小流域规划政策法规
㈠ 基于DEM的小流域土地整理的综合规划探讨——以北京市怀柔区琉璃河流域为例
王亚男
(天津市城市规划设计研究院,天津,300041)
摘要:从项目区的划定、DEM的构建,到项目区的适宜性评价,在此基础上对项目区进行土地利用分区,布置土地利用布局,确定综合规划的方案,形成了基于DEM的小流域土地整理的综合规划探讨。
关键词:DEM;小流域;土地整理;综合规划
基于DEM的小流域土地整理的综合规划与设计,其研究主要技术路线分为土地整理项目区范围的划定、基于地形图的DEM的构建、项目区适宜性评价、土地利用分区、土地利用布局、项目区规划与设计方案和主要工程规划与设计几个方面,详细流程如图1所示。
图1 小流域土地整理规划设计技术流程
1 小流域土地整理的项目区的划定
1.1 资料收集与实地踏勘
根据国土资源部颁发的《土地开发整理标准》及土地开发整理规划编制要求,项目规划所需资料一般包括:①项目区基本概况,包括行政辖区、地理位置、土地面积、人口等;②自然条件,包括项目区地形、地貌、气候、土壤、水文、地质、植被及自然灾害等情况;③社会经济条件,包括产业发展、市场状况、收入水平、民族习惯等;④土地利用现状,包括各地类的数量、权属、土地生产能力、土地利用中存在的主要问题等;⑤土地开发整理法规政策以及农业、水利、林业、环境保护等相关行业技术规范与标准;⑥土地资源、水资源调查报告、土地利用总体规划、土地开发整理规划等;⑦项目区的地形图、土地利用现状图、土地权属界线图、项目所在县(市)、乡(镇)土地利用总体规划图、土地开发整理规划图等。
与此同时,技术小组与当地有关领导必须多次到项目区进行实地踏勘,主要了解项目区的地貌、种植制度、水源、现状设施等情况,具体划定项目区边界等,并就项目片规划设计中可能涉及的具体问题向当地基层领导、农民征求意见,与当地农业、水利专家共同确定规划思路。
1.2 划定小流域土地整理项目区的原则
划定小流域土地整理项目区时应遵循以下三个原则:①项目完整性原则。项目区的边界不应只考虑行政区的边界,还应该考虑项目区周围自然地物的分布情况,例如以分水岭、路、沟、渠等为界。②结合实测的地形图,以生态系统为划分基础,从小流域生态系统角度划定土地整理项目区边界,然后把项目区的现状图与实测的地形图进行叠加匹配,得到具有地形、地类等信息的电子图件。③尽量保证土地的权属在同一个乡镇管辖范围内。
2 基于地形图的 DEM 构建
2.1 数据源的获取与转换
本文主要根据数字化的地形图来建立 DEM。下面以琉璃河土地整理项目为例,简要说明一下测图的过程。
首先在项目区进行实地控制测量,采用GPS静态测量,沿线布设E级GPS网,采用点连接和边连接相结合布网,平面坐标起算点采用北京市测绘院提供的位于北京市怀柔区琉璃庙镇柏查子村附近的两个GPS点作为起算点。然后利用全站经纬仪在野外实测。全站经纬仪可以自动记录和显示有关数据,外业采集数据后,用数据通讯线连接全站仪和计算机,把野外观测数据传输到计算机中,再对野外采集的数据进行预处理,检查可能出现的各种错误;把野外采集到的数据编码,用测量数据转化成绘图系统所需要的编码格式。数据计算是针对地貌关系的,当测量数据输入计算机后,生成平面图形,建立图形文件,绘制等高线。对照外业的草图,修改新生成的地形图,补测重测存在漏测或测错的地方,然后加注高程、注记等。进行室内和室外检查;最后对地形图进行图框内外整饰。
测图的成果是 AutoCAD 格式的文件,本文主要是应用MAPGIS 软件建立数字高程模型,因而要进行必要的文件转换。首先把 AutoCAD 格式的等高线和高程点的图层另存为.dxf 格式。然后在MAPGIS 软件应用“文件转换”的模块,把.dxf格式的等高线和高程点数据,分别转换为MAPGIS软件形式的点文件和线文件。点文件为包含高程点信息的数据;线文件为包含等高线信息的数据。
2.2 矢量数据的编辑与处理
在等高线数字化生产过程中,由于地貌形态复杂,数据量大、人机交互作业易出错和图像处理技术存在缺陷等原因,不可避免地造成等高线数据的几何信息和属性信息误差。几何信息误差主要包括等高线的点位或线位误差、等高线相交或自交和数据采集不均匀引起的数据冗余和等高线不光滑等。属性信息误差主要包括少量高程错误和系统高程错误。等高线矢量数据是建立数字高程模型的基础数据,其质量直接影响其使用效果,因此必须对等高线数据进行检查修改。
