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小流域综合治理再造良田研究

发布时间:2017-01-04 作者:派智库 来源:国研网 浏览:【字体:

摘要:我国小流域约200万平方公里,占国土面积1/5。小流域水土流失严重,自然灾害多发,贫困人口集中,投入高回报低,尾矿溃坝多发,自然环境恶化,耕地相对贫瘠,经济欠发达。我国贫困人口大部分生活在小流域,绝大部分自然灾害源于小流域。对小流域管理现在是多头管理、多头治理、各有侧重,政府治理资金投入分散,缺少社会资本有效参与。如果将小流域区域内存在的多种不利因素统筹考虑、科学规划,多规融合形成系统综合治理,因地制宜实施多种治理模式,培育小流域的新兴产业体系,坚持水土保持耕作标本兼治,完善小流域的综合治理制度,拓宽渠道吸引社会资本参与,在国家层面战略布局开展示范工程,小流域不仅可以有效治理,还可以再造良田。 copyright dedecms

关键词:小流域,综合治理,再造良田 内容来自dedecms

小流域是指二、三级支流以下以分水岭和下游河道出口断面为界,集水面积在50平方公里以下相对独立和封闭的自然汇水区域。我国小流域面积约200万平方公里,约占整个国土面积的1/5。小流域治则为利,废则为害,综合治理,可化害为利。 织梦好,好织梦

一、小流域综合治理的必要性

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(一)小流域地区的主要问题

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1.水土流失严重。我国水土侵蚀总面积356万平方公里,占国土总面积的37%,其中水力侵蚀面积165万平方公里,占国土总面积的17%;风力侵蚀面积191万平方公里,占国土总面积19.89%;每年流失土壤总量达50亿吨,其中水力流失土壤总量约为40亿吨,占土壤流失总量的80%,因土壤流失造成的经济损失每年约80亿元。其中绝大部分发生在小流域范围内。 内容来自dedecms

2.自然灾害多发。小流域是所有水系的源头和发源地,洪水期间所有水系中下游的径流量40%—60%来自小流域。2015年全国共发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害8224起,造成229人死亡,58人失踪,138人受伤,直接经济损失24.9亿元;因山洪死亡人数319人,失踪81人,山洪导致农田受灾面积为9198万亩,直接经济损失约1661亿元。 dedecms.com

3.贫困人口集中。我国贫困人口大部分生活在小流域范围内,居住贫困人口约5000万人。1986—2013年中央财政共投入扶贫资金2383.6亿元,而且按平均每年超过100亿元的速度增加。

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4.尾矿溃坝多发。我国矿产资源尤其是有色金属等矿产资源主要分布于山区、小流域范围内,其中尾矿库大部分分布在小流域内。2005年到2011年全国尾矿库共发生事故或环境安全事件70起、死亡和失踪353人。截至2014年底,全国共有尾矿库11359座,危库、险库、病库数量772座。这些危库、险库、病库随时可能产生溃坝或大面积污染泄漏事故。

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5.高投入低回报。国家每年在脱贫、扶贫以及小流域治理等地质灾害项目上投入巨资,并且以较大幅度递增。2016年预计要完成1000万元以上农村贫困人口脱贫任务,中央财政扶贫资金增长43.4%。近四年来,中央直接用于水土保持的投资达190多亿元。虽然这些投入也收到一定成效,但回报产出率却非常低。 织梦内容管理系统

6.自然环境恶化。水土流失、山洪暴发、崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害及地质灾害均大部分或绝大部分发生在小流域范围内。由于该区域上述问题并未得到根本性的解决,其生态环境脆弱,自然环境、地质环境、生态环境、小气候环境仍在持续恶化。

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(二)小流域治理存在的不足

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新中国成立后我国在小流域治理方面投入了大量的人力、物力和财力,也取得了一定成效和经验。如坡沟兼治、闸沟垫地、打坝淤田、集水灌溉等措施都取得了一定成效,但总体治理效果不明显,还没有实现真正意义上的综合治理。

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1.“多头管理、多头治理、各有侧重”管理不科学。目前我国小流域治理分属四部门管理实施:水利部主要分管水土流失与山洪;国土资源部主要分管地质灾害的防治;农业部主要分管小流域范围内农田基本建设;林业局主要分管小流域范围内生态保护。小流域综合治理是一项十分复杂的系统工程,涉及因素众多,如自然及地质灾害问题、贫困问题、耕地资源问题、矿产资源开发与再利用问题、环境问题。这些因素相互影响、相互作用构成了十分复杂的体系,但又是一个有机联系的整体,分属管理、分割治理势必造成设计上的人为缺陷,使得治理效果不尽人意或留下严重的后遗症。 dedecms.com

