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打碗溪水土保持工程建设及效益研究整理
宗场乡打碗溪水土保持工程建设及效益研究
四川农业大学网络教育学院水利水电工程专业胡志涛
指导教师:
卢修元
摘要:
打碗溪小流域所进行的水土保持工程,通过坡改梯及坡面水系工程、植物防护措施、小型水利水保工程措施以及保土耕作措施的实施,以达到保护水土流失,维护生态环境。
并对生态建设过程中的社会经济及生态环境效益的分析。
充分表明了大碗溪小流域在综合治理措施配置、生态农业建设模式选择的合理性。
关键词:
打碗溪小流域、水土保持、生态治理、效益
Abstract:
TheDawanxiwatershedconservationproject,throughthePoGaiTiandslopeengineering,waterconservancy,smallplantprotectionmeasuresofsoilandwaterconservationmeasuresimplementationofcultivationmeasurestoprotecttheecologicalenvironment,themaintenanceofsoilerosion.Intheprocessofconstructionofecologicalandsocialeconomyandecologicalenvironmentanalysis.FullydemonstratedtheDawanxiwatershedcomprehensivemeasuresintheconstructionofecologicalagriculture,therationalityofthemodelselection.
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1.名词
1.summary
2.abstract
Keywords:
Dawanxiwatershed。
SoilandWaterConservation。
EcologicalManagement。
Benefit
0绪论
宗场乡位于宜宾西北市郊,场镇距离城区13.5km。
属浅丘农业乡镇,植被以马尾松、油樟、桉树、灌木类为主,历史以来被喻为宜宾的后花园。
打碗溪小流域属岷江水系,土壤以沙性土壤为主,是长江上游重要的生态保护屏障之一。
近年来该区域由于长期的人为开垦,造成了大量的水土流失,生态环境破坏严重。
该区域的治理已经迫在眉睫。
1打碗溪流域简况及治理前水土流失状况
1.1流域简况
打碗溪小流域幅员面积42.84km2,位于岷江北岸,位于翠屏区西北部,距宜宾市城区约11km,小流域呈西窄东宽、南窄北宽的扁平形状,东西最宽处约10.45km,南北最宽处约7km。
经纬度介于东经104°30'00"—104°37'30"之间,北纬28°47'30"—28°52'30"之间。
该小流域行政区划属宜宾市翠屏区宗场乡管辖,涉及该乡禾甫、石骨、龙洞、赤岩、民胜、新治、新权、乐元、鱼台、新屋、天台11个行政村。
小流域内交通发达,宜(宾)—白(花)公路穿境而过,95%的村、社已通公路。
该小流域地质构造属于白垩系下统窝头山组(K1w),出露岩层为砖红色长石石英砂岩,遍布全小流域,面积较大,占该小流域的90%以上。
地貌全为浅切丘陵高地,平均海拔430M,最高480M,最低390M,相对高差90M。
坡度相对较缓。
流域范围内耕地面积共有1112hm2,其中水田462.93hm2,梯地72.4hm2,坡耕地576.67hm2,有少量陡坡地,其坡长都较短,一般在100M以内(见表1)。
土壤多为沙壤土,土层厚度在0.15—1.0M之间,沙壤土2313hm2,占土壤面积的54%;粉沙土943hm2,占土壤面积22%;沙土1028hm2,占土壤面积的24%,风化时间不同,肥力差异很大,有机质含量不均,氮、磷、钾含量变化较大(见表2)。
流域内植被主要以马尾松为建群种的暖性针叶林,乔木层伴有香樟、桉树等,灌木层多为油茶树、紫荆等,草本植物比较杂,主要有蕨草、蓍草等。