在等高线数据的处理中,可采用MAPGIS 软件中的“DTM分析”应用模块中等高线检查工具进行处理。首先对等高线数据进行错误检查,包括线自相交检查、线封闭性检查、线相交检查、高程跳跃值检查、高程赋值检查等,然后找出产生错误的具体原因,对等高线文件进行线编辑处理,主要是对线数据的增加、删除、移动、续线、闭合、分割、属性修改等,另外还有对高程点数据的增加、删除、移动等功能。
2.2.1 等高线赋以高程值的属性
由 AutoCAD 格式转换过来的等高线的文件,并没有有关高程值的属性,因而必须给每条等高线赋以高程值。首先,建立等高线文件的属性结构,根据高程值选择字段类型为双精度型,字段长度为8,小数位数为2。其次,找到高程线之间的差值,接下来启动自动赋高程值的工具,然后从已知高程点处向外引一条延长线,点击后出现一个对话框。在对话框中分别输入“当前高程”和“高程增量”,当前高程为起始点的高程值,高程增量为等高线之间的差,可正可负。从图上推断高程值是递减的还是递增的,递减的即为正,反之为负。最后,用同样的方法将所有的线属性录入。另存为“高程线”名称的线文件。
2.2.2 高程点赋以高程值的属性
由 AutoCAD 格式转换过来的高程点的文件,同样也没有高程值的属性,必须给每个高程点赋以高程值。与上述等高线赋以高程值属性过程的不同之处,是把高程点的注释赋为属性,应该注意的是在赋完属性之后,必须更改高程点的属性结构,即把“字段类型”由字符串改为双精度型,否则不能生成 DEM。
2.3 DEM 的生成
2.3.1 TIN 模型的生成
(1)线文件 TIN 模型的生成。首先启动MAPGIS 软件中“DTM 分析”功能模块,装入等高线文件。由线数据提取高程点。根据分辨率的要求选择抽稀系数,然后生成三角剖分网。把生成的三角剖分网文件另存 TIN 格式的文件。
(2)点文件 TIN 模型的生成。同样启动MAPGIS 软件中“DTM 分析”功能模块,装入高程点文件。由点数据提取高程点,选择高程点属性项,然后生成三角剖分网。图2是由高程点数据建立的琉璃河土地整理项目区的 DEM 模型。
图2 琉璃河土地整理项目区的 DEM 模型
图3 琉璃河土地整理项目区典型地块的 DEM 模型
2.3.2 GRID 模型的生成
与生成 TIN 模型不同,GRID 模型的生成主要是把等高线和高程点进行栅格化,把栅格化的结果保存 GRID 格式的文件。图3为琉璃河典型地块生成的 GRID 模型。从图上可以清晰地看到三维地形信息,如山脊、山谷、分水岭等,直观地了解项目区的整体情况,对整个项目区的规划有一个总体的把握和认识。
3 基于 DEM 的小流域土地适宜性评价
进行土地适宜性评价是小流域土地整理规划的基础,并为土地整理规划提供科学依据,减少规划的盲目性,使小流域生态经济系统的物质循环、能量流动、信息传递、价值增值这四大基本功能得以充分发挥。影响土地适宜性的因素很多,对于小流域地区,坡度和坡向是土地适宜性评价的重要因子。坡度和坡向是地面接受日照、风吹、雨水冲刷的重要因素。
为了实现评价方法和过程的定量化和科学化,需要利用现代化的 GIS 分析技术。利用DEM 数据中地表形态结构的提取和表达,其技术手段已经成熟。可以通过DEM 快速、简便地提取高质量坡度和坡向信息,应用 GIS 叠加分析方法对土地利用现状信息进行叠加、分组和统计分析。本文研究如何从地形地貌的角度建立评价模型,以北京市怀柔区琉璃河流域的土地适宜性评价为例,在 GIS 环境中实现定量评价。
3.1 小流域土地适宜性评价的评价指标及权重确定
通过研究怀柔区琉璃河流域的坡度和坡向地形地貌特征与该区农业生产条件的关系,并确定了各因子权重,见表1和表2。
表1 怀柔区琉璃河流域坡度分级权重表
表2 怀柔区琉璃河流域坡向分级权重表
3.2 坡度图和坡向图的生成
坡度是地形描述中一个常用的参数,是一个具有方向和大小的矢量。空间曲面的坡度是点位的函数,除非曲面是一个平面,否则曲面上不同位置的坡度是不相等的。给定点位的坡度是曲面上该点的法线方向与垂直方向之间的夹角。
