茯苓河小流域初设报告

水 保 资 证 甲 字 第92号 质 量 体 系 认 证工程设计甲级 170103-sj 注册号：05206Q10069R1M丹江口库区及上游水土保持重点防治工程湖北省丹江口市金桩堰项目区茯苓河小流域初步设计报告（修订稿）湖北省水利水电勘测设计院2009 年 7 月分管院长： 韩 翔 分管总工： 吴大军 项目经理： 周 全 项目副经理： 高宝林审 查： 杨建成 校 核： 张杰 编 写： 高宝林 李 杰 郭 萍 钱 静姜 力 郭晓亮 夏 妍 张 芳郑珉姣 王立慧丹江口市水土保持局：郑文君 汪永涛 厉明凤 李海燕朱辉清目 录综合说明11 基本情况51.1 自然条件51.2 社会经济状况81.3 水土流失及防治现状102 建设目标、规模和工程总体布局132.1 项目建设目标132.2 土地利用结构调整132.3 建设规模142.4 工程总体布局143 工程设计163.1 设计原则163.2 坡改梯工程163.3 坡面配套水系工程223.4 作业道路263.5 造林设计273.6 封育措施设计363.7 疏溪固堤383.8 能源替代423.9 监测措施设计434 施工组织设计和分年度实施计划464.1 施工组织设计464.2 施工工艺474.3 实施计划485 设计概算495.1 设计概算495.2 投资筹措方案546 效益分析556.1 经济效益556.2 生态效益566.3 社会效益577 项目组织管理597.1 组织管理机构597.2 组织管理措施597.3 技术保障措施607.4 建设监理617.5 监督保证措施62附表：1、茯苓河小流域社会经济情况表2、茯苓河小流域耕地坡度组成表3、茯苓河小流域水土流失现状表4、茯苓河小流域土地利用现状及规划表5、茯苓河小流域水土保持治理措施现状与规划表6、茯苓河小流域水土保持措施工程量、物资及投劳情况表7、茯苓河小流域水土保持措施效益估算表8、茯苓河小流域坡改果梯逐图斑措施工程量及投资汇总表9、茯苓河小流域坡耕地造经济林逐图斑措施工程量及投资汇总表10、茯苓河小流域坡耕地造生态林逐图斑措施工程量及投资汇总表11、茯苓河小流域坡耕地种植物篱逐图斑措施工程量及投资汇总表附件：1、省发展改革委关于丹江口库区及上游水土保持重点防治工程郧县安阳等18个项目区可行性研究报告的批复（鄂发改农经20081327号）（丹江金桩堰部分）。附图：1、茯苓河小流域水土流失现状图2、茯苓河小流域土地利用现状图3、茯苓河小流域水土保持工程总体布局图4、坡改梯工程典型设计图5、蓄水池设计图(圆形)6、坡耕地造经济林标准设计图7、坡耕地造生态林标准设计图8、封禁牌设计图9、河堤设计图10、沼气池设计图11、节柴灶设计图12、水土保持措施实施进度计划横道图茯苓河小流域工程特性表项目单位数量项目单位数量一、建设条件疏林补植株01.涉及村个3封禁标牌个132.土地面积km235.51 网围栏km03.人口人5368（2）能源替代4.农业人口人5368省柴灶个505.多年平均年降水量mm797.6沼气池座506.多年平均气温16（3）舍饲养畜畜棚间07.森林覆盖率%21.45%四、施工8.林草覆盖率%42.64%1.总工程量万m336.76 9.水土流失面积km217.61 土方万m329.17 10.流失程度%49.6%石方万m37.31 11.土壤侵蚀模数t/(km2.a)2850 混凝土万m30.29 12.已治理面积km20.20 2.主要材料二、设计标准钢材t2.50 工程防御暴雨标准（P=10%）mm76水泥t613.50 （P=5%）mm93.2柴油t24.61 三、工程规模苗木万株109.05 合 计hm21761.16 种籽kg38.27 1、综合治理hm2429.84 3.施工机械台班1486.85 (1)坡面整治工程4.投工坡改粮梯土坎hm20.00 农民总投工万工日8.70 石坎hm224.01 年均投工万工日4.35 坡改果梯土坎hm230.01 劳均投工工日11.58 石坎hm205.施工年限年2坡面 水系蓄水池(窖)口11五、投资沟、渠km6.98 1.工程静态总投资万元474.06沉沙池口13工程措施万元258.12田间道路km4.65 植物措施万元146.40(2)沟道防护其它措施万元15.06谷坊座0独立费用万元40.67拦沙坝座0基本预备费万元13.81 (3)水土保持林草2.单位治理面积投资万元/km226.92 水土保持林坡耕地造生态林hm239.72 3.投资分摊坡耕地造经济林hm2146.06 中央投资万元237.03 荒山造生态林hm20.00 地方匹配万元237.03 等高植物篱km192.39 群众投资及投劳折资万元其中：保土耕作+植物篱km/hm295.02/190.04经济林+植物篱km97.37 六、工程效益(4)疏溪固堤1.