人工植被比较复杂,粮食作物主要有水稻、玉M、红苕、小麦、豌豆、胡豆等,经济作物有蔬菜、花生、油菜等;绿化植物有刺桐、小叶榕、黑杨等,经济林木有柑橘、梨、桃、茶、油樟等,薪炭林主要有紫荆等;具有独特开发利用价值的经济林有油茶、油樟等,草主要有罗盘草;特别是罗盘草在保水保土方面有较大的潜在利用价值和发展空间,现常用于较陡坡地的覆盖保土植物,如水库大坝背水坡。
现有林地面积1232hm2,灌木林地215hm2,疏幼林地1288hm2,经果林176hm2,现有植被覆盖率达33.26%,森林覆盖率为28.76%。
表1工程区耕地坡度组成表
耕地面积
(hm2)
坡度组成结构
<5º
5º~15º
15º~25º
25º~35º
>35º
面积
占比例
面积
占比例
面积
占比例
面积
占比例
面积
占比例
hm2
%
hm2
%
hm2
%
hm2
%
hm2
%
1112
535.33
48.1
423.58
38.1
125.36
11.3
14.73
1.3
13
1.2
表2土壤理化性状表
土壤类型
平均土
层厚度(cm)
土壤容重(t/m3)
土壤养分含量
PH值
有机质(%)
全氮(%)
速效氮(ppm)
全钾(%)
速效钾(ppm)
全磷(%)
速效磷(ppm)
壤土
65
1.73
2.8
0.1
91
0.01
17
2
120
5
粉沙壤土
40
1.56
1.3
0.08
55
0.01
14
1.8
80
5.8
沙土
15
1.33
0.7
0.06
40
0.01
11
1.7
50
6.7
1.2治理前水土流失状况
打碗溪小流域以水力为外营力的面蚀、沟蚀为主,分布于坡耕地和疏、幼林地、荒山荒坡等地类上(见表3)。
根据调查统计,工程区水土流失面积19.28km2,占流域面积的45%,其中:
轻度流失面积6.63km2,占流失面积的34.39%;中度流失面积10.66km2,占水土流失面积的55.29%;强度流失面积1.85km2,占流失面积的9.61%;极强度流失面积0.14km2,占流失面积的0.71%。
根据测算,有明显水土流失区域年土壤侵蚀总量约为7.3万t,经加权计算,小流域内流失范围内土壤年平均侵蚀模数约为3800t/km2·a。
表3小流域有明显水土流失地类分布情况表
工程
坡耕地(hm2)
疏林
(hm2)
幼林
(hm2)
荒山荒坡(hm2)
合计
(hm2)
轻度流失
0.00
125.08
538.00
0.00
663.08
中度流失
403.04
624.92
0.00
38.00
1065.96
强度流失
159.95
0.00
0.00
25.33
185.28
极强度流失
13.68
0.00
0.00
0.00
13.68
合计
576.67
750.00
538.00
63.33
1928.00
小流域内有明显流失区域每年流失土壤约7.3万t,土壤中流失的氮、磷、钾肥估计达500t,与小流域内目前一年的化肥施用量相当,折合经济损失达3万元,小流域内如此大片肥沃的土壤和氮、磷、钾肥料被冲走了,必然造成土地生产力的下降甚至完全丧失。
约20%以上的被侵蚀的土壤淤积于水库、塘堰,严重影响水利工程的有效蓄水能力,据粗略估算,照此下去,再过100年,小流域内的6座水库将大部分失去有效蓄洪能力,将有可能导致小流域内抵抗涝、旱的能力大大降低,加重农业自然灾害。
水土流失是导致贫困的根源,由于水土流失导致肥沃的表土流失,土地资源逐步丧失,土壤涵养水源能力下降,土地生产力大大降低,根据估算比较,小流域内,5°、10°、15°和20°坡度的坡耕地小麦产量分别为0°耕地产量的54%、43%、39%和28%。
水土流失是水质污染的一个重要原因,大量带有土壤营养的肥沃表土流入水利蓄水工程,导致水体泥沙量含量增大,水体有富营养化的趋势。
水土流失也将导致土地肥力退化,影响植物多样性,进而影响整个生态系统,打破生态平衡,生态环境趋于恶化。
2水土保持工程建设及效益分析
2.1水土保持工程建设
在土地利用规划设计的基础上,根据不同的土地类型,以控制水土流失为主要目的,达到改善生产生活条件和生态环境,发展农村经济,提高农民生活水平为目标,对小流域流失区域进行全面规划,对水土流失区内各类土地,因地制宜地按生产用地和生态用地的要求,合理设计布局出相应的水土保持措施。
2.1.1坡改梯及坡面水系工程
对规划为生产用地的坡耕地,按照地块不同的坡度和地形地貌条件,确定修梯田的区域和地埂材料类型,选择近水源、近村庄、近道路的地块、坡地进行建设。