本文中以怀柔区琉璃河地区1∶1000 地形图为依据,把AutoCAD格式的等高线等地形特征的要素转换为MAPGIS软件的线文件和点文件,然后利用MAPGIS 软件生成供分析用的DEM,依照上面的坡度分级权重表,在MAPGIS 软件中的“坡度分级图输出设置”中把坡度分为五个级,分别输入上下限,并把区参数设为上述表格中的参数值,然后生成坡度图,最后把点、线、区文件另存。在“输入编辑”中打开刚才生成的点、线、区文件,修改区文件的属性结构,增加“坡度”和“坡度分值”两项,并相应设置其字段类型和字段长度等。其中“坡度”一项的字段类型为字符串型,字段长度为10;“坡度分值”一项的字段类型为双精度型,字段长度为2,小数位数为1。然后利用“参数赋属性”的功能,依照坡度分级权重表,把“坡度”和“坡度分值”两项属性信息增加到坡度图上,最后保存点、线、区文件。图4、图5分别是琉璃河流域土地整理项目区坡度图和典型地块的坡度图。从图上可以反映出项目区的整体坡度情况,可以清晰准确地获得项目区的坡度信息。
图4 琉璃河流域土地整理项目区坡度图
图5 琉璃河流域土地整理项目区典型地块坡度图
基于 DEM 计算坡向时通常定义为,过格网单元所拟合的曲面片上某点的切平面法线的正方向在平面上的投影与正北方的夹角,即法线方向在水平方向投影向量的方位角。
与上述坡度图属性赋值相似,把“坡向范围”和“坡向分值”属性赋值到坡向图上,图6、图7分别是琉璃河流域土地整理项目区坡度图和典型地块的坡向图,为下一步的适宜性评价做好了基础。
图6 琉璃河流域土地整理项目区典型地块坡向图
图7 琉璃河流域土地整理项目区坡向图
3.3 小流域土地适宜性评价结果
土地适宜性评价是在地理信息系统软件支持下进行的。评价单元的划分是在以MAP-GIS 软件为工作平台的基础上,利用MAPGIS 软件中的“空间分析”模块进行空间叠加。首先把坡度图和坡向图的区文件添加到模块中,然后利用“区对区合并”功能,把坡度图和坡向图叠加,最后另存生成综合图,即可得到土地适宜性评价单元图,并对其进行调整,使每个单元达到自然条件、经营方式及经济收益相似,最终形成评价单元。
本研究采用综合指数评价模型进行土地适宜性评价,每一块土地的综合分级参数按下式确定:
综合分级参数=坡度分值+坡向分值
采用等距裁取方法,将该区土地适宜性用途分为四类(见表3)。
表3 土地适宜性评价综合分级表
利用MAPGIS 软件的“属性库管理”模块把叠加后生成的综合图的区属性输出.dbf格式的数据库文件,然后用Excel 文档打开,根据综合分级公式,计算出各个评价单元的分值。最后把计算结果另存为.dbf 格式的数据库文件。利用MAPGIS 软件的“属性库管理”模块的“属性连接”把计算结果和综合图的区属性连接起来,建立数据库。
4 基于 DEM 的小流域土地整理的规划方案
通过土地适宜性评价,加强了土地利用空间布局的研究。数字高程模型的发展为土地利用空间布局提供了理论依据,应用数字高程模型的有关理论和方法,确定各地类的土地利用空间布局,使土地整理规划设计更合理。根据小流域土地适宜性评价的结果来规划设计土地利用布局,主要有以下几个方面。
4.1 基于 DEM 的土地利用分区
在“输入编辑”模块中,打开综合图,依据表4 土地利用分区各地类参数值,利用“属性赋参数”的功能对项目区进行土地利用分区。得到以 DEM 为划分基础的土地利用分区,从图上看,斑块较为破碎,由于图上没有河线、居民点、道路和地类界等地形要素,因而需要进一步进行图形处理。
表4 土地利用分区各地类参数值
图8 琉璃河土地整理项目区典型地块土地利用分区
图9 琉璃河土地整理项目区土地利用分区
4.2 添加线状地物和居民点
上面生成的土地利用分区图中,主要是基于高程点和等高线生成,缺少河线、居民点、道路和地类界等地形要素。在下一步规划设计时,应把这些地形要素添加到图上。以琉璃河项目为例,首先把河线、居民点、道路和地类界等地形要素转化为MAPGIS 软件能识别的点、线文件;然后把这些地形要素添加到已经生成的分区图上。最后调整各图层的顺序,以便各个要素都能显示出来。