治理程度%100%整治河堤km0.00 2.提高林草覆盖率%32.32%新建河堤 km0.80 3.实现生态修复面积km213.31 (5)治塘筑堰4.年拦蓄泥沙万t7.62 整治塘堰口05.年蓄水能力万m370.83 新建塘堰口06.直接经济效益万元114.28 2、生态修复hm21331.32 效益费用比(1)封育管护经济净现值万元管护人员人7内部收益率%湖北省丹江口市金桩堰项目区茯苓河小流域初步设计报告综合说明综合说明 地理位置茯苓河小流域位于丹江口市金桩堰项目区，位于汉江北岸，丹江口水库库边，西边靠该项目区的左绞河小流域，东边和南边为黄莺项目区，北边为杨峪河小流域，流域内的水系直接汇入丹江口水库，小流域的水土流失和面源污染对水库的水质有着直接的影响。 编制依据1) 水土保持建设项目前期工作暂行规定，水保2000187号文；2）水土保持工程建设管理办法，办水保2007210号文；3）水土保持工程建设管理办法；4）丹江口库区及上游水土保持重点防治工程湖北省丹江口市金桩堰项目区可行性研究报告(修订稿)；5) 省发展改革委关于丹江口库区及上游水土保持重点防治工程郧县安阳等18个项目区可行性研究报告的批复（鄂发改农经20081327号）。小流域概况茯苓河小流域是金桩堰项目区的一个小流域，该小流域位于丹江口市习家店镇，涉及茯苓、马家院、陈家湾3个村，小流域土地总面积3550.68hm2，其中耕地979.04hm2，大于5度的坡耕地有429.84hm2，占耕地地总面积43.9%；林草地2446.08hm2，占土地总面积69%；水域和其他占地125.56hm2，占土地总面积3.5%。人均耕地面积0.18hm2。该小流域属北亚热带大陆性季风气候区，光照充足，热量丰富。地貌类型以丘陵、岗地为主，有少量的低山，土壤类型有黄棕壤、石灰土和水稻土，植物种类较多，生物多样性丰富，整个小流域林草覆盖率为42.64%，森林覆盖率为21.45%。项目概况小流域工程措施布局为：对510的坡耕地由于水土流失较轻微，直接以间距20m种植等高植物篱，并每隔一定距离开挖截水沟，拦截地表径流携带的泥沙，控制水土流失；根据农户意愿，对1025的坡耕地部分改建粮梯，部分改建果梯，并在梯田内布置坡面水系工程。剩余部分全部坡耕地造经济林，在经济林间种植等高植物篱并布置坡面截水沟，拦截地表径流；对该区25以上的坡耕地全部坡耕地造生态林，对山上的疏幼林地全部封禁治理，项目区土壤养分较充足，气候条件适宜，依靠大自然的修复能力使疏幼林在封禁时间内提高郁闭度，控制水土流失。在人口较集中的村庄推广沼气池、省柴灶，节约能源，改善生态环境；在侵蚀严重的河道尤其是对河滩地保护意义重大的地段布设河堤建设工程。工程规模为：共治理水土流失面积1761.16hm2，其中：建设石坎粮梯24.01hm2，土坎果梯30.01hm2，坡耕地造经济林146.06hm2，坡耕地造生态林39.72hm2，种植等高植物篱192.39km（其中坡耕地造经济林146.06hm2，共栽植植物篱97.37km，515的坡耕地190.04hm2，共栽植植物篱95.02km），封禁治理1331.32hm2，建设沼气池50座，省柴灶50座，新建河堤0.8km，配套沟渠6.98km，开挖截水沟24.05km，蓄水池11口，沉砂池13个，田间道路4.65km。根据概算，工程建设总投资为474.06万元。其中：工程措施投资258.12万元，林草措施投资146.40万元，封育治理措施投资15.06万元，独立费用40.67万元，基本预备费13.81万元。单位防治面积投资26.92万元/km。资金筹措以地方自筹为主，争取国家投资补助。按直接经济效益计算，计算方法根据各项措施新增实物效益，按市场价格折算成现金。各项措施产生总经济效益114.28万元，其中坡改梯18.34万元，坡耕地造经济林26.44万元，水土保持林0.95万元，封禁治理68.56万元。各项措施全部发挥效益时年可增加蓄引水量70.83万m3，增加保土能力7.62万t，减蚀率达到75.26%。增强了小流域土地的蓄水保土能力。编写过程受丹江口市水土保持局的委托，湖北省水利水电勘测设计院承担了丹江口市金桩堰项目区的可行性研究阶段的报告编制任务，于2008年6月完成了丹江口库区及上游水土保持重点防治工程湖北省丹江口市金桩堰项目区可行性研究报告的编制工作。2008年7月5日，湖北省发展改革委和省水利厅在武汉联合组织了可研报告的审查会，会议对报告书提出了修改意见，会后，我院对可研报告进行了修改，于2008年7月中旬完成了丹江口库区及上游水土保持重点防治工程湖北省丹江口市金桩堰项目区可行性研究报告（修改稿）的修改工作。