2.设计理念陈旧、粗放,缺乏科学严谨的计算论证。当前我国小流域治理设计理念陈旧、粗放,没有引进、吸收相关学科先进的技术与理念,同时在设计阶段没有进行基础性的信息采集、数据收集、试验及科学严谨的计算与论证,结果导致相当一部分小流域治理项目失败。

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3.政府治理资金投入分散,缺少社会资本有效参与。我国对小流域范围内的资金投入主要有两大类:一是扶贫专项资金投入,由扶贫办管理使用;二是综合治理资金投入(包括地方政府配套资金投入),分属于水利、国土、农业、林业四部门管理并实施。这两笔投入没有形成有效的合力。此外,由于流域综合治理属于公益性项目,尚无社会资本参与的有效投资模式。 织梦好,好织梦

4.侧重于环境治理,没有与“精准扶贫”有机结合。传统的小流域治理至多是通过“山、水、林、田、路”综合治理,减少或遏制水土流失,还只是对生态环境的治理。深入治理需与精准扶贫相结合,实行按需治理,精准到户,使治理措施落实到农户,以期衔接精准扶贫工作,有效助推扶贫工作。 copyright dedecms

5.尾矿料成为废料,没有作为“特殊资源”再利用。分布于小流域范围内基本上没有污染的尾矿料可作为小流域综合治理再造良田的物质基础。相当一部分尾矿料由于含有特殊的矿物质而特别适合农作物的生长,因此尾矿料也可以作为特殊的资源利用,同时还可以增加库容、延长使用年限及解决溃坝等问题,但现在诸多尾矿料成为废料。

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综上所述,虽然小流域范围内存在这样或那样的自然灾害、地质灾害等不利因素,但如果把水资源、土地资源、生态资源、各类灾害、精准扶贫、可持续发展、环境保护等多种因素综合统筹考虑,科学合理地规划,把大气降水、山洪暴发、水土流失、崩塌、滑坡、泥石流、尾矿料综合整治,是完全可以根本上解决上述问题的。 本文来自织梦

二、小流域综合治理技术路径

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(一)小流域综合治理技术思路

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小流域的综合治理技术思路可围绕因子分析展开。根据生态资源、地形地貌、流域水文、地质气象等不同权重因子的累加得分,可确定小流域得分阈值。按不同阈值对小流域用地进行生态分级控制,可划分为5个生态等级区。(1)一级生态控制区段——生态保护区段,综合评价是现状自然生态最好,对周边生态环境有重大影响、有保留价值的区域,以保留、保护为主,人的活动受到一定的限制。(2)二级生态控制区段——保育缓冲区段,位于生态功能保护区的外围,或者得分仅次于生态保护的区段,以风景游览为主,人的参与性适度增强。(3)三级生态控制区段——生态缓释区段,适度利用并不改变用地价值与属性,适宜作为生态防洪堤、公园、公共绿地等,适宜成为生态走廊与城市之间的公共开放空间。(4)四级生态控制区段——控制利用区段,生态功能的不敏感区,村镇建设区或者高强度的农业开发区,可以适度增加和改造特许的功能服务功能,并辅以一定的生态恢复措施。(5)五级生态控制区段——适度开发区段,廊道自然生态功能缺失,或城镇发展利用区域,以土地集约化利用为主,并需要重建生态系统的特定功能。通过以上五级土地的分级控制,能较好地区分生态恢复的保护、修复与重建模式。

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具体自然因素可分为五大因子:(1)固态物质(块石、砂砾、土、植被等);(2)液态物质(包括大气降水、地表水、地下水);(3)能量体系:由固态物质、液态物质所拥有的势能以及由此而转化的动能;(4)流动体系:由固态物质和液态物质所具有的能量构成了流动性和运动性;(5)破坏影响:由固态物质、液态物质的能量特征、流动特征和运动特征构成了巨大的破坏性。

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1.分流而治、截能消能。通过工程措施(人字坝、格栅坝、拦砂坝)实现对固态物质、液态物质所具有的能量进行分流、消能、截能,从而把其破坏性逐渐消除。 本文来自织梦

2.固液分治、固液分留。采取一定的工程措施(人字坝、渗水沟槽)将山洪、崩塌、滑坡、泥石流固液分留、固液分治、分流而治,因势利导。

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3.水资源的收集、储存与再利用。利用地下水库技术可以将大气降水、地表径流(山洪)、地下径流拦截、引渗并储存在地下水库中。

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4.固淤造田。经过分流、拦截,滑坡或泥石流等地质灾害裹挟的固态物被留存于人字坝前,经年累月积存、固淤形成“山间小平原”,构成再造良田的物质基础。 copyright dedecms