4.3 确定土地利用布局
土地利用布局是指按照土地的自然适宜性和社会经济发展要求,将各类用地合理布置并落实到土地整理区域内的具体地块上。根据实地踏勘的情况,在图上对小斑块进行合并处理。以道路、河线等显著线状地物为划定的基本依据,调整土地利用布局,使之更加合理。
4.3.1 水土保持区
综合分级参数小于0.4 的区域,是以水土保持为主,通过人工管理和自然恢复形成大型荒草地的自然斑块,大型自然植被斑块具有多种重要的生态功能,并为景观带来许多益处,如涵养水源、保持水土和保护生物多样性等。
4.3.2 经济林果区
综合分级参数在0.4~0.9 之间的区域,主要执行生态经济功能,该区景观生态建设的重点是:大力发展经济林果业和适当发展畜牧业,提高人民生活水平,同时兼顾生态环境保护功能。主要依据是本区坡度较大,不适合农业耕作开发,景观过程也主要以水土流失、植被覆盖率降低等生态退化过程为主,只是和生态环境保护功能区比较起来,程度稍为轻一点,因此必须将生态经济功能和生态环境保护功能并重。
4.3.3 平缓坡耕地农业耕作区
综合分级参数在0.9~1.3 之间的区域,主要执行农业耕作功能。该区景观生态建设的重点是:以高产、高质、高效农业为主导方向,推行种植业开发,满足人们的消费需求和提高经济收入。为此,在规划建设中要合理调整农、林、牧、副结构,以粮食为主,适当增加芝麻、油菜和棉花等油料作物和经济作物,引进优良品种,适当安排作物轮作,逐步推广套种面积,提高复种指数,同时由于降水不足的供需错位,因此大力推广应用地膜覆盖、节水灌溉等旱作农业技术,积极发展节水、集水农业,有效提高土壤生产效率和农作物产量。依据是坡耕地土层较薄,土壤肥力低,发展集约型农业的条件还不成熟。
4.3.4 平坦的滩地和居民点
综合分级参数在大于1.3 之间的区域,居民点的扩大、矿产资源的开发都会导致对生态环境的影响。因此,应该尽可能地限制居民点的扩张,大力提倡植树造林,建设绿色村庄、田园村庄,提高环境的宜人性,促使人类与自然环境的协调。
4.3.5 渔业
山区小流域由于雨水资源和地下水资源短缺,渔业发展受到很大限制。小流域土地整理规划建设的重点是:在条件许可的地区,充分利用小型水利工程的截留河水,适当发展渔业,增加农民的收入。
以 DEM 为基础,以道路、河线等显著线状地物为划定的基本依据,确定的土地利用布局。有可能与实地的地形不符合,因而要去实地核对土地利用布局是否符合实际,并根据实地的情况做出相应的调整。
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㈡ 小流域水土流失综合治理防治技术措施体系包括哪些内容
措施体系包括内容的有:
1 综合分析是指对治理小流域生态经济系统的组成要素做深入的调查与分析,要着重分析生态系统中水、土、气、生(动植物区系)等要素的现状以及主要生态环境问题的时空分布。社会经济系统要着重调查分析人口(数茸、质量)、生产资料、生活资料、资金、科技水平等。要在综合分析的基础上,明确流域生态经济系统的人口承载力。在一些人口与资源、环境的矛盾实在难以解决的地区,要采取“生态移民”措施。
2 综合规划是指以小流域土地资源为重点的再生自然资源的合理利用规划。规划是小流域治理开发的重要组成部分。在宏观上,它使农、林、牧各业生产用地比例和产业结构有一个科学而合理的优化方案,使小流域生态经济系统的整体功能得以充分发挥。在微观上。具体安排各种治理措施于适宜的地方,制定详细的治理实施计划,指导小流域的治理与开发。17前,在黄土高原采用的规划方法有:经验规划法、线性规划法、多目标规划法和非线性规划法。上述4种规划方法的规划手段虽有不同,但是其规划程序和步骤是人致相同的。20世纪80年代,北京林业大学水土保持学院结合黄土高原水土保持规划提出的。小流域土地资源信息库在水土保持规划中的应用”方法,至今仍然是各种规划方法的基础。因为,缺少准确的、落实到地块的小流域土地资源信息,就不可能编制出合理的规划方案,也不可能对生态经济系统实现可持续经营。保证综合规划的实施是水土保持监督管理的重要任务。
