论文部分内容阅读
崇阳县青山水库管理局
摘要:青山库区共有土地面积44100hm2,其中草地5629 hm2,占土地总面积的12.76%,坡耕地11538hm2,占土地总面积的26.17%,难利用地12688hm2,土地总面积的28.77%,农村居民生活用地14245hm2,土地总面积的32.3%,平均土壤侵蚀模数1698.45T/KM2.a,年平均水土流失总量749015T。水土流失不仅破坏了自然生态平衡,而且对库区社会经济各方面造成了不利影响。
一、 水库工程综合概况
[流域概况] 青山水库位于鄂南幕阜山北麓,东经114°02',北纬29°16'的崇阳县青山镇青山河。该河为长江右岸二级支流,河道全流域面积556 km2,水库控制流域面积441 km2,占流域面积的79.3%,上游河道弯曲,两岸山坡陡峭,河段平均比降0.53%。
[工程概况] 工程于1968年11月16日破土动工,1971年4月6日水库开始蓄水,设计洪水标准为二百年一遇,校核标准为二千年一遇,总库容4.30亿立方米,其中:调洪库容8260万立方米,兴利库容20840万立方米,死库容13900万立方米。是一座以防洪、灌溉为主,兼顾城镇供水、发电、航运和养殖等综合利用的大(Ⅱ)型水利工程。
[水文概况] 流域多年平均降雨量1552mm,多年平均径流深850mm,雨量多集中在5-9 月,一般80%的水土流失在暴雨期间发生,对水库集雨区造成隐患。
[行政区划] 库区涉及到崇阳县的青山、铜钟、港口、金塘和高枧五个乡(镇)的四个行政村和通城县的二个乡(镇)的四个行政村,共有1820户,总人口13111人,耕地面积19667亩,种植种类主要有:林、茶、果、玉米、红苕等。
二、库区水土流失状况
[水土流失过程]水土流失是当今头等环境问题,它破坏了土壤和土地资源,造成生态失调和限制社会经济发展,使目前已十分紧张的人多地少矛盾更加激化,为此,本人通过查阅大量的相关书籍以及多年的运用管理和观测,初步了解库区水土流失的基本特征和基本现状,分析水土侵蚀经历了分离、搬运和沉积三个阶段。
1、分离。土壤遭到破坏 、分化并离开原土体,从而发生物理位移。雨水冲击、流水、冻融和风的磨蚀作用都是分离的主要作用力;
2、搬运。当土壤颗粒从原来的位置分离出来后,往往以不同的方式发生搬运。在水蚀区,搬运由漂流、流动、拖曳、溅水等所引起;
3、沉积。在搬运过程中,当运移的土粒超过外力所能负担的能量时,土粒就会沉积,其方式是多种多样的。
[水土流失状况]库区地形呈扇形,山丘林立、沟槽发育、岩性松软、易于风化、土壤抗蚀差、植被覆盖率较低,加之乱开垦禁耕地等造成水土流失严重,大量泥沙淤积在库内,使水库蓄水减少、滞洪能力减弱,直接影响水库的安全运行、灌溉、供水及其发电效益。根据实地调查测算,共有土地面积44100hm2,其中草地5629 hm2,占土地总面积的12.76%,坡耕地11538hm2,占土地总面积的26.17%,难利用地12688hm2,占土地总面积的28.77%,农村居民生活用地14245hm2,占 土地总面积的32.3%(见表一)。
土地利用状况一览表(表一)
类型区名称 库区土地利用状况(hm2)
小计 草地 坡耕地 难利用地 居民用地
农村居民生活区 9086 1258 2079 2828 2921
公共场地道路区 6232 844 2144 1169 2075
自然森林区 28782 3527 7315 8691 9249
合 计 44100 5629 11538 12688 14245
