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生物砂堤——略阳县生态和谐治沟的首选

2010-10-18

     [[摘 要]略阳县在20年的“长治”工程实践中,立足实际,按照人与自然和谐相处的水土流失防治思路,不断创新小流域沟道治理的新途径和新方法。略阳县在实践中探索的生物砂堤沟道治理技术,符合人与自然和谐相处的理念,具有费省效宏的优势,值得在小流域综合治理中应用推广。

    【关键词】沟道治理;生物堤防;和谐;效益

    长江上游水土保持重点防治(以下简称“长治”工程)实施20年来,十分注重坡面治理,积累了丰富的经验,取得了丰硕的成果,形成了以坡改梯配套坡面水系工程的坡面防护体系;同时根据秦岭山区群众多“逐水草而居”的特点,群众多居住在沟道附近,土地多集中在沟道两岸,对部分沟道也进行了治理。在实践中,略阳县水利水保部门探索出了一套行之有效的生态治沟办法,值得在小流域综合治理中应用推广,尤其符合把控制水土流失和面源污染作为主要目标的丹江口库区及上游水土保持工程。

    1.项目背景

    略阳县北枕秦岭、南靠巴山,位于陕西省南部、汉中市西端,地处陕甘川三省经济、文化、交通、信息枢纽地带,是典型的秦巴土石山区,宝成铁路纵贯南北,陕甘公路横穿东西,自古就有“秦蜀襟带”之美誉。境内群山林立,沟壑纵横,水土流失严重,旱涝灾害频繁。全县土地总面积2831 Km2,辖21个乡镇183个行政村,总人口20.23万人,其中农业人口14.8万人。治理前的1989年全县共有水土流失面积1675.37 Km2,占土地总面积的59.2%,其中嘉陵江流域1226.35Km2,汉江流域449.02 Km2。平均海拔高度1148m,属北热带北缘山地暖温带,湿润季风气候。多年平均气温13.2℃,全县多年平均降水量860.0mm,年水面蒸发680.6mm(略阳水文站1956-2002年资料)。

    根据长江水利委员会水土保持局《“长治”工程调整改革指导意见》,“长治”工程自2004年以来,坚持人与自然和谐相处的指导思想,转变防治思路,完善技术路线,由“对应治理”改为“条件建设”,即不再完全按照水土流失斑块逐一对应规划治理,而是按合理的土地利用方向,把水土流失劣地划分为生产用地和生态用地两大类。措施体系由过去的坡改梯、水土保持林、经果林、种草、封禁、保土耕作、小型水利水保工程调整为五类十三项措施,生物砂堤属小型水利水保工程中的溪沟整治工程,它属于水土保持工程、植物、保土耕作三大措施中的工程措施,在水土流失综合防护体系中的作用是拦减泥沙,使土不下河、水不乱流,保护田舍,促进山上退耕和群众安居。

    2. 生物砂堤实施的方法和步骤 

    根据经验,略阳县生物砂堤适宜在集水面积50 Km2以下,年降水量小于1500 mm,沟道比降低于15‰的侵蚀河沟和冲沟中实施。具体实施的方法和步骤如下:

    2.1算清水帐,留足水路

    确定设防标准,收集小流域水文资料和实测资料,计算出行洪断面,预留沟道行洪宽度,确定沟道防洪治导线和生物砂堤具体位置。

    2.2清理沟道,形成沟床

    根据计算出的行洪断面和洪水位,确定需堆筑砂堤的高度和横断面尺寸,使用装载机、推土机等机械将河床内沙石由中间向治导线两边外侧堆放,清理深度一般在0.6-1.2m,形成沟床,并保持沟道比降一致。在机械清理的过程中要将大石块有计划地放置在河堤迎水面,砂土就地连续堆置,大约形成梯形堤防模样。

     2.3人工筑堤

    用堆放好的砂土就地人工整理,形成梯形堤防,河堤顶宽1.0-2.0m,迎水面坡比1:0.6-1:1,背水面1:1,堤高不超过2m。在顶冲段或凹岸,在迎水面用清理出的大石块进行干砌护坡,以防冲刷。

    2.4栽植护堤乔灌

    砂堤堆好后,在秋冬季节,选择抗旱、耐瘠薄、根系发达的乡土树种刺槐、柳桩进行栽植,栽植株行距按0.5*0.5m,定植后要及时灌水,确保成活。次年开春,即使上部干枯,下部仍能发芽抽梢。顺直段和转弯段砂堤断面示意图见图1、2。