3 综合治理是指以小流域为单元,以土地利用规划为基础,在各个地块上配置水土保持林草措施、工程措施及农业技术措施,形成综合防治体系。
㈢ 水土保持治理措施规划
一、标准条款
1 综合治理措施的总体布局
总体布局应包括措施平面配置与实施顺序安排两个方面,每个方面又各有小流域规划和大、中流域规划两个层次的不同要求。
2 综合治理措施的平面配置
2.1 小流域综合治理的措施配置,应遵循以下原则:
2.1.1 以整个小流域为规划对象,流域四周分水岭为界,不受行政区划(县、乡、村)的限制,进行全面规划,建成完整的防御体系。
2.1.2 根据流域内各类土地的适宜性和发展生产的需要,确定土地利用规划;根据土地利用规划,在不同利用的土地上分别配置相应的治理措施:在宜农的坡耕地配置梯田(梯地)与保土耕作措施,在宜林宜牧的荒地上配置造林种草与育林育草,根据需要在坡耕地和荒地配置各类小型蓄排工程,在各类沟道配置各项治沟措施,做到治坡与治沟、工程与林草紧密配合,协调发展,互相促进。
2.1.3 治理保护与开发利用相结合。根据各类土地防治水土流失的需要,因害设防地部署各项治理措施;而各类治理措施的产品又应满足群众生产、生活需要,并适应市场经济的要求。通过梯田、坝地等基本农田建设,应解决群众粮食问题;通过造林、种草和育林、育草和营造果园、经济林,应解决群众燃料、饲料、肥料问题,并与当地区域经济发展规划结合,建成商品生产基地,发展市场经济,促进群众脱贫致富奔小康。
2.1.4 小流域各项治理措施的平面配置,应逐项到位,落实到措施规划图上(一般应以土地利用规划为基础,有的可与之结合),明确反映各项措施的具体位置和数量,并作出典型设计,便于实施。
2.1.5 不同类型地区的小流域,其治理措施各有不同,应因地制宜。不能千篇一律,生搬硬套。
2.2 大中流域综合治理的措施配置,应遵循以下原则:
2.2.1 应根据不同类型区确定各区的生产发展方向及水土保持措施总体布局。
2.2.2 根据规划范围内不同区的水土流失特点和开展工作的需要,确定重点防护区、重点监督区与重点治理区,并应符合下列规定:
a)大面积连片的森林和草原,应列为重点防护区,制定和实施防止破坏林草植被的规划。
b)资源开发和基本建设规模较大,破坏地面造成严重水土流失的,应列为重点监督区,实施监督执法,要求有关单位做好水土保持规划,与主体工程同步实施。
2.2.3 大中流域的土地利用规划和农村生产方向,应当与所在省和地区的区域经济发展方向一致,并纳入区域经济体系,其治理措施配置应为区域经济的发展服务。
2.2.4 大中流域规划的实施,应在总体规划基础上,以小流域为单元,分期分批进行。小流域规划中措施配置的原则,在大中流域实施治理进程中均应遵循。
3 综合治理措施的实施顺序
3.1 小流域综合治理措施的实施顺序安排,应遵循以下原则:
3.1.1 应先治坡面,后治沟底;先治支毛沟,后治干沟;先治上游,后治下游。在某些具体情况下,需要采取相反的作法时,应经过科学论证,确定其技术上可行,经济上合理,方可采用。
3.1.2 应先治投入少、见效快、收益大的地方。有的措施虽然投入较多、见效较慢,但对小流域的生产和治理有全局性重大影响,经过科学论证也应优先安排。
3.1.3 规划中对实施顺序上相互影响的措施,应根据其相互关系妥善安排。对广种薄收农业(粮食)用地偏多,而造林种草土地偏少的地方,应通过先修基本农田,提高粮食单产,促进陡坡退耕,造林种草。修建基本农田、退耕陡坡、造林种草三者的实施顺序应紧密配合,逐年交错进行。
3.2 大中流域综合治理的实施顺序安排,应遵循以下原则:
3.2.1 应根据各个类型区水土流失特点和开发利用的效益,确定其实施顺序。对水土流失严重,影响当地群众生产生活和淤积下游水库、河道,危害较大的地区,应优先安排实施;对虽然危害不大,但投入少,开发利用效益大的地区,也应优先安排。
3. 2. 2 对革命老区、少数民族地区和边远地区和贫困山区 ( 简称老、少、边、贫地区) 的实施,应优先安排。
3. 2. 3 经过研究确定为重点治理区的,应优先安排。如重点治理区面积较大,还应根据上述原则,选 “重点中之重点”优先安排。