通过对库区水土流失现状的详细调查,土壤侵蚀主要以轻、中度侵蚀为主,平均土壤侵蚀模数1698.45T/KM2.a,平均水土流失总量749015T,其中:微度流失面积25783hm2,占土地总面积的58.47%,轻度流失面积5629 hm2,占土地总面积的12.76%,中度流失面积12688hm2,占土地总面积的28.77%。通过初步调查研究和咨询有关技术人员意见,经计算确定农村居民生活区平均土壤侵蚀模数9086T/KM2.a;公共场地道路区平均土壤侵蚀模数6232T/KM2.a;自然森林区平均土壤侵蚀模数28782T/KM2.a。(见表二、表三)
水土流失一览表(表二)
类型区名称 库区土地流失现状(hm2) 小计(hm2)
微度流失 轻度流失 中度流失
农村居民生活区 5000 1258 2828 9086
公共场地道路区 4219 844 1169 6232
自然森林区 16564 3527 8691 28782
合 计 25783 5629 12688 44100
水土流失量一览表(表三)
项目
名称 合计 微度流失 轻度流失 中度流失 平均侵蚀
模数(T/KM2.a)
平均侵蚀模数(T/KM2.a) 侵蚀
量(T) 平均侵蚀模数(T/KM2.a) 侵蝕
量(T) 平均侵蚀
模数(T/KM2.a) 侵蚀量(T)
农 村 居
民生活区 163280 500 25000 2000 25160 4000 113120 1796.95
公 共 场
地道路区 84735 500 21095 2000 16880 4000 46760 1359.70
自 然 森
林 区 501000 500 82820 2000 70540 4000 347640 1740.75 合 计 749015 500 128915 2000 112580 4000 507520 1698.446
三、水土流失成因
水土流失有多种成因:除受地形、地貌及地质条件的制约外,特别是受区域水文气象条件的影响。南方地处季风区,降水多为暴雨,冲刷严重.同时地形复杂,易产生水土流失.其次是人为原因.由于人多地少. 过度砍伐森林,陡坡开荒,地表植被减少,水土流失加剧泥沙淤积,导致库容萎缩,洪峰调节功能削弱,水库寿命缩短。
[地形、地貌及地质影响] 库区中低山为构造剥蚀堆积的主要地形,山顶高程100~300m,相对高差60~200m,山坡陡峭,地形地貌地质多样。主要由大源港、高枧港汇集到双港注入水库,沿途地形起伏不平,较陡的地势和坡耕地向库面倾斜,土质疏松,主要由卵石、砾、砂、粘土、淤泥等组成,分布于河床、河漫滩、一级阶地以及山脚、山坡上,一遇雨天泥沙顺其雨水流入水体造成淤积。
[水文、气象条件影响] 流域属亚热带季风气候,夏季主要受太平洋季风影响,温湿多雨,最高气温在8月中旬左右达40.7℃,冬季主要受西伯利亚高压所控制,严寒、晴朗而又干燥,最低气温出现在1月份达-14℃,多年平均气温达16.6℃;多年平均蒸发量656mm;多年平均最大风速18.3 m/s;多年平均径流量37210万m3,降水量年内分配不均,年际变化较大,根据1961-1998年资料统计,年降水量最大为2264.8 mm(1967年),年最大一日、三日降水量分别为244.5MM和383.1MM(1967年6月)。暴雨主要出现在5—9月份,其中以6-7月份暴雨发生最为频繁,一般80%的水土流失在暴雨期间发生。
[人为因素影响] 一是由于人们对水土流失的观念淡薄,加之地方治理资金短缺,毁林开荒、开山采石、公路改造与延伸、新建和复建住宅等使天然植被和稳定的地形遭到破坏,淤积滩头、原溪流低洼底质(泥)等植被差的区域造成大量的水土流失;二是生态调节能力下降,耕地减少,地力下降,生态失衡,加剧了水土流失。
四、分析结论
工程已运行四十三年,库区严重的水土流失,势必造成水利工程运行管理的恶性循环,同时给当地社会、经济及人民的生命财产带来了极大的负面影响,其损失不可低估。因此按照借鉴长江水利委员会江汉水文水资源局《泥沙观测重法与体积换算方法研究》(王荣新、林云发、杨波、马继建、胡家庆所著)一书,关于滞洪期沙量垂直平均换算公式的平均容重V湿为1.15T/M3,按年水土流失量74.90万吨计算,水库43年来的累计总泥沙淤积量为:总泥沙淤积量=74.90万T/年*43年=3220.7万吨;