受长江水利委员会的委托，扬子江工程咨询有限公司（湖北）于2008年8月7日在湖北省丹江口市组织召开了丹江口库区及上游水土保持重点防治工程湖北省丹江口市金桩堰项目区可行性研究报告（修改稿）的审查会，会后我院根据专家组意见对报告书进行了修改，形成了丹江口库区及上游水土保持重点防治工程湖北省丹江口市金桩堰项目区可行性研究报告（修订稿）（以下简称可研报告）。湖北省发改委以鄂发改农经20081327号文件批复了该项目。在可研报告完成后，我院接着开始了金桩堰项目区内4个小流域的初步设计工作，于2009年3月完成了该项目区4个小流域的初步设计报告的编制工作。2009年7月6日湖北省发展改革委和省水利厅在武汉联合组织了初步设计报告的审查会，会议对报告书提出了修改意见，会后，我院对报告进行了修改，于2009年7月底完成了初步设计报告（修订稿）的编制工作。本次初步设计报告的编制工作是在可研报告的批复省发展改革委关于丹江口库区及上游水土保持重点防治工程郧县安阳等18个项目区可行性研究报告的批复（鄂发改农经20081327号）的基础上编制的，所以4个小流域的治理措施总面积和总投资与可研报告批复的数量变化不大，详见表1及表2。表1 各小流域初步设计治理措施总面积与可研报告批复面积对比表初步设计小流域治理面积（hm2）综合治理（hm2）生态修复（hm2）坡改梯（hm2）坡耕地造林（hm2）荒山造林（hm2）等高植物篱（km）整治河堤（km）新建河堤（km）疏林补植（万株）杨峪河1406.04 383.641022.4103.94 174.26120124.84 0.00 0.00 0.00 曹家店1054.84 188.56866.2846.12 105.32049.31 0.00 0.00 0.00 左绞河2903.48 683.442220.0481.19 379.17 0294.80 0.00 0.50 0.00 茯苓河1761.16 429.84 1331.3254.02 185.77840192.39 0.00 0.80 0.00 合计7125.52 1685.48 5440.04 285.27 844.53 0.00 661.34 0.00 1.30 0.00 可研批复7125.521685.485440.04276.60 853.20 0667.12 01.30与批复比较0.00 0.00 0.00 8.66 -8.66 0.00 -5.78 0.00 0.00 0.00 表2 各小流域初步设计总投资与可研报告批复投资对比表单位：万元小流域总投资工程措施及比例植物措施及比例其他措施独立费用预备费单位面积投资杨峪河590.55 322.95 54.69%207.40 35.12%3.49 39.51 17.20 42.00 曹家店188.18 84.32 44.81%82.96 44.09%2.84 12.58 5.48 17.84 左绞河600.61 195.77 32.60%329.27 54.82%17.90 40.18 17.49 20.69 茯苓河474.06 258.12 54.45%146.40 30.88%15.06 40.67 13.81 26.92 合计1853.40 861.16 46.46%766.03 41.33%39.29 132.94 53.98 可研批复投资1853.29 877.31 47.34%696.46 37.58%40.32 134.30 104.90 26.01 与批复相比0.11 (16.15)69.57 (1.03)(1.36)(50.92)61湖北省丹江口市金桩堰项目区茯苓河小流域初步设计报告7 项目组织管理1 基本情况1.1 自然条件1.1.1 流域概况丹江口市金桩堰项目区茯苓河小流域位于丹江口市习家店镇，地理位置为北纬325255325813，东经11109261111526，水系发源于海拔800m以上的丘陵山地，系汉江河的一级小支流，从北向南汇入丹江口水库，呈树枝状水系。境内最高海拔在916m，最低为240m，相对高差676m。流域内山高谷低，切割深，地形复杂，总面积35.51km2，涉及习家店镇的茯苓、马家院、陈家湾3个村。1.1.2 地貌地貌类型以丘陵、岗地为主，有少量的低山。根据区内地形地貌的成因，区内地貌属于构造侵蚀低山区丘陵地形。1、沟道情况：流域内干沟长度为23.1km，干沟平均比降为32，一般支沟平均比降为21。2、坡面情况：茯苓河小流域坡度组成情况是：小于5的面积853.24hm2，占土地面积的24.0%；515面积932.80hm2，占土地面积的26.3%；1525面积1023.32hm2，占土地面积的28.8%；2535的面积505hm2，占土地面积的14.2%；坡度大于35的面积236.36hm2，占总土地面积的6.7%。