 
图1顺直段砂堤断面示意图 



图2转弯段砂堤断面示意图

    3生物砂堤实施的技术要点

    3.1就地取材

    筑堤材料利用清理出来的砂土,不宜外购外运。干砌石护坡利用清理出来的石块作为施工材料,以清理后的沟床为基准开挖基槽,深0.3-0.5m,底石放稳,大石砌下,小石砌上,嵌实咬紧,稳固坚实。

     3.2严格按计算出的行洪宽度留足水路,按治导线施工

    为了保证河道正常的行洪泄洪,防洪治导线整体布局要美观合理,线形流畅,转弯地段弯度宜缓,以减少泄洪阻力,确保行洪畅通,若不按照规划治导线整治河道,不但会影响河水的走势,在洪水到来时,可能会导致溃堤等事故发生。

    3.3一般在顺直段实施

    在冲刷段,一定要进行人工干砌护坡,以防砂堤被冲毁。

    4 生物砂堤在水土流失防治体系中的作用

    根据水土流失规律,地表径流产生后在山顶通过封禁治理,减少人对植被的破坏,构筑防治水土流失的第一道防线:生态修复防线;在山腰和坡脚建设水土保持林,采取保土耕作,实施坡改梯,建设坡面水系工程,构筑防治水土流失的第二道防线:生态治理防线;在沟道两侧,建设生物砂堤可以预防和治理沟道下切侵蚀和沟壁扩张,构筑防治水土流失的第三道防线:生态保护防线。通过三道防线形成水土流失综合防护体系,层层拦减泥沙,保水保土保肥,从而有效减轻水土流失。

    生物砂堤和谷坊相比,相同之处在于:它们都是沟道治理工程,目的在于固定沟床、稳定沟坡。不同之处在于:生物砂堤是顺河建筑物,不会改变河势和水流常态,而谷坊是拦河建筑物,改变了河势和水流常态,谷坊多建于支毛沟,用来抬高侵蚀基准面,拦蓄泥沙,而砂堤多建于主沟道,用来固定沟床,稳定两岸沟坡,以堤挡水,避免水流对岸坡的直接冲刷,保护两岸农田。谷坊沿沟谷纵向拦蓄泥沙,而砂堤沿沟谷横向拦挡泥沙。

    生物砂堤通过稳定沟床和沟壁,使侵蚀沟逐渐稳定,使沟道水流不再直接冲刷两岸农田,从而起到保护农田房舍的作用。通过生物砂堤可以整治国土,复垦滩地,营造良田,提高农田标准和土地产出率,促进山上退耕和群众安居,推进小流域的治理。

    5. 生物砂堤的优点

     生物砂堤相比浆砌河堤可以节省投资90%、节省投工80%,而且将疏浚沟道和治理沟道有机结合,防止了沟道竖向侵蚀和横向侵蚀,达到以堤挡水、以堤护土,减轻水土流失的目的。在总投资不变的情况下,可以扩大受益范围。即使被洪水冲毁,维修恢复也很容易。同等条件100m浆砌河堤与100m生物砂堤成本对照见表1。

     表1 同等条件100m浆砌河堤与100m生物砂堤成

项目 浆砌河堤 生物砂堤
工程量  M7.5砌体324M?,M10抹面220 M?,水下基础开挖224M? 机械堆砂土600 M?,栽植刺槐1800株,柳桩200株,干砌石45 M?
投劳 人工3602.5工时 人工485工时,装载机25台时
总投资  8.75万元  8500元
效益  保护农田6.67hm?
保护农田100hm?

    生物砂堤随着护堤乔灌的生长,根与砂土更加牢固,形成牢固的绿色篱笆,抗淹抗冲能力日益增强。生物砂堤筑堤材料就地利用,最大限度地保持了自然生态环境。

    6 结论

    略阳县自1999年以来,先后在史家河、西沟、道林河等近十条小流域实施生物砂堤42km,栽植刺槐40万株,柳桩5万株,芭茅1万株,开发土地面积27 hm2 ,保护农田154 hm2,保障了沟道两岸150户、718人的生命财产安全。目前,生物砂堤在略阳县已经获得社会各界的广泛认同,在农业综合开发、土地复垦等项目得到推广应用。

作者:史静涛


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