换算水库43年来的累计总蓄水库容减少量为:总蓄水库容减少量=3220.7/1.15=2800.61万立方米(相当于损失了一座中型水库的水量),并且呈逐年递增之势。
根据2007-2013年供水统计:灌溉用水12576.06万m3,平均年供水量1796.58万m3,发电及结合灌溉供水193019.26万m3,平均年供水量27574.18万m3,;城镇供水15506.82万m3,平均年供水量2215.16万m3,(见表四)。
参照上述资料,结合2007-2013年水资源分配比率,分析相应的累计衰减量,最后计算出相应的社会经济损益总量(见表五):
水库蓄水效益衰减情况统计表(五)
单位:万M3
名称/项目 灌溉供水 发电供水 城镇供水 蒸发损失 渗漏
损失 合 计
年度衰减量 4.0971 62.8186 5.0483 2.9061 0.0299 74.90
累计衰减量 176.1723 2701.2011 217.0751 124.9632 1.2883 3220.70
占总水资源量(%) 5.47 83.87 6.74 3.88 0.04 100
[工程防洪损失] 水库防洪库容占总库容的19%,水土流失的淤积使防洪库容相应减少,抵御洪水标准降低,抗洪风险增大,给水库下游人民生命财产造成不可估量的安全隐患和经济损失(根据我县水库每立方米水量投资测算,中型水库为1963元/m3*2800.61万立方米,间接损益549.76万元),既不利于人水和谐,也不利于社会经济可持续发展。
[民生供水损失] 供水累计损益为131.2934万元。其中:灌溉水量176.1723万立方米,减少灌溉面积5872.41亩,减少收入79277.54元;发电水量2701.2011万立方米,减少发电2904517.32KW/H,减少收入1016581.06元;城镇供水水量217.0751万吨,减少收入217075.10元。在不考虑水保等方面损失的情况下,仅防洪和供水两项减少直接和间接经济损失达681.05万元。
五、综合治理建议
库区的水土流失,致使库水位抬高,库容缩小,导致兴利减灾能力降低,严重威胁水利工程安全、供水安全和生态安全。
鉴于上述原因,宜多途径、全方位的采取综合治理措施:
[加大库区移民力度] 以深化实施移民政策为主线,以改善民生和促进稳定和谐为重点,以增加农民收入为目标,推进移民安置工作有序开展;
[引进项目、调整结构] 抓住政策机遇,积极争取上级水保资金。以项目为依托,按照防治并重、治管结合、因地制宜、除害兴利的综合治理原则,采用工程措施和农耕措施相结合,科学地划分生态功能区域,分类开发、分类管理、分类保护。引导库民从传统的经济农作物为收入来源向养鱼、捕鱼、种植经济林、果林等为收入来源的转移;
[合理治理“四荒”工程] 针对荒山、荒沟、荒丘、荒滩,一是实施水保、治山、治荒工程,理顺坡面水系,在V、U 形槽地形建砼拦沙坝,在坡面开挖排洪沟、沿山沟、沉沙凼、蓄水池、坡改梯等工程措施,攔截部分地表径流,减缓洪水冲刷,涵养土壤水分,实施间作套种、免耕少耕,实现保水保土保肥,促进生态自然修复,恢复植被覆盖;
[加大退耕还林力度] 一是根据地理条件和林木群落情况,建设三大防护林工程。即:滩地易涝杨柳防护林带、坡地水保林木带和多冠层养护路林带;二是推行农田林网化,在农田的沟、渠两侧营造防护林,实现沟渠林网化、网格化;三是加强村庄的绿化工作,鼓励、动员库民实施庭院绿化、见空插绿、封山育林,退耕还林还果、增加林木草地覆盖率;
[注重信息,科学调度] 利用水雨情、洪水调度和大坝安全监测系统,及时掌握水、雨、工情信息,研判决策,科学调度,最大限度地减少自然灾害损失。