5.人工造田。将小流域范围内潜在的滑坡体或尾矿料回填至人字坝体之间区域形成再造良田的物质基础。

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(二)小流域综合治理再造良田技术方法

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1.分流而治、截能消能——人字坝技术。通过网箱人字坝技术将山洪、泥石流等流体一分为二,它们的能量体系也被一分为二。这样坝体所承受的冲击能量只是整个能量体系的1/2,同时由于坝体的曲线设计分解了能量体系的正面冲击,其所受到的能量冲击约是原来正面冲击的3/4,并改变了流体的流动方向和形式,流体在此产生涡流并形成“涡积”,从而实现了分流而治、截能、消能的过程。

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根据小流域各自情况的不同可以设置数道人字型坝(通常2—5道),通过数道坝的拦截逐级消能,当流体到达最后一道一字型坝(终积坝)时,其能量仅为原有总能量的1/5左右。因此,整个流体中无论是固态物质还是液态物质均已被拦截在坝区内。

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2.固液分治、固液分留——柔性透水坝技术。洪水与泥石流是由液态水携带、裹挟固态物质(块石、砂砾、土、植被等)而构成的,它们分别拥有各自的能量体系及统一的能量体系,固液分治就是通过宾格网箱将散体材料进行约束,形成柔性坝体。这种柔性坝体通过变形和内部块石之间的摩擦可以消弭一部分冲击能。柔性透水坝技术最大限度地把固态物与液态物分离开来,这个过程实际上也是分化它们统一的能量体系、削弱它们的能量体系,通过固液分留来完成水在地下水库中的储存。宾格网箱拦挡坝,坝体内部为石块或片石干砌形成,属大孔隙结构,具有良好的透水性能,既能有效的排水,又能有效地拦挡固态物质。

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3.水资源收集、储存与再利用——地下水库技术。地下水库是指以岩、土空隙为储水空间,在人工干预的作用下形成的具有一定调蓄能力的水资源保护、开发、利用的水利工程。地下水库技术主要包括有(1)装配式过滤层技术;(2)雨水快速入渗与集输技术;(3)地表水快速入渗暗渠技术;(4)地下辐射井技术;(5)地表、地下拦、阻水坝技术。以上技术有机组合,构成地下水库的完整技术。地下水库技术可以真正实现固液分流、固液分治、截能及消能,为再造良田提供充足的水资源保障。 dedecms.com

4.固淤造田技术。由于采取上述固液分流、固液分治、分流而治、截能、消能等工程技术措施,使得洪水或泥石流中的固态物质所拥有的能量体系逐渐减弱或消弭,固态物质势必要沉淀或堆积下来,构成再造良田的物质基础。经过多次淤积所沉淀或堆积的固态物质颗粒会越来越细,这部分物质是流域范围内的表层土壤,因此富含有机质,可作为再造良田的耕作层土壤。

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根据小流域区域的具体地质、地形条件,可在其范围内建若干道人字坝和一道终积坝(一字坝),最终形成阶梯状的“山间小平原”。 dedecms.com

5.人工造田技术。对于小流域范围内潜在的滑坡体,我们可以通过削坡的方式把它搬运至再造良田的区域内,消除其潜在的滑坡危害。

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对于部分小流域范围内存在的尾矿库,其无害尾矿料可以作为再造良田的土壤基层或土壤层,这样既降低了溃坝的可能性,也扩充了尾矿库的库容。部分尾矿料由于含有特殊的矿物成分而特别适于农作物或其他植物生长,真正做到了“变害为用”。一个1000万立方米库容的尾矿库,其尾矿料可以造出2000公顷(3万亩)的良田。

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6.再造良田的自主灌溉系统。通过固淤造田或人工造田形成的耕地只有配套合适的灌溉系统才能成为良田。当前灌溉技术已经相当成熟,适用于小流域综合治理再造良田新技术的灌溉系统,以喷灌或滴灌等节水型灌溉系统为优。可利用雨水资源形成自给自足的自主灌溉系统,以地下水库为水源地,建立取水装置,配套设置输水管道及喷灌或滴管系统,实现农作物耕作的自动灌溉。 copyright dedecms

三、小流域综合治理政策建议 copyright dedecms

小流域综合治理是对约100万平方公里国土资源的综合整治,所解决的是国家层面的重大战略问题,涉及生态文明建设、精准扶贫、自然及地质灾害的治理、大江大河中下游的防洪治理、水资源的综合开发保护利用以及新农村建设等一系列问题。因此,它所涉及的政策层面的问题较多。小流域综合治理能否全面、成功地实施,主要取决于国家现行政策的调整及新政策的制定。 织梦好,好织梦

(一)多规融合形成系统综合治理 织梦好,好织梦

按照“统筹规划、统一管理、统一投入、综合治理、综合考核”的基本原则,以生态文明建设为核心,以生态环境、自然环境、地质环境、小气候环境实现良性循环与发展,人与自然和谐友好、可持续发展为标准,编制小流域综合治理规划,发展改革、水利、国土等部门需加强与城建、旅游、交通、环保等部门规划的融合,体现小流域治理的系统性与综合性。