按因地制宜,就地取材的原则,地埂主要布设石埂和土埂,其中大部分设置为条石埂,少部分为土埂。
相应配置道路、蓄、引、排坡面水系工程。
2.1.2植物防护措施
根据小流域不同立地条件和水土流失特征,在坡度陡的荒山荒坡和大于25°以上坡耕地上布设水土保持林、种草,经济果木林主要布设在坡耕地较陡的区域,对疏幼林全部实行封山育林,实施封禁治理。
按照因地制宜,适地适树原则配置当地各类树种。
水土保持林栽植适合当地立地条件,其经济、生态效益显著的油樟、麻竹,经果林拟栽种柑桔、梨等优良品种。
栽种植物篱,植物篱主要布设在坡耕地上,形成网状防护带;为加强土坎的防护及利用,植物护埂主要布设在土坎坡改梯的梯坎上。
2.1.3小型水利水保工程措施
在小流域内群众积极性高的村社,在满足技术要求的前提下,布置山坪塘整治工程,以达到栏沙蓄水的目的。
2.1.4保土耕作措施
在水土流失严重的坡耕地上,除因地制宜地采取坡改梯、经果林措施外,余下的少数部分坡耕地布置保土耕作措施。
主要采取横坡耕作、聚土垄作,改变长期耕作习惯等方法,控制水土流失。
另外,部分水田推广自然免耕法,尽量减少农业生产人为水土流失。
2.2效益分析
2.2.1生态效益
通过生态用地和生产用地的划定,使工程区内生产和生态有了明确的分工,相互补充,相互促进,形成多样性的植物群落结构,绿地率和绿化率皆得到大幅度提高,这些绿地系统将对区域生态环境起到巨大的改善和调节作用。
据测算,林草覆盖度将由原来的33.26%提高到46.03%,经调查估算,各项措施完全发挥生态效益后,年保土60581t,年保水84459m3。
同时,工程区小气候得到改善,生态环境趋于良性循环,有利于人与自然的和谐发展。
(见表4)。
2.2.2社会效益
经过水土保持综合治理,必将减少塘、库、堰等水利工程和下游河道的泥沙淤积,降低水利工程损毁程度,延长工程使用寿命,改善当地农业生产条件和生态环境,减轻洪水、旱灾、泥石流等灾害对人民生命财产的威胁,提高土地利用律,促进粮食增产,加快产业结构调整,产业结构得以调整,经济收入增加,群众生活水平得到提高,社会秩序更加稳定。
表4打碗溪小流域措施基础效益计算表
工程
治理措施
保土效益定额
保土效益(t)
蓄水效益定额
保水效益(m3)
单位
数量
单位
数量
单位
数量
(1)坡耕地整治工程
坡改梯
土坎
hm2
13.33
t/hm2.a
130
1733
m3/hm2.a
500
6665
石坎
hm2
53.33
t/hm2.a
270
14399
m3/hm2.a
650
34665
坡面
水系
蓄水池(窖)
m3
5200
t/m3.a
0.02
104
m3/m3
1.5
7800
沉沙池
口
333
t/口.a
0.01
2
m3/口.a
1.5
500
保土耕作
hm2
253.33
t/hm2.a
10
2533
m3/hm2.a
0
0
植物护埂
km
90
t/km.a
10
900
m3/km.a
10
900
(2)小型水利水保工程
排灌沟渠
km
12
t/km.a
100
1200
m3/km.a
山坪塘整治
座
8
t/座.a
150
1600
m3/座.a
1500
12000
(3)植物防护
水土保持林
hm2
50
t/hm2.a
60
3000
m3/hm2.a
10
500
经果林
hm2
56.67
t/hm2.a
45
2550
m3/hm2.a
9
510
种草
hm2
13.33
t/hm2.a
60
800
m3/hm2.a
90
1200
植物篱
hm2
200
t/hm2.a
30
6000
m3/hm2.a
2
400
(4)封禁治理
hm2
1288
t/hm2.a
20
25760
m3/hm2.a
15
19320
合计
60581
84459
2.2.3经济效益
计算分析年为2006年,社会折现率7%,效益计算期为20年。
运行费按总投资的5%计算。
实施水土保持综合治理后,小流域各项措施新增产值共计3108.30万元。
各项措施的经济效益指标计算取值为:
〈1〉坡改梯增产粮食:
1200Kg/hm2,按1.4元/Kg计算。
<2>经果林:
梨、柑年产果实5000kg/hm2,按2.4元/kg计算。
<3>植物护埂:
紫背天葵年产鲜叶900Kg/hm2,按0.6元/kg计算。
<4>封育治理年蓄木材30m3/公顷,按250元/m3计算。