土地侵蚀均较严重，养分含量低，作物产量低。茯苓河小流域地面坡度组成表见表1-1。表1-1 茯苓河小流域地面坡度组成表土地总面积 (hm2)坡 度 组 成 35面积(hm2)占比例(%)面积(hm2)占比例(%)面积(hm2)占比例(%)面积(hm2)占比例(%)面积(hm2)占比例(%)3550.68853.2424.0%932.80 26.3%1023.3228.8%50514.2%236.366.7%1.1.3 土地、土壤（1）土壤情况小流域内土壤类型有紫色土、石灰土和黄棕壤，其中紫色土约占40%，石灰土约占30%。紫色土为灰紫砂土，由红砂岩风化的坡积物、残积物发育而成，质地为砂壤中壤，微碱性，砂粒含量高，土壤松散，易旱，有机质矿化率高而不易积累。石灰土为棕色石灰土，是在低海拔，气温较高，雨量较少的环境下形成的土壤，由碳酸盐类风化的坡积物和残积物发育而来，质地多为中壤粘土，呈中性微碱性，土层薄，石头多，漏水，漏肥，低产。黄棕壤为红砂岩黄棕壤，发育于红砂岩风化的坡积物，与第四纪沉积物交错分布于坡脚及山凹，土层深厚，土壤质地为中壤重壤，中性，有机质含量低，全磷量及速效磷、钾缺乏，作物产量不高。项目区土壤理化性状见表1-2。表1-2 茯苓河小流域土壤理化性状表土壤类型平均土层厚度(cm)土壤容重(g/cm3)土壤养分含量pH值有机质(%)全氮(%)全钾(%)速效钾(mg/kg)全磷(%)速效磷(mg/kg)紫色土451.410.740.0441.5652080.0541.98.5石灰土651.271.540.0101.1861011.1443.87.7黄棕壤711.330.640.0521.567930.0331.47.2水稻土691.101.530.0971.8101450.0575.37.9（2）土地资源评价根据各类土地的可利用程度，土壤养分分级标准，结合流域内各土地类型的生产能力，本着充分发挥和保持土地的生产潜力，为最优地布设农、林、牧业生产，提高经济效益，维持生态平衡的原则，对流域进行土地资源评价，可将该流域分为五级地。表1-3 土地资源评价结果表立地条件平缓缓坡缓坡陡坡难利用地面坡度55151525253535土壤侵蚀程度微度轻度中度强度强度土壤质地轻壤中壤重壤沙粘土重粘土有机物含量（%）10.50.80.30.50.10.30.1有无灌溉条件部分有无无无无土地适宜性宜农林果宜农果宜农林宜林难利用地面积（hm2）853.24932.80 1023.32505236.36（3）土地利用现状小流域土地总面积3550.68hm2，其中耕地979.04hm2，大于5度的坡耕地有429.84hm2，占耕地地总面积43.9%；林草地2446.08hm2，占土地总面积69%；水域和其他占地125.56hm2，占土地总面积3.5%。人均耕地面积0.18hm2。项目区耕地坡度组成为：小于5的耕地549.2hm2，占耕地总面积的56.1%；515的坡耕地190.40hm2，占耕地总面积的19.4%；1525的坡耕地200.8hm2，占耕地总面积的20.4%；2535的坡耕地34.16hm2，占耕地总面积的3.5%，35以上的坡耕地5.56hm2，占耕地总面积的0.6%。详见表1-4。表1-4 茯苓河小流域耕地坡度组成表土地总面积(hm2)耕地 耕 地 坡 度 组 成面积(hm2)占土地面积(%)35面积(hm2)占比例(%)面积(hm2)占比例(%)面积(hm2)占比例(%)面积(hm2)占比例(%)面积(hm2)占比例(%)3550.68979.0427.6%549.256.1%190.0419.4%200.0820.4%34.163.5%5.560.6%（4）土地利用现状分析土地利用中存在的主要问题：一是次生林和疏幼林面积大，占林地总面积的54.9%；二是经果林面积偏少，小流域人均经果林面积不足0.004hm2，经济林面积不大，严重影响当地的农业发展。1.1.4 植被茯苓河小流域植被属北亚热带常绿阔叶混交林地带，以常绿阔叶、针叶林及针阔叶混交为主，植物种类较多，生物多样性丰富，主要树种有栎类、侧柏、刺槐、紫穗槐等，经济林主要品种有柑桔、柿子、桃子等。天然生长的草种主要有三叶草、龙须草、狗牙根、野苜蓿、羊茅、牛尾草等，草种长势良好，在田间地头以及各类林草地中到处可见。整个小流域林草覆盖率为42.64%，森林覆盖率为21.45%。1.1.5 水文、气象该小流域属北亚热带大陆性季风气候区，光照充足，热量丰富。年日照总时数一般在1933h，年平均气温16，年积温（10）4953.5，极端最低气温-12，极端最高气温41.5。无霜期一般为250d。风力一般23级，风向以偏东风为多。