摘要:青山库区共有土地面积44100hm2,其中草地5629 hm2,占土地总面积的12.76%,坡耕地11538hm2,占土地总面积的26.17%,难利用地12688hm2,土地总面积的28.77%,农村居民生活用地14245hm2,土地总面积的32.3%,平均土壤侵蚀模数1698.45T/KM2.a,年平均水土流失总量749015T。水土流失不仅破坏了自然生态平衡,而且对库区社会经济各方面造成了不利影响。
一、 水库工程综合概况
[流域概况] 青山水库位于鄂南幕阜山北麓,东经114°02',北纬29°16'的崇阳县青山镇青山河。该河为长江右岸二级支流,河道全流域面积556 km2,水库控制流域面积441 km2,占流域面积的79.3%,上游河道弯曲,两岸山坡陡峭,河段平均比降0.53%。
[工程概况] 工程于1968年11月16日破土动工,1971年4月6日水库开始蓄水,设计洪水标准为二百年一遇,校核标准为二千年一遇,总库容4.30亿立方米,其中:调洪库容8260万立方米,兴利库容20840万立方米,死库容13900万立方米。是一座以防洪、灌溉为主,兼顾城镇供水、发电、航运和养殖等综合利用的大(Ⅱ)型水利工程。
[水文概况] 流域多年平均降雨量1552mm,多年平均径流深850mm,雨量多集中在5-9 月,一般80%的水土流失在暴雨期间发生,对水库集雨区造成隐患。
[行政区划] 库区涉及到崇阳县的青山、铜钟、港口、金塘和高枧五个乡(镇)的四个行政村和通城县的二个乡(镇)的四个行政村,共有1820户,总人口13111人,耕地面积19667亩,种植种类主要有:林、茶、果、玉米、红苕等。
二、库区水土流失状况
[水土流失过程]水土流失是当今头等环境问题,它破坏了土壤和土地资源,造成生态失调和限制社会经济发展,使目前已十分紧张的人多地少矛盾更加激化,为此,本人通过查阅大量的相关书籍以及多年的运用管理和观测,初步了解库区水土流失的基本特征和基本现状,分析水土侵蚀经历了分离、搬运和沉积三个阶段。
1、分离。土壤遭到破坏 、分化并离开原土体,从而发生物理位移。雨水冲击、流水、冻融和风的磨蚀作用都是分离的主要作用力;
2、搬运。当土壤颗粒从原来的位置分离出来后,往往以不同的方式发生搬运。在水蚀区,搬运由漂流、流动、拖曳、溅水等所引起;
3、沉积。在搬运过程中,当运移的土粒超过外力所能负担的能量时,土粒就会沉积,其方式是多种多样的。
[水土流失状况]库区地形呈扇形,山丘林立、沟槽发育、岩性松软、易于风化、土壤抗蚀差、植被覆盖率较低,加之乱开垦禁耕地等造成水土流失严重,大量泥沙淤积在库内,使水库蓄水减少、滞洪能力减弱,直接影响水库的安全运行、灌溉、供水及其发电效益。根据实地调查测算,共有土地面积44100hm2,其中草地5629 hm2,占土地总面积的12.76%,坡耕地11538hm2,占土地总面积的26.17%,难利用地12688hm2,占土地总面积的28.77%,农村居民生活用地14245hm2,占 土地总面积的32.3%(见表一)。
土地利用状况一览表(表一)
类型区名称 库区土地利用状况(hm2)
小计 草地 坡耕地 难利用地 居民用地
农村居民生活区 9086 1258 2079 2828 2921
公共场地道路区 6232 844 2144 1169 2075
自然森林区 28782 3527 7315 8691 9249
合 计 44100 5629 11538 12688 14245
