分严重。二是降雨集中，多暴雨。项目区气候干燥，雨量偏少，年均降水量为554．5mm，但雨水集中，7、8、9三个月降雨量为388．15mm，占全年降水量的70%，且多以暴雨形式出现，加剧了水土流失。三是土壤质地疏松，抗蚀能力低。项目区地面组成物质为黄土及黄土状岩石，疏松多孔，垂直节理发育，抗冲蚀能力差，每逢暴雨，即遭侵蚀冲刷、崩解，随水搬运，造成水土流失加重。

2．2人为原因。结合项目实例具体分析，流域内沿河道两侧，分布着大量的村民，围山开垦梯田，在项目区也存在大量开垦的梯田，放牧现象十分普遍，使地面植被遭到破坏，有的树木树皮被啃，枯死现象严重，没有高大乔木。更有甚者在项目区乱砍滥伐，致使项目区水土流失加重。近年来，国家封山育林，大量梯田退耕还林，植被得到了很大的保护和恢复，但仍然存在放牧现象，对植被破坏较大。

2．3水土流失类型。项目区水土流失类型以水力侵蚀为主，兼有重力侵蚀，风蚀轻微。水力侵蚀方式主要有面蚀、片蚀和沟蚀等。面蚀一般发生在坡耕地、轮歇地、荒坡地及疏幼林地上。片蚀主要分布在沟壑区和水库岸坡，易引发崩塌、泻溜滑坡等，沟蚀多发生在水库岸坡和一些地形较陡、岩体破碎、堆积物较厚、植被稀疏的支沟。

3水土流失的危害

水土资源是人类生存和发展的基础，是社会和经济进步的重要物质基础。水土流失对项目实例的危害主要是:

3．1水土流失危害。(1)土层变薄，土壤肥份减少，产出率低。裸露坡地一经暴雨冲刷，就会使含腐殖质多的表层土壤流失，造成土壤肥力下降。据实验分析，当表层腐殖质含量为2%～3%时，如果流失土层1厘米，那么每年每平方公里的地上就要流失腐殖质200t，同时带走6～15t氮、10～15t磷、200～300t钾。项目水库周边的马咀村、韩古庄等村庄将耕地划分为三等，水库周边的坡地为第三等，就是因为历年的雨水冲刷严重，土壤较薄，基本产出量很低，慢慢的就荒芜，群众甚至愿意在库区开辟荒地种植玉米，近年来随着库区管理的加强和移民搬迁安置，库区已经没有人开地种植庄稼。(2)使水库淤积，影响水库水质和库容。由于上游流域水土流失，汇入河道的泥沙量增大，当挟带泥沙的河水流经中、下游河床和水库时流速降低时，泥沙就逐渐沉降淤积，使得水库淤积而减小容量。2010年7．25大洪水，笔者在基层管理站，用水库下泄的洪水进行玉米灌溉，连续三天，采水样6次，每次都做好标记，一周后发现低洼地段玉米开始死亡，实际调查发现，由于低洼地段灌溉后积水较多，泥浆水澄清后的淤泥堵塞土壤毛细管，致使灌溉用水不能及时下渗，中午在太阳的炙烤，积水迅速升温，玉米形成烫根，随后死亡。调查发现水样沉淀15d后，含泥沙量在30%～45%，沉淀20d后，采样瓶有20%～30%为泥沙，可想洪水含泥沙量的程度有多严重。(3)对水库安全构成严重威胁。2005年水库蓄水在高水位运行时间较长，周围土崖长时间浸泡，变得酥软。笔者当时在水库右岸植物园从事管理工作，一天早上刚从园区跑步回到管理房，就听见巨响，接着像蘑菇云一样的尘土冲天而起，水库右岸部分垮塌，最后测量发现，一次性垮塌25×110×30m，估算在80000万m3左右，威胁水库安全。(4)水环境质量下降。甚至影响对铜川、耀州区及焦化厂企业正常供水。洪水时表层土壤以泥沙形式进入水体，水体中含沙量增加，增加了水的浊度。笔者单位承担铜川新区的供水任务，每年春季农灌后留足1000万m3左右，2010年特别干旱，群众灌溉急切，春灌后水库仅余水量800万m3，加之水库运行多年淤积严重，实际剩余可用水量500万m3左右。7．25一场大洪水，水位一夜上涨10m，蓄洪2000万m3，造成水库翻库，洪水带来的大量泥沙和库底淤泥混合，水的浊度在65%左右，城市居民用水得不到保障，为及时供水，采取聚合氯化铝絮凝沉淀，先后投放近50顿聚合氯化铝，但效果不大，造成严重的社会影响。根据笔者在水库多年的观察，发现具体到实际的项目区水工程中主要危害有如下几点:

3．2项目区水土流失的具体危害。1)水土流失严重容易导致水源的枯竭。水土流失严重，导致土壤表面冲刷流失，腐殖质减少，土壤涵养水能力的降低、蓄水量减少，流域源头保水能力变差，流域水源减少。2002年降水是平时的3～4倍，水库下泄近2亿m3，随后的03－06年、08－09年水源短缺，2010年又发生特大洪水，干旱、洪涝接连发生。2)水土流失对水工程的影响。(1)造成水库淤塞，降低水利工程的使用年限和效益。在雨水的侵蚀下，大量表层土壤和泥沙流向河道、水库，一方面淤积的泥沙大量沉积到水库，减少了库容，削弱了水库的防洪能力，严重时造成垮坝、漫坝等灾害;另一方面造成河流河床抬高，严重影响行洪能力，洪水水位上涨，宣泄不畅，故常常出现20a一遇的水位10a一遇的流量现象。(2)容易引发泥石流、山体滑坡等灾害。由于植被破坏，土壤结构受到影响，一遇暴雨，极易形成山体滑坡，导致山洪灾害，阻塞河道，形成堰塞湖。(3)水质下降。由于洪水表层土壤以泥沙形式进入水体，增加了水的浊度，水体中含沙量增加，严重影响城市居民生活用水。

4近年来水土保持防治措施及经验

4．1近年来治理概况。项目区从1998－2010年陆续投资1亿多元，主要为种植林草植被和开发建设项目修建的水土保持措施等，在项目区核心区有治理标准较高的苗圃园，项目区现有园地、林地、梯田等水土保持设施已治理面积6．72km2，水土流失治理度为45．3%，初步形成地面成伞、地上成毯、地下成网的水保治理体系。从2016年起库区治理请专业团队进行施工，其中2016年综合治理水土流失面积1．73km2，道路边坡护坡9900m2，生态植物园入口边坡护坡2000m2，新建苗圃20．00hm2，封禁治理153．16hm2，补植苗木2．51万株，封禁网围栏500m。2017年综合治理水土流失面积0．65km2，包括修建生产道路500m，步道1000m，排水沟1000m，监测点3个，面源污染防治45亩;行道树1500m，步道护坡3000．00m2，果园改造10．00hm2;封禁治理55．17hm2，补植苗木1．27万株，封禁网围栏210m。2018年综合治理护坡11345m2，封禁29．89hm2，疏林补植10．2hm2，布设封禁围栏1．26km，封禁碑1座，栽植行道树6．6km，生态厕所1座、一体式气象站1座、标准径流小区2座、防虫网8000m2、诱虫灯20个、生态垃圾桶20个。

4．2近年治理经验。笔者单位十分重视库区水土保持治理工作，近年来采取工程措施和植物措施对库区进行了绿化和美化，效果十分明显，同时为渭北丘陵沟壑水库库区水土保持综合治理积累了经验，主要表现在以下方面:(1)以减少水土流失为前提，采用封山育林和种草措施。封山育林是以封禁为手段，采取封禁、抚育与管理相结合，促进水保林和草地形成的林草措施，主要是恢复和增加植被，减少水土流失，水土保持种草是小流域综合治理的一部分，选择根系发达、抗逆性强的草种固定土壤。近年来，政府非常重视水源地保护，用围网将流域彻底封禁，并撒播大量适应性强、根系发达的草种，增加了植被覆盖率。(2)以保证水库运行安全、水库使用寿命和水库水质为前提，采取植物措施和工程措施相结合的防治措施体系，对库区两岸进行植树种草，对水土流失严重地段采用工程措施进行快速治理，收到了良好的治理效果。(3)强化绿化美化措施，对项目区采用水保林和景观树相结合，乔、灌、草、花相结合的治理措施，取得了很好的治理效果，把库区打造成了旅游观光景地，带动当地经济发展，增加当地群众收入。

4．3治理效果。水源地水土保持综合治理工程实施后，治理度达到95．48%，林草覆盖度达到60．76%，林草郁闭度大幅度提高，区域小气候得到有效调节，环境条件大幅度提升。封禁治理措施的实施，促进了林地的形成，改善了区域环境，使项目区水土流失强度由轻度流失降为微度流失，形成特色科技、教育、示范园的良好支撑，被评为国家级生态示范园。

5结语

水土保持工作是一项利国利民的工作，不仅能减少自然灾害的发生，还能科学地利用水资源为经济建设做出巨大贡献。所以，我们需要将水土保持的意识建立起来，针对水利工程当中的水土保持问题，增强对环境保护的力度，以更加良好态度的做好水土保持综合治理工作，共同推进生态环境可持续发展。

作者:张晓锋 单位:陕西省桃曲坡水库灌溉中心