区内多年平均降雨量797.6mm，实测最大年降雨量1361mm，最小年降水量量503.5mm，多年平均径流深271.5mm，年均暴雨天数18天，降雨主要集中在69月，占全年降雨量的82%。10年一遇3h、6h、24h最大降雨量分别为61.2mm、76mm、78.4mm，20年一遇3h、6h、24h最大降雨量分别为65.1mm、93.2mm、138.9mm。详见表1-5。表1-5 茯苓河小流域气象特征表项目单位数量备注气温多年平均气温16年最高气温41.5年最低气温-12降雨多年平均降雨量mm797.6最大量mm13611964年最小量mm503.51978年10年一遇3h最大降雨量mm61.210年一遇6h最大降雨量mm7610年一遇24h最大降雨量mm78.420年一遇3h最大降雨量mm65.120年一遇6h最大降雨量mm93.220年一遇24h最大降雨量mm138.97-9月降雨量mm357.1暴雨天数d1810积温4953.5无霜期d250晚霜3月中旬，早霜11月下旬年均日照时数h1932.7太阳总辐射量J/cm21044841.2 社会经济状况1.2.1 人口与劳动力该小流域范围全部在丹江口市习家店镇，涉及茯苓、马家院、陈家湾3个村，根据2007年统计资料，该小流域总人口0.54万人，全部为农业人口，农业劳动力0.38万人，农业人口密度151人/km2。人口自然增长率为2.45。流域内平均每年外出打工的劳动力约0.17万人，实际在村务农的劳动力为0.21万人。1.2.2 农村各业生产农村产业结构。据统计，2007年小流域各业生产总值1571.20万元，其中：农业产值795.20万元，占总产值的50.61%，林业产值31万元，占总产值的1.97%，牧业产值592万元，占总产值的37.68%，渔业产值76万元，占总产值的4.8%，农民人均年纯收入2107元。农业生产。主要农作物有水稻、玉米、土豆、红薯、蔬菜，粮食平均单产451.24kg/亩，一般每年种植两季，农业人均产粮1234kg。林业生产。小流域内现有果园面积20.0hm2，果园的管理较为规范、精细，经济效益较好，人工林较少，不成规模。牧业生产。小流域内家养大牲畜主要为牛、生猪、山羊，喂养家禽主要有鸡、鸭、鹅，现存栏生猪5300头，大牲畜2141头，山羊1009只，牛、羊的养殖方式主要为野外放养，饲料主要为天然草料、作物秸秆，生猪多为圈养，饲料为天然草料、粮食，外加饲料添加剂。牧业生产以自产自消为主，剩余产品送市场销售，商品化率较低。渔业生产。流域内现有水库1座可供养殖，据统计2007年渔业收入为83.0万元。茯苓河小流域农业生产现状见表1-6。农业生产存在的主要问题：一是陡坡开荒，广种薄收等落后的生产方式，造成生态环境恶化，群众生活贫困；二是产业调整滞后，耕地以种粮为主，影响了群众增收；三是农业生产基础条件差，防洪设施不完善，灌溉水利化程度低，抵御自然灾害的能力较弱。表1-6 茯苓河小流域农业生产现状表粮食作物经济作物经果林牧业渔业总面积 总产量 总面积 总产量 面积年产量大牲畜猪羊其他养殖水面 面积产量 (hm2)（t）(hm2)（t）(hm2)（t） (头) (头) (头)(hm2)（t）587.423481.74391.62235 20233 2142531010092490039.683 1.2.3 农村基础设施情况项目区通过开展农业综合开发、人饮解困、村村通等项目的实施，基本实现了村村通电、通路、通电视、通电话，解决了群众饮水难、行路难、用电难的问题，与外界的联系日益便捷。由于地处鄂西北山区，基础差、起点低，水利水保基础设施还比较落后，不能满足群众发展经济和全面建设小康社会的要求。项目区水利基础设施较差，共有水库1座，年供水量331.3万m3，塘堰9座，年供水量5.4万m3，水井107眼，年供水量11.77万m3，蓄水池22口，年供水量2.86万m3，现有输水管（渠）2.1km。详见表1-7。表1-7 小流域水利设施情况表水利设施单位数量水库数量座1年供水量万m3331.3塘堰数量座9年供水量万m35.4水井数量眼107年供水量万m311.77蓄水池窖数量口22年供水量万m32.86输水管渠长度km2.1年供水量万m31.8抽水站装机容量KW0年供水量万m30需要解决灌溉条件水田 hm2114.68 果园hm214.00 梯平地hm2116.84 需要解决人畜用水人口人671 牲畜头11676 1.3 水土流失及防治现状1.3.1 水土流失现状根据长江流域水土保持监测中心站2004年遥感资料，小流域共有水土流失面积17.61km2，占土地总面积的49.6%，其中轻度流失6.69km2，占流失面积的38%，中度流失8.12km2，占流失面积的46.1%，强度流失2.41km2，占流失面积的13.7%，极强度流失0.34km2,占流失面积的1.9%，剧烈侵蚀0.06km2,占流失面积的0.3%。