通过对库区水土流失现状的详细调查,土壤侵蚀主要以轻、中度侵蚀为主,平均土壤侵蚀模数1698.45T/KM2.a,平均水土流失总量749015T,其中:微度流失面积25783hm2,占土地总面积的58.47%,轻度流失面积5629 hm2,占土地总面积的12.76%,中度流失面积12688hm2,占土地总面积的28.77%。通过初步调查研究和咨询有关技术人员意见,经计算确定农村居民生活区平均土壤侵蚀模数9086T/KM2.a;公共场地道路区平均土壤侵蚀模数6232T/KM2.a;自然森林区平均土壤侵蚀模数28782T/KM2.a。(见表二、表三)
水土流失一览表(表二)
类型区名称 库区土地流失现状(hm2) 小计(hm2)
微度流失 轻度流失 中度流失
农村居民生活区 5000 1258 2828 9086
公共场地道路区 4219 844 1169 6232
自然森林区 16564 3527 8691 28782
合 计 25783 5629 12688 44100
水土流失量一览表(表三)
项目
名称 合计 微度流失 轻度流失 中度流失 平均侵蚀
模数(T/KM2.a)
平均侵蚀模数(T/KM2.a) 侵蚀
量(T) 平均侵蚀模数(T/KM2.a) 侵蝕
量(T) 平均侵蚀
模数(T/KM2.a) 侵蚀量(T)
农 村 居
民生活区 163280 500 25000 2000 25160 4000 113120 1796.95
公 共 场
地道路区 84735 500 21095 2000 16880 4000 46760 1359.70
自 然 森
林 区 501000 500 82820 2000 70540 4000 347640 1740.75 合 计 749015 500 128915 2000 112580 4000 507520 1698.446
三、水土流失成因
水土流失有多种成因:除受地形、地貌及地质条件的制约外,特别是受区域水文气象条件的影响。南方地处季风区,降水多为暴雨,冲刷严重.同时地形复杂,易产生水土流失.其次是人为原因.由于人多地少. 过度砍伐森林,陡坡开荒,地表植被减少,水土流失加剧泥沙淤积,导致库容萎缩,洪峰调节功能削弱,水库寿命缩短。
[地形、地貌及地质影响] 库区中低山为构造剥蚀堆积的主要地形,山顶高程100~300m,相对高差60~200m,山坡陡峭,地形地貌地质多样。主要由大源港、高枧港汇集到双港注入水库,沿途地形起伏不平,较陡的地势和坡耕地向库面倾斜,土质疏松,主要由卵石、砾、砂、粘土、淤泥等组成,分布于河床、河漫滩、一级阶地以及山脚、山坡上,一遇雨天泥沙顺其雨水流入水体造成淤积。
[水文、气象条件影响] 流域属亚热带季风气候,夏季主要受太平洋季风影响,温湿多雨,最高气温在8月中旬左右达40.7℃,冬季主要受西伯利亚高压所控制,严寒、晴朗而又干燥,最低气温出现在1月份达-14℃,多年平均气温达16.6℃;多年平均蒸发量656mm;多年平均最大风速18.3 m/s;多年平均径流量37210万m3,降水量年内分配不均,年际变化较大,根据1961-1998年资料统计,年降水量最大为2264.8 mm(1967年),年最大一日、三日降水量分别为244.5MM和383.1MM(1967年6月)。暴雨主要出现在5—9月份,其中以6-7月份暴雨发生最为频繁,一般80%的水土流失在暴雨期间发生。
[人为因素影响] 一是由于人们对水土流失的观念淡薄,加之地方治理资金短缺,毁林开荒、开山采石、公路改造与延伸、新建和复建住宅等使天然植被和稳定的地形遭到破坏,淤积滩头、原溪流低洼底质(泥)等植被差的区域造成大量的水土流失;二是生态调节能力下降,耕地减少,地力下降,生态失衡,加剧了水土流失。
四、分析结论
工程已运行四十三年,库区严重的水土流失,势必造成水利工程运行管理的恶性循环,同时给当地社会、经济及人民的生命财产带来了极大的负面影响,其损失不可低估。因此按照借鉴长江水利委员会江汉水文水资源局《泥沙观测重法与体积换算方法研究》(王荣新、林云发、杨波、马继建、胡家庆所著)一书,关于滞洪期沙量垂直平均换算公式的平均容重V湿为1.15T/M3,按年水土流失量74.90万吨计算,水库43年来的累计总泥沙淤积量为:总泥沙淤积量=74.90万T/年*43年=3220.7万吨;
