近年来, 我国贯彻因势利导, 统筹兼顾的方针, 在防治水土流失方面做了众多防护工程, 运用沟道防治工程和斜坡防治工程相结合, 工程措施与其他辅助措施同时并举, 让我国土壤侵蚀程度由原来的1475 t/km2·a减少到现在的163 t/km2·a, 也让防治水土工程取得了卓越的效果, 根据我国的治理目的以及地理环境, 我国的防治水土流失工程措施通常分为两种即:斜坡防治工程和沟道防治工程, 现探讨如下。
山坡防治工程是将小地形进行改造, 也是防治水土流失的有效方法。通过将融化后的雪水或雨水因地拦蓄[1], 并设法渗入到林地、草地或农田, 从而预防或降低面径流, 最终实现增加牧草、林木以及农田的土壤水分。与此同时, 还要使那些未能及时拦蓄的山坡径流流入中小型蓄水大坝。同时, 亦可在坡地发生重力侵蚀时, 通过支撑建筑物和修筑排水设施来防止滑坡现象。而山坡防治工程的常规防护措施有水平沟、山坡截流、梯田、水平阶、挡土墙以及拦水沟埂等多种防护措施, 可有效防止水土流失。
坡面防治工程是山区农业防治水土流失的有效方法, 防治水土流失要沟坡并举, 而坡面防治工程是重点。坡面防治工程的常规防护措施有两种:陡坡稳固工程和山坡截流沟。山坡截流沟是根据山坡的实际距离, 科学修筑分段且高坡度的沟道, 截流沟在山区农业的主要作用是降低径流流速, 从而截断距离过长的坡度, 进而减少径流冲刷引起的水土流失[2]。同时, 也可以将较为稀疏的坡面径流融合为一处, 集中输送到林地、草地、农田或蓄水大坝。因此可以将山坡截流沟与梯田、高耕作、沟头防护、涝池等辅助防护措施相配合, 用于确保低海拔的农田。在防止沟头前进的同时, 还能防止滑坡的出现, 最终保护了村庄、铁路以及公路的安全;而斜坡固定工程是为了防止山区农业发生斜坡岩土体的发生而采取的防护措施, 它能有效保证斜坡的稳固, 并多用于土质较软和高度有限的坡度。常见的斜坡固定工程有拦截坡、排水、砍坡、泥墙防护以及植被固坡等防护工程。
沟道治理工程可预防沟床下切、沟岸扩大、沟头前进等现象的发生, 并通过选取适合当地地理环境的沟道治理工程[3]。在降低当地泥石流和山洪的非液体物质含量的同时, 还能减慢当地沟床纵坡和调节山洪洪峰的最大流量, 从而使山洪地区安全倾泻, 进而不会对沟口对造成负担的有效方法。
沟头防治工程是为了稳固沟床、拦截沙石、预防或降低泥石流在山区沟道中构筑的有效防护措施[4]。常见的沟头防治工程有淤地坝、拦砂坝、护岸工程、小型蓄水工程、谷坊等防护工程。
小型蓄水工程可以使地下潜流和坡地径流拦蓄集中, 在避免水土流失造成的资源损失的同时, 还可以灌溉当地农作为, 以此来提高当期农作物产量。常见的型蓄水工程包括储水塘坝、引流梯田、小水库以及淤滩灌田等多种小型蓄水工程。
谷坊是为了预防当地山区的沟道内出现泥石流灾害或沟床冲刷等现象[5], 而修葺的横向格挡建筑物, 亦称拦山沟、泥沙坝、防冲坝等。谷坊的一般高度为2.5~3.5m左右, 是水土流失易发地区的常规沟道治理工程。而谷坊通常用于预防沟床冲刷。因此, 当地在修建谷坊时还应充分考虑是否具备预防沟床冲刷的效果。