土壤侵蚀模数为2850t/ km2a。详见小流域土壤流失现状表（附表3）。土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主，其中面蚀分布广泛，部分地区存在沟蚀。大量的水土流失是由坡耕地和荒山造成的。水土流失地类分布表见表1-8。表1-8 水土流失地类分布表地类微度轻度中度强度极强度剧烈合计水田382.28 382.28 梯地166.92 166.92 坡耕地34.84 155.20 200.08 390.12 25坡耕地34.16 5.56 39.72 经果林地20.00 20.00 有林地761.60 761.60 灌木林地333.16 333.16 疏幼林地 634.60 656.32 40.40 1331.32 荒山荒坡水域39.60 39.60 其他85.96 85.96 合计1789.52 669.44 811.52 240.48 34.16 5.56 3550.68 1.3.2 水土流失成因水土流失是自然因素和人为因素共同作用的结果，自然因素包括气候、地形、土壤、植被等，社会因素主要指对水土流失有影响的人类社会活动。自然因素小流域地形地貌以低山为主，坡度较大，遇到降雨大量的雨水顺坡而下，流速快，土壤侵蚀较严重。项目区雨量充沛，暴雨强度大，历时短，时间集中，是引起水土流失的自然因素之一。项目区森林植被分布不均匀，且中、幼林面积大，防护功能差，是导致项目区水土流失严重的主要原因之一。人为因素人为因素是指人类在社会经济活动中违背自然规律、合理开发利用和管理保护自然资源不力所造成水土流失的主要因素。突出反映在以下几个方面：山地资源开发利用不合理，耕作管理粗放，甚至出现顺坡开荒、陡坡耕种，粗放耕作，坡耕地耕作尤为突出，缺乏水保措施坡耕地是水土流失的主要泥沙策源地。乱砍滥伐严重，林植被遭到严重破坏，使土地的涵养和蓄水功能减弱，新植林木质量差，树种单一，层次结构简单，造成的森林涵养水量的减少，致使雨水汇流时间加快，到枯水季节流量明显减少。1.3.3 水土流失危害水土流失不仅对当地及下游的经济和社会发展造成的直接和间接危害，而且影响到南水北调工程的水质。主要表现如下土壤流失导致丹江口水库水质恶化，大量的坡耕地的水土流失加重了库区的面源污染，而且所挟带的农药、化学物等直接影响着库区的水质，使的水体富营养化加剧，水库水质下降，直接影响到京津地区人民的用水。破坏土地资源，威胁生存和安全。茯苓河小流域内的坡耕地比例较大，每年将近50亩坡耕地表层土壤被冲毁，直接威胁到部分村民的生存和安全。淤毁水利设施，影响农业和经济社会发展。小流域处在丹江口水库的主库区，汉江流域的北岸，如果不防治水土流失，大量的泥砂直接流入到丹江口水库，形成了成片的滩涂地，减少了水库的有效库容，对丹江口水库的长期有效运行构成了潜在威胁。降低土壤肥力，影响农业生产。小流域坡耕地面积较大，根据丹江口市有关监测预测计算，每年因坡耕地的水土流失造成土壤养分流失量为：氮0.06万t，磷0.19万t，钾0.82万t，土壤日益贫瘠，缺乏氮磷钾十分严重，使农业生产低而不稳，农民收入不稳定。1.3.4 水土保持现状茯苓河小流域近几年来陆续开展了长治工程等的水土保持治理工作，主要在1994-1998年实施，共完成治理面积1777.93hm2，占规划的72.2% ，占计划91.9%，其中坡改梯143.8 hm2，经济林128.13 hm2，水保林291.2 hm2，种草181.6hm2，封禁治理703.2 hm2，保土耕作327.6 hm2，整治塘堰9口，谷坊96座，蓄水池52口，沉沙池116个，沟渠28.09km，共完成土石方57.76万方，投入标工47.93万个，对控制项目区的水土流失起到了一定的作用。2 建设目标、规模和工程总体布局2.1 项目建设目标本项目的建设目标是：经过一年的治理，通过综合实施预防监督、综合治理、生态修复措施，基本完成茯苓河小流域水土流失防治任务，人为水土流失得到有效控制，减少泥沙进入丹江口水库，农业生产条件得到显著改善，农民收入显著提高，为项目区全面建设小康社会奠定牢固的生态基础。农村经济发展目标：通过土地利用调整对1025的坡耕地部分改建经果林梯田，部分整地后种植经果林，使人均经果林面积达到0.03hm2以上，加大林果产品数量，提高产品质量，人均纯收入提高10%以上，加快地方经济发展。水土流失治理目标：到2010年末治理水土流失面积1781.16hm2，治理程度达到100%。生态环境建设目标：项目建设期末林草植被面积占宜林宜草面积的80%以上，减沙效益达到70%以上，综合治理措施保存率达到80%以上，确保水保工程渡汛安全。