3. 2. 4 在规划范围内分期分批实施的小流域,同样应根据上述原则,确定第一、二批优先实施顺序; 但应同时适当考虑大致均匀分布在不同的行政区划,避免过分集中。
4 各项治理措施规划
4. 1 坡耕地治理措施规划
4. 1. 1 梯田 ( 梯地) 规划应包括修梯田地段选定、类型确定、道路规划、地块布设、田埂利用等内容。陡坡区 ( 15°以上) 与缓坡区 ( 5°以下) 应有不同要求,因地制宜区别对待。
4. 1. 2 保土耕作规划应包括改变微地形的保土耕作 ( 沟垄种植,抗旱丰产沟等) 、增加地面被覆的保土耕作 ( 草田轮作、间作套种等) 、提高土壤入渗与抗蚀能力的保土耕作 ( 深耕、深松等) ,各地应根据不同条件因地制宜地配置。
4. 2 荒地治理措施规划
4. 2. 1 水土保持造林应主要在水土流失的土地上实施,应做到适地适树,既能保持水土,防治侵蚀,改善生态环境,又能解决群众的燃料、饲料、肥料,并增加经济收入。
4. 2. 2 水土保持种草应主要在水土流失的土地上实施,同时结合畜牧业的发展,选种抗逆性强的优良饲草。
4. 2. 3 封禁治理规划应包括封山育林与封坡育草两方面。对原有残存疏林应采取封山育林措施,对需要改良的天然牧场可采取封坡育草措施。
4. 3 沟壑治理措施规划
4. 3. 1 应以 “坡沟兼治” 为规划原则
在搞好集水区水土保持规划基础上,进行从沟头到沟口,从支沟到干沟的全面治理。
4. 3. 2 沟头防护工程规划
应根据沟头附近地形和来水情况,因地制宜地布设蓄水型或排水型沟头防护工程,防止水流下沟,制止沟头前进。
4. 3. 3 谷坊工程规划
应根据沟底地质和附近的建筑材料情况,因地制宜地布设土谷坊、石谷坊、柳谷坊; 合理安排谷坊高度与间距,减缓沟底比降,制止沟底下切。
4. 3. 4 淤地坝与小水库 ( 塘坝) 工程规划
a) 首先应进行坝系规划,在干沟和支沟中全面、合理地安排淤地坝、小水库和治沟骨干工程,并确定各项工程的实施顺序。
b) 根据淤地坝、小水库、治沟骨干工程三者的不同要求,正确选定每项工程的坝址,确定工程规模。
4. 3. 5 崩岗治理措施规划
崩岗是风化花岗岩地区沟壑发展的一种特殊形式,其治理布局原则与沟壑治理相似。
4. 4 风沙区治理规划
4. 4. 1 北部 ( 东北、西北、华北) 风沙区治理,应因地制宜地布设沙障、防风固沙林带、农田防护林网、成片造林种草和引水拉沙造田等措施。
4. 4. 2 中部 ( 黄河故道为主) 风沙治理,应采取密植杨柳堵住风源、淤土压沙、育草固沙等措施,固定沙丘,改造沙地,发展林果商品生产。
4. 4. 3 东南沿海风沙区治理,应营造大型防风固沙林带和选种适应高温树种,有条件的搞围海造田。
4. 5 小型蓄排引水工程规划
4. 5. 1 坡面小型蓄排工程。包括截水沟、蓄水池、排水沟三项措施。截、蓄、排应合理配置,暴雨时应保护坡面农田和林草不受冲刷,并可蓄水利用。
4. 5. 2 “四旁” 小型蓄水工程。包括水窖、涝池 ( 蓄水池) 、塘坝等,主要布设在村旁、路旁、宅旁、渠旁,拦蓄暴雨径流,供人畜饮用,同时可减轻土壤侵蚀。
4. 5. 3 引洪漫地工程。
a) 有引坡洪、村洪、路洪、沟洪、河洪等五种。其中前三种措施简便易行,暴雨中使用一般措施即可引水入田; 后两种应正式规划设计,修建永久性的引洪漫地工程。
b) 引沟洪工程包括拦洪坝、引洪渠、排洪渠等,主要漫灌沟口附近小面积川台地。
c) 引河洪工程包括引水口、引水渠、输水渠、退水渠、田间工程等,主要漫灌河岸大面积川地。
二、理解与实施
本节是新标准的重要组成部分,主要说明了水土保持综合治理措施的总体布局以及各项治理措施规划。其中水土保持综合治理措施的总体布局包括平面配置和实施顺序两个方面,每个方面又有小流域规划和大、中流域规划两个层次不同的要求。小流域的平面配置要求以整个小流域为规划对象,根据土地利用现状和评价,因地制宜地进行治理,切勿不能千篇一律。大、中流域综合治理的配置要求根据各地特点进行水土保持分区,确定不同的治理措施,分区后也要遵循小流域措施配置的原则。在实施顺序方面,小流域遵循的是从小到大,从上到下,先易后难的原则。大、中流域则是采取,先治理重点区域,减少水土流失带来的危害。