拦砂坝通常用于阻挡泥石流以及山洪中非液体物质的拦挡建筑物, 是防治泥石流和山洪的有效方法[6]。它是山区荒沟整治的重要防护措施, 高度通常约为4~16m, 在我国山区又别名泥坝。在已发生水土流失的山区沟道内修葺拦沙坝, 治理效果非常显著, 主要体现在: (1) 它可以抵消沙石对下游地区的危害, 从而有利于灾后对下游地区的整治; (2) 它可以提高大坝的侵蚀标准, 在减少了坝上淤塞段的河床的同时, 还拓宽了河床面积, 以此放缓了流速, 最终减少了水流对大坝的侵蚀; (3) 由于拦砂坝的淤塞物通常存在于上游两岸坡边, 减缓了岸坡崩坍进而坡面冲刷, 最终使流动的泥沙趋于稳定; (4) 由沟道水流侵蚀常会引发的沟岸滑坡, 也因拦砂坝的剪出口接近与坡脚, 可以使拦沙坝的淤塞物充分填充了滑坡体, 由于淤塞物影响了滑坡体下滑坡速度, 致使滑坡体的滑坡速度放缓, 最终使滑坡趋于平缓。以上几点优势充分体现了拦砂坝在拦蓄泥沙、减少泥沙来源的重要作用。
淤地坝通常用于淤地拦泥, 并在沟道内修葺的坝, 坝内形成的淤地通常称作坝地。淤地坝主要作用于淤地拦泥, 由于对下游无需灌溉, 所以在一般情况下也不需要蓄水。但随着坝内淤积面的逐渐升高, 最终会使坝地和坝体融为一体, 成为一座重力式挡泥墙。常规淤地坝工程是由排水设施、溢洪道和坝体三部分构成, 其主要防治原理为:当淤地坝的洪水位超过坝体峰值时, 可以通过溢洪道排除多余洪水, 从而保证坝体的正常工作和坝体的安全。而放水设施通常采用卧管式和竖管式, 当沟道内的长流水过盈时, 放水设施可将过盈的长流水排放到下游。虽然淤地坝在施工、管理和技术上与小型蓄水工程有诸多相似, 但也存在一定差别。其差别在于, 淤地坝工程的主要功能是用于拦泥而非蓄水。因此, 在设计淤地坝时, 其洪水峰值设计标准应比水库要低, 且由于对地质条件的需求也相对不高, 所以在设计上也可以不考虑排水和渗水等问题。
充分利用大自然自身的能量进行水土保持, 不仅使用自然生态系统的良性修复功能, 同时还加速了植被自我修复的能力, 是防治水土流失现象的有效方法, 也是我国新时期开展可持续发展的重要体现。因此, 选用科学合理的斜坡防治工程和沟道防治工程不仅可以预防和减少水土流失的发生, 同时还充分体现了我国开展可持续发展的重要性。
摘要：斜坡和沟道是造成水土流失的主要原因, 即在多种外力作用下, 使环境遭到破坏进而造成水土资源的流失, 通过构建科学的防护工程措施可以减少或避免水土流失, 对保持生态环境具有重大意义。因此, 本文通过研究斜坡防治工程和沟道防治工程, 来更好的预防水土流失, 最终实现环境保护的目的。
关键词：水土保持,防治工程,水土流失
[1] 车小磊.中国水土流失与生态安全综合科学考察总结暨水土保持发展战略研讨会召开[J].中国水利, 2008 (22) :781-7 8 3.
[2] 钱铭杰, 吴芳芳, 童立强, 等.基于RS与GIS的水土流失监测方法实证研究[J].中国水土保持, 2009 (2) :645-647.
[3] 廖健萍, 肖霖.关于开发建设项目水土保持监测存在的问题及对策探讨[J].江西水利科技, 2009 (4) :431-433.
[4] 托亚, 王柠.呼和浩特市黄土丘陵沟壑区米麻沟小流域水土保持综合治理模式探讨[J].内蒙古水利, 2010 (4) :654-6 5 6.
[5] 车小磊.中国水土流失与生态安全综合科学考察总结暨水土保持发展战略研讨会召开[J].中国水利, 2008 (22) :534-5 3 6.
[6] 廖义善, 卓慕宁, 李定强, 等.基于GIS黄土丘陵沟壑区分布式侵蚀产沙模型的构建——以蛇家沟小流域为例[J].泥沙研究, 2012 (1) :912-915.
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