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(二)因地制宜实施多种治理模式

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按照因地制宜的原则,针对山丘区、平原区和海岛区不同的问题和需求开展综合治理。山丘区以流域为单元,逐条治理,保留浅滩深潭和原生树种,挖掘自然文化景观要素,充分发挥河流水域综合功能和效益。平原区和海岛区以区片为单元,整片推进,突出生态和景观营造,以清淤疏浚和打通断头河、水系连通为主,促进水体流动、改善水体水质,营造沿湖、沿河水景观带。 copyright dedecms

(三)培育小流域的新兴产业体系 copyright dedecms

从新兴产业层面支持小流域治理,优先支持地域和流域特色突出,有利于促进特色产业发展、体现文化传承和民俗风情的治理项目。构建小流域内社会、经济、产业、资源、文化及可持续发展与自然、生态、小气候环境和谐发展的绿色的、多元的、生态的产业体系。

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(四)丰富治理内涵衔接精准扶贫

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丰富小流域综合治理内涵,拓展治理措施外延。从“山、水、林、田、路”扩大到对“居、人”的治理,即对居住环境的治理和对生产生活基础设施的完善,让人们改传统的生活方式为文明卫生的生活方式,在农业生产中改用先进的农业生产方式和技术。扩大的“居、人”治理既是精准到“户”的治理,更是精准扶贫的要求。

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(五)坚持水土保持耕作标本兼治

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小流域治理要预防为主、标本兼治、注重长效,水土保持耕作能够在短时间内迅速减缓坡地土壤侵蚀,改善坡地耕地生产力,能够进行小流域内大面积坡地水土保持与治理,是一种经济性很强的水土保持治理措施。在现阶段,采取地下水库等技术手段实现天然降水的有效蓄纳并用于农作物灌溉直接关系到水土保持耕作的成败。水土保持耕作的重点是蓄水保土,提供农作物正常生长需要的土壤环境。在较大坡地地面可采用修建梯田的形式保护土壤,而缓坡则可采用水土保持耕作的方式,增加降水的下渗率,减少地表径流,可有效地预防小流域水土流失。 内容来自dedecms

(六)完善小流域的综合治理制度 dedecms.com

组建全国小流域综合治理协调机构,统筹相关部委对小流域的管理职能及各类专项资金;组建全国小流域综合治理技术指导委员会,负责小流域综合治理技术标准、综合考核验收指标等相应全面技术工作;建设小流域综合治理国家重点实验室及工程技术研究中心,开展多学科交叉研究和模拟实验;建设小流域信息化管理平台,推进现代化通信技术、遥感遥测技术、暴雨洪水预报技术、防洪排涝调度技术等的应用,建设智慧型小流域、生态清洁小流域、生态海绵型小流域;建立小流域生态环境效益与经济效益综合评估体系,经过小流域综合治理新增耕地纳入国家土地规划,其耕地允许纳入全国性耕地占补平衡指标流转。 织梦好,好织梦

(七)国家战略布局开展示范工程

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小流域综合治理主要有综合性、社会性、公益性、基础性、长期性的特点,应在国家层面统一部署,开展典型示范工程。选择适用技术有效推广。小流域综合治理是多种生态环境保护措施综合利用的区域生态环境综合治理开发系统,通过工程措施、农业措施、生物措施以及更深层次的科学技术投入减少水土流失,使坡面的水土保持工作和农林牧生产基地建设相结合,修筑梯田、筑水平阶、截水沟、拦截地表径流,山底沟壑建设塘坝、小型水库,拦截泥沙、蓄水灌溉,配合道路建设,实现山、水、田、林、路、居、人的综合治理。 本文来自织梦

(八)拓宽渠道吸引社会资本参与 织梦好,好织梦

建议设立由国家相关部委、地方政府、银行、企业多方组成的小流域治理专项基金,作为引导性基金充分发挥政府和市场作用,鼓励社会资本参与,积极探索PPP、政府购买服务等模式,形成由政府主导、基金引领、民间资本投入的多种资本运营模式。提倡项目建设和建后管护市场运营,切实提高项目建设效率和运行效益,彻底改变小流域治理高投入、低回报的现状。 内容来自dedecms

参考文献:

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〔1〕刘俊威,2016:“对浙江省‘十三五’时期中小流域综合治理工作的思考”,《水土保持》,第8期。

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〔2〕徐慧,2016:“基于水生态文明的小流域景观规划设计”,《水资源保护》,第3期。 内容来自dedecms

〔3〕彭万春,2016:“小流域河道治理技术方案的探讨”,《低碳世界》,第4期。

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〔4〕田济扬等,2016:“新时期我国小流域综合治理思路与模式探讨”,《中国水利》,第8期。 本文来自织梦

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