2.2 土地利用结构调整调整依据和原则根据现有耕地面积的实际情况，结合项目区的土地利用现状，并充分考虑当地产业发展结构来进行土地利用结构调整，在基本保证人均耕地的基础上，结合当地人民意愿，扩大经果林面积，大力发展经果林，提高农业用地产出率使农民增加收入，使项目区内的农业产业结构更加合理。调整方向针对项目区人均经果林面积较少，坡耕地和荒地面积较大，植被覆盖率较低，需要改造坡耕地，对25以上的坡耕地全部坡耕地造生态林；根据调查，项目区的气候、土壤等自然条件都十分适宜柑桔种植，且效益高、省劳力，当地人都十分愿意将坡耕地改造成果梯，设计对510的坡耕地种植等高植物篱，对1025的坡耕地部分改建石坎粮梯，部分改建土坎果梯，剩余部分全部坡耕地造经济林，对山上的疏幼林地全部封禁治理。调整结果经过土地利用结构调整后，建设期末各业用地的面积为：农用地763.25hm2，减少了215.79hm2，水土保持林地2465.80hm2，增加了39.72hm2，经济林地196.07hm2，增加了176.07hm2，水域和其他用地没有变动。土地利用结构调整情况表见表2-1。表2-1 项目区土地利用结构调整情况表各业用地合计农地水保林地经济林地草地荒地水域其他用地难利用地调整前面积3550.68 979.04 2426.08 20.00 0.00 39.60 85.96 0.00 调整情况合计0.00 -215.79 39.72 176.07 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 农地215.79 -39.72 176.07 0.00 水保林地-39.72 -39.72 -0.00 经济林地-176.07 -176.07 -草地0.00 0.00 -荒地0.00 0.00 -水域0.00 -其他用地0.00 -难利用地0.00 -调整中共增加215.79 39.72 176.07 0.00 调整中共减少-215.79 -215.79 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 调整后面积3550.68 763.25 2465.80 196.07 0.00 0.00 39.60 85.96 0.00 2.3 建设规模茯苓河小流域共有水土流失面积1761.16hm2，本项目共治理水土流失面积1761.16hm2，其中：建设石坎粮梯24.01hm2，土坎果梯30.01hm2，坡耕地造经济林146.06hm2，坡耕地造生态林39.72hm2，种植等高植物篱192.39km（其中坡耕地造经济林146.06hm2，共栽植植物篱97.37km，510的坡耕地190.04hm2，共栽植植物篱95.02km），封禁治理1331.32hm2，建设沼气池50座，省柴灶50座，新建河堤0.8km，配套沟渠6.98km，开挖截水沟24.05km，蓄水池11口，沉砂池13个，田间道路4.65km。2.4 工程总体布局茯苓河小流域地处丹江口市汉江以北，涉及习家店的茯苓、马家院、陈家湾3个村，小流域土地总面积3550.68hm2，其中耕地979.04hm2，大于5度的坡耕地有429.84hm2，占耕地地总面积43.9%；林草地2446.08hm2，占土地总面积69%；水域和其他占地125.56hm2，占土地总面积3.5%。人均耕地面积0.18hm2。大面积水土流失是由坡耕地和疏幼林地造成的，该区治理措施将以坡改梯为主，重点建设梯田和坡耕地造经济林。措施布局为：对510的坡耕地由于水土流失较轻微，直接以间距20m种植等高植物篱，并每隔一定距离开挖截水沟，拦截地表径流携带的泥沙，控制水土流失；根据农户意愿，对1025的坡耕地部分改建粮梯，部分改建果梯，并在梯田内布置坡面水系工程。剩余部分全部坡耕地造经济林，在经济林间种植等高植物篱并布置坡面截水沟，拦截地表径流；对该区25以上的坡耕地全部坡耕地造生态林，对山上的疏幼林地全部封禁治理，项目区土壤养分较充足，气候条件适宜，依靠大自然的修复能力使疏幼林在封禁时间内提高郁闭度，控制水土流失。在人口较集中的村庄推广沼气池、省柴灶，节约能源，改善生态环境；在侵蚀严重的河道尤其是对河滩地保护意义重大的地段布设河堤建设工程。3 工程设计3.1 设计原则坡改梯以及配套水系工程设计以典型图斑设计；小型水利水保工程做典型设计；植物措施做标准设计。3.2 坡改梯工程本项目的坡改梯工程是将现有1025的部分坡耕地改造为水平梯田，其中改造土坎水平梯田30.01hm2（布置在1025的坡耕地上），石坎水平梯田24.01hm2（布置在1015的坡耕地上），在治理过程中，与蓄水池、灌溉渠道、排截水沟、沉沙池、田间作业道等工程配套并同步施工，达到水土保持综合治理的要求，使梯田耕作区能增产、增收，提高经济效益。