各项治理措施规划包括了多项在我国最有代表性的水土保持治理区的治理措施,即: 坡耕地的治理措施规划、荒地治理措施规划、沟壑区治理措施规划、风沙区治理措施规划和小型蓄排引水工程规划。
与原标准相比,新标准改动的地方主要有:
( 1) 删除原标准一些条款中不必要的赘述,如: 7. 2. 1. 1 中 “从分水岭到坡脚,从沟头到沟口,从支毛沟到干沟,从上游到下游”,7. 2. 1. 5 中 “由于其自然条件、社会经济情况、水土流失特点不同”,7. 3. 2. 4 中 “使地方政府的领导力量和匹配资金以及劳工量能相应地均匀分布”,7. 4. 4 中 “我国北部、中部、东南沿海三地风沙区治理各有不同的规划要求” 等。
( 2) 对原标准某些条款进行了简化更改,如: 将条款 7. 2. 2. 1 “根据各地不同的自然条件、社会经济情况和水土流失特点,将规划范围分为若干个不同类型区,因地制宜地分别提出每个类型区的治理措施配置要求,突出每个类型区的措施配置特点,并选一条有代表性的小流域进行典型规划,提出典型的配置模式。”改为 “应根据不同类型区确定各区的生产发展方向及水土保持措施总体布局”。
( 3) 删除原标准 7. 2. 2. 2 的 “c) 对原来水土流失严重,对当地和下游造成严重影响或重点水利水电工程上游、老 ( 根据地) 、少 ( 数民族) 、边 ( 远山区) 、贫 ( 困地区) 列为重点治理地区,进行专项规划,提出比一般治理要求更高的治理进度和措施配置”部分; 原因是在本节后半段实施顺序安排中又有涉及,在此不作赘述。
( 4) 因为崩岗治理措施治理原则和沟壑治理相似,故删除原标准 7. 4. 3. 5 崩岗治理措施规划的解释。即: “a) 在崩口以上集水区综合治理,崩口处修 ‘天沟’,制止水流进入崩口。”和“b) 沟口底部修谷坊群巩固侵蚀基点。崩壁两岸修小平台造林种草,崩口下游修拦沙坝防止泥沙流出。”
三、示例
根据水土资源和生态环境的承载能力,合理进行水土保持治理措施规划,要充分发挥大自然的生态自我修复能力,恢复良好的生态环境,尽可能保持生态系统的自然性和良性循环。以“云南省师宗县五洛河小流域水土保持综合治理措施”为例,简单概括如下。
1.基本情况
云南省师宗县五洛河地处东经104°14'~104°19',北纬24°33'~24°39',境内由高山、梁坡、沟谷3个地貌单元组成,地势由西北向东南倾斜,呈阶梯状,海拔高程1460~773.0m,相对高差687.0m,总面积14.78km2。系珠江干流上的一条二级支流,沟道平均经降i=0.045,平均沟壑密度2.12km/km2。属云贵高原之滇东岩溶地区的槽区地带。
区域内年平均气温18.3℃,最高气温达38℃,最低气温-2℃,多年平均蒸发量1710.4mm,多年平均降雨量1360.0mm,土壤以红壤土、紫色土、黄棕色土为主,土层一般厚为150cm,最厚1000cm,pH值6~8,成土母质主要是三叠系页岩母质。主要树种有云南松、柳杉,主要草种有长矛、紫君等。
水土流失侵蚀类型以面蚀、沟蚀和重力侵蚀等,总流失面积达8.09km2,占总面积约67.6%,据《云南省水文资料》推算年径流模数为:483830m3/km2,侵蚀模数3500t/km2·a。境内壮、苗、汉三民族聚居3个行政村,12个自然村,3866人口,1700个劳动力,人口密度192人/km2,以粮食生产为主,一年一熟旱作农业区,农业经济以甘蔗、生姜为主。
2.综合治理措施的总体布局及平面配置
以整个五洛河小流域为规划对象,依据地貌特征,因地制宜,科学规划布设,控制水土流失,改善生态环境。根据流域内各类土地的适宜性和发展生产的需要,确定土地利用规划;根据土地利用规划,在不同利用的土地上分别配置相应的治理措施,配套措施总体布局为:先上后下,先坡后沟;以集水工程措施为先导,以植物聚流措施为主体。
根据实际情况,在宜农的坡耕地配置梯田(梯地)与保土耕作措施,在宜林宜牧的荒地上配置造林种草与育林育草,根据需要在坡耕地和荒地配置各类小型蓄排工程,在各类沟道配置各项治沟措施,做到治坡与治沟、工程与林草紧密配合,协调发展,互相促进。五洛河小流域水土保持综合治理共进行:山梁顶防护,坡面防护,沟底、沟坡防护,村庄道路防护四道防护体系进行综合治理,建成完整的防御体系,实现小流域生态环境治理保护与开发利用相结合的目标。