<5>水保林:
油樟年产油600kg/hm2,按25元/kg计算;竹年产竹15000kg/hm2,按0.2元/kg计算。
<6>种草:
年产鲜草72000kg/hm2,按0.04元/kg计算。
计算的各项措施新增产值静态值等见表5及表6。
.经济内部收益率
按公式:
t(1+EIRR)-t=0
式中:
EIRR——经济内部收益率;
B——年效益,万元;
C——年费用,万元;
n——计算期,年;
t——计算期各年的序号,基准点的序号为0;
(B-C)t——第t年的净效益,万元。
.经济净现值
按公式:
ENPV=t(1+is)-t
ENPV——经济净现值,万元;
is——社会折现率。
.经济效益费用比
按公式:
EBCR=
EBCR——经济效益费用比;
Bt——第t年的效益,万元;
Ct——第t年的费用,万元。
经计算:
本小流域的经济内部收益率为9%,大于《宜宾市2006年政府经济工作报告》公布的社会折现率7%;经济净现值为98.27万元,大于零;经济效益费用比为1.25,大于1。
表5打碗溪小流域水土保持措施经济效益指标表
序号
工程
生效时间
实物增产量
新增产值
粮食
木材
薪柴
果品
养殖
年
kg/hm2
m3/hm2
kg/hm2
kg/hm2
头/hm2
(元/年.hm2)
一
坡改梯
1
土坎
1
1200
1680
2
石坎
1
1200
1680
二
水保林
0
1
油樟
7
600
15000
2
竹
5
15
3000
三
经果林
0
1
梨、柑
6
5000
12000
四
种草
1
一年生黑麦
1
2880
2
五
植物护埂
0
1
血皮菜
3
900
540
3
0
六
封育治理
30
7500
合计
表6打碗溪小流域主要农产品市场价格表
品种
单位
价格(元)
品种
单位
价格(元)
1.粮食作物
6.畜牧产品
稻谷
kg
1.4
人工饲草(干)
kg
小麦
kg
1.5
鲜牛奶
kg
玉M
kg
1.5
牛肉
kg
20
马铃薯
kg
羊肉
kg
20
···
猪肉
kg
15
2.经济作物
豆类
kg
花生
kg
4.1
油菜籽
kg
3
茶叶
kg
1.4
7.副产品
烟叶
kg
薪柴(树枝)
kg
···
作物秸秆
kg
3.木材
木材(松)
m3
250
木材(杉)
m3
木材(杨、刺槐等)
m3
4.果品
柑橘
kg
2.4
苹果
kg
3
梨、李
kg
2.4
血皮菜
kg
0.6
猕猴桃
kg
枣
kg
核桃
kg
板栗
kg
5.经济林
油樟油
kg
25
蚕
张
500
花椒
kg
杜仲
kg
银杏
kg
注:
根据工程区实际填写,以2006年当地市场平均价为准。
3结论
本小流域实施期间,治理水土流失面积19.28km2,经过治理后,小流域内林草覆盖度将由原来的33.26%提高到46.03%,保土60581t,保水84459m3。
经过水土保持综合治理,必将减少塘、库、堰等水利工程和下游河道的泥沙淤积,降低水利工程损毁程度,延长工程使用寿命,改善当地农业生产条件和生态环境,减轻洪水、旱灾、泥石流等灾害对人民生命财产的威胁,提高土地利用律,促进粮食增产,加快产业结构调整,产业结构得以调整,经济收入增加,群众生活水平得到提高,社会秩序更加稳定。
综上所述,本小流域水土保持综合治理工程实施后,对当地的社会经济发展以及生态环境的改善都有很大的帮助。
参考文献:
[1]刘普灵郑世清.黄土高原燕沟流域生态环境建设模式及效益研究.水土保持研究.2005.12(5):
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[4]刘前进蔡强国吕国安.羊道沟流域侵蚀产沙模型原型选定问题.水土保持研究.2004.11(4):
69-73
致谢:
本研究论文是在卢修元老师的悉心指导下完成的。
他严肃的科学态度,严谨的治学精神,深深的激励和感染着我。
从论文的选题到确定思路,从资料的搜集、提纲的拟定到内容的写作与修改,继而诸多观点的梳理,都得益于卢老师的悉心指导和匠心点拨。
在此,谨向卢老师表示我最衷心地感谢和最诚挚的敬意。
同时,也向给我帮助的同事、朋友、同学表示深深的谢意,感谢你们在我论文写作过程中给予我的鼓励、关心和无私的帮助。
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