该小流域梯田共有6个图斑，其中土坎梯田共5个图斑，石坎梯田共1个图斑，本次设计以159#图斑为例进行土坎梯田典型进行设计，以499#图斑为例进行石坎梯田进行设计。159#图斑位于茯苓村的粮饭沟，总面积3.29hm2，土壤类型以黄棕壤为主，地面坡度为1015，土层平均厚度70cm，设计采用土坎梯田。499#图斑位于马家院村的杨家营，总面积24.01hm2，土壤类型以黄棕壤为主，地面坡度为1015，土层平均厚度60cm，设计采用石坎梯田。图3-1-1 159#图斑平面布置图图3-1-2 499#图斑平面布置图设计标准及参数1）梯田防御暴雨标准按10年一遇6h最大降雨设计。2）坡改梯工程主要是针对坡度较缓，集中连片，易于改造的坡耕地进行治理。做到集中连片，山、水、林、田、路配套。3）梯田田坎沿等高线布置，田坎顺势，田面水平，大弯就势，小弯取直，活土层不得小于0.4m。4）梯田田面毛宽根据地面坡度以及田坎高度确定，在综合考虑节省工程量的情况下，土坎果梯田面宽度根据经济林种植的需要确定为3m。在梯田内侧设一条底宽0.3m，边坡1：0.5，深0.3m的排水沟，排水沟纵坡为1%。5）梯田的田坎高度按坡度大小以及项目区土壤而定，根据“长治”经验，坡改梯田坎高度一般在0.91.5m，田坎高出梯田面0.15m左右，顶宽30cm，根据计算，该图斑的田坎高度为1.1m。6）梯田的边坡应有足够的稳定性。根据“长治”经验，坡改梯田坎侧坡坡度一般在7080，即坡比为1：0.21：0.3，该项目区设计田坎外侧坡比采用1：0.25（约76）。根据以上设计，该图斑的梯田断面设计见图3-2。图3-2-1 159#图斑断面设计图图3-2-2 499#图斑断面设计图梯田田坎稳定性验证本次验证采用整体圆弧滑动法土坡稳定分析进行验证，该小流域坡耕地土层全部为黄棕壤，根据试验，土壤内摩擦角=20，土壤粘聚力c=10kPa12kPa，土壤容重r=18kN/m3，该图斑田坎高度h=1.1m，田坎侧坡a=76（1：0.25）来进行稳定性验证，根据稳定数Ns计算图（图3-3），查得当田坎侧坡a=76，土壤内摩擦角=20时，稳定数Ns=0.14，所以土坡最大高度，所以该梯田的边坡是稳定的。图3-3 稳定数Ns计算图生物护坎在土坎梯田完工后，及时在田坎上栽植龙须草、金银花、黄花菜等植物，既可以保持水土，防止田坎的坍塌，又可提高土地利用率，增加了群众经济收入。本小流域的生物护坎主要选择龙须草护埂。石坎梯田不设计生物护坎。施工要求1）梯田施工时，应按设计布置图实地放样后施工。施工时，严格按照放线、田坎清基、砌筑田坎、回填表土、整平田面的程序进行。2）修筑梯田应遵循田平、坎牢、土厚、配套的原则。3）应一次修成水平梯田，同一条梯田的田坎应等高，不能修建成坡式梯田。4）梯田在定线时，遇局部地形复杂处，应根据大弯就势，小弯取直的原则处理。5）对于田坎的基础，应将基础范围内厚约0.5m表土挖掉，清除杂物，整平，夯实，形成反坡。6）在修平田面时，应清除梯田内石块、石砾，将表土放置梯田表面，其耕作层厚度应大于0.3m，在沟槽部应高出水平面0.1m左右，以防沉陷。7）在龙须草护埂时，采用撒播草籽施工，在田坎上开挖“V”型小沟，撒播龙须草草籽。8）田间管理：每年汛后和每次大暴雨后，如田坎坍塌、空洞等损毁现象，应及时进行补修。设计数量本小流域设计将部分1025的坡耕地24.01hm2改为石坎粮梯，30.01hm2改为土坎果梯。坡改梯工程典型设计图见附图4。梯田逐块图斑现状、工程量以及配套设施量一览表见表3-2。表3-2 坡改梯及配套水系工程一览表调整后图斑号村组小地名面积地面坡度土壤类型断面设计及工程量龙须草护埂石坎护埂配套设施量种植柑桔苗梯田坎高田宽土方量面积草种量干砌石排水沟蓄水池沉砂池道路hm2度hm2mmm3hm2kgm3km个 个km株石坎粮梯499马家院村杨家营24.011015黄棕壤24.01 1.16.033009 35200 0.84 460.56 粮梯小计24.0133009 35200 0.84 46土坎果梯159茯苓村粮饭沟3.291015黄棕壤3.29 1.13.04525 0.16 4.20 0.12 110.08 3729172茯苓村郭家庄12.671015黄棕壤12.67 1.13.017418 0.63 16.15 0.44 330.29 14356406茯苓村粮饭沟0.471015黄棕壤0.47 1.13.0646 0.02 0.60 0.02 0.01 532488茯苓村粮饭沟5.851525黄棕壤5.85 1.33.09505 0.29 7.46 0.21 110.14 6628497茯苓村上李家院7.741525黄棕壤7.74 1.33.012571 0.39 9.86 0.27 220.18 8766果梯小计30.0130.01