换算水库43年来的累计总蓄水库容减少量为:总蓄水库容减少量=3220.7/1.15=2800.61万立方米(相当于损失了一座中型水库的水量),并且呈逐年递增之势。
根据2007-2013年供水统计:灌溉用水12576.06万m3,平均年供水量1796.58万m3,发电及结合灌溉供水193019.26万m3,平均年供水量27574.18万m3,;城镇供水15506.82万m3,平均年供水量2215.16万m3,(见表四)。
参照上述资料,结合2007-2013年水资源分配比率,分析相应的累计衰减量,最后计算出相应的社会经济损益总量(见表五):
水库蓄水效益衰减情况统计表(五)
单位:万M3
名称/项目 灌溉供水 发电供水 城镇供水 蒸发损失 渗漏
损失 合 计
年度衰减量 4.0971 62.8186 5.0483 2.9061 0.0299 74.90
累计衰减量 176.1723 2701.2011 217.0751 124.9632 1.2883 3220.70
占总水资源量(%) 5.47 83.87 6.74 3.88 0.04 100
[工程防洪损失] 水库防洪库容占总库容的19%,水土流失的淤积使防洪库容相应减少,抵御洪水标准降低,抗洪风险增大,给水库下游人民生命财产造成不可估量的安全隐患和经济损失(根据我县水库每立方米水量投资测算,中型水库为1963元/m3*2800.61万立方米,间接损益549.76万元),既不利于人水和谐,也不利于社会经济可持续发展。
[民生供水损失] 供水累计损益为131.2934万元。其中:灌溉水量176.1723万立方米,减少灌溉面积5872.41亩,减少收入79277.54元;发电水量2701.2011万立方米,减少发电2904517.32KW/H,减少收入1016581.06元;城镇供水水量217.0751万吨,减少收入217075.10元。在不考虑水保等方面损失的情况下,仅防洪和供水两项减少直接和间接经济损失达681.05万元。
五、综合治理建议
库区的水土流失,致使库水位抬高,库容缩小,导致兴利减灾能力降低,严重威胁水利工程安全、供水安全和生态安全。
鉴于上述原因,宜多途径、全方位的采取综合治理措施:
[加大库区移民力度] 以深化实施移民政策为主线,以改善民生和促进稳定和谐为重点,以增加农民收入为目标,推进移民安置工作有序开展;
[引进项目、调整结构] 抓住政策机遇,积极争取上级水保资金。以项目为依托,按照防治并重、治管结合、因地制宜、除害兴利的综合治理原则,采用工程措施和农耕措施相结合,科学地划分生态功能区域,分类开发、分类管理、分类保护。引导库民从传统的经济农作物为收入来源向养鱼、捕鱼、种植经济林、果林等为收入来源的转移;
[合理治理“四荒”工程] 针对荒山、荒沟、荒丘、荒滩,一是实施水保、治山、治荒工程,理顺坡面水系,在V、U 形槽地形建砼拦沙坝,在坡面开挖排洪沟、沿山沟、沉沙凼、蓄水池、坡改梯等工程措施,攔截部分地表径流,减缓洪水冲刷,涵养土壤水分,实施间作套种、免耕少耕,实现保水保土保肥,促进生态自然修复,恢复植被覆盖;
[加大退耕还林力度] 一是根据地理条件和林木群落情况,建设三大防护林工程。即:滩地易涝杨柳防护林带、坡地水保林木带和多冠层养护路林带;二是推行农田林网化,在农田的沟、渠两侧营造防护林,实现沟渠林网化、网格化;三是加强村庄的绿化工作,鼓励、动员库民实施庭院绿化、见空插绿、封山育林,退耕还林还果、增加林木草地覆盖率;
[注重信息,科学调度] 利用水雨情、洪水调度和大坝安全监测系统,及时掌握水、雨、工情信息,研判决策,科学调度,最大限度地减少自然灾害损失。