3.综合治理措施的实施顺序
小流域综合治理措施规划中,对实施顺序上相互影响的措施,应根据其相互关系妥善安排。应先治投入少、见效快、收益大的地方;对广种薄收农业(粮食)用地偏多、而造林种草土地偏少的地方,应通过先修基本农田,提高粮食单产,促进陡坡退耕,造林种草。修建基本农田、退耕陡坡、造林种草三者的实施顺序应紧密配合,逐年交错进行。
4.各项治理防护体系措施规划
(1)山梁顶防护体系。山梁顶自然坡度在10°以下,水土流失形式以溅蚀片状为主。防护措施为:分水岭营造防护林,荒坡地选林种草,实行耕造结合,以封为主,同时在坡面汇流集中处,修卧牛坑,涵养水分,保持水土,制止山梁顶水土流失。树种选择适宜区域生长迅速,防护性能好的树种种植,采用桉树营造防护林为宜。株行距为1.5m×2m,造林密度为3333株/hm2左右,共营造25/hm2桉树防护林,修卧牛坑7496个,形成第一道防线。
(2)坡面防护体系。坡面是产生水土流失的严重区域,由坡耕地、荒地形成。根据坡面水土流失的不同特点,不同地形条件和土地利用情况以及农业发展对基本农田的要求等,在小于25°集中连片的坡耕地区域内修筑水平梯田,建立高标准梯田,通过改变地形,起到蓄水保土,改良土壤的作用,变原来的“三跑田”为“三保田”。根据区域条件修筑梯田36hm2(540亩)。在大于25°的坡耕地进行退耕还林,荒坡地营造防护林,育草或封山育林,调节地表径流,缓减冲刷,有效防制了坡面侵蚀。在区域内,根据立地条件情况进行配置造林项目种类,在立地条件差的地带营造以桉树、杉木为主的水土保持防护林,株行距均为1.5m×2.0m,造林密度为3333株/hm2左右。在缓坡地带立地条件好的营造以芭蕉、脐橙、板栗为主的经济果木林。芭蕉的株行距为4m×4.0m,造林密度为630株/hm2左右。脐橙、板栗的株行距为3m×4.0m,造林密度为840株/hm2左右。其次是采取“以封为主,封育结合”的原则,进行区域内封禁治理,以较少的投入,扩大水土保持防护林面积。使区域内疏幼林迅速生长,不受人为破坏,并进行补植、补播及对幼林、中龄林的定期扶育管理等措施促进植被迅速恢复。因此,坡面营造水土保持防护林175hm2(2625亩),营造经济果木林125.54hm2(1883亩),封禁治理345.73hm2(5186亩),形成第二道防线。
(3)沟道防护体系。沟头修筑防护工程沟埂、埂墙、谷坊、涝池等,用来保护径流跌水而引起沟头延进,沟底打坝淤地或修筑小型水利工程,以稳定沟底,沟坡两岸修筑水平截水沟,以减少坡面汇流产生的面蚀,做到治坡与治沟,工程与林草紧密结合,建立能排能蓄,有引有栏的水利体系,有效堵截流失道路,稳定沟坡,防止沟岸侵蚀扩张,共配置水保工程20件。其中:水平截水沟8条,0.4m×0.4m矩形过水断面,Q设=0.25m3/s,共长1.77km,涝池4个,V=3m×3m×2.8m,谷坊8座,形成第三道防线。
(4)村庄道路防护体系。该区域裸露面积较大,径流较集中。村庄设置“四旁”植树,道路两旁营造护路林,村庄庭院栽植果树及花卉、种草,发展庭院经济。此外,村庄在相应位置应配设防护工程,如排水沟、导流坝等,特别是场地、道路等,进行“硬化”处理等。结合新农村建设的整体规划进行合理的配置,从而达到了综合治理的效果。内域内共有12个村民小组(自然村),共配置“四旁”植树风景林面积25hm2(375亩),树种选择迳延及圆柏。株行距为1.5m×2m,造林密度为3333株/hm2左右,营造庭院经济果木林面积20hm2(300亩),树种选择:美国黑李、油桃,株行距为3m×4m,造林密度为840株/hm2左右。配置道路“硬化”砂石路面4.5m宽,长3.17km,75#砂浆砌块石排水沟长2.06km,过水断面0.8m×0.6m,Q设=0.35m3/s,形成第四道防线。
(5)农耕措施防护体系。在流域区内种植旱作物为主的坡耕地是水土流失的一大策源地,根据实际情况,除采用修筑梯田的面积外,其余小于15°坡耕地需要进行保土耕作措施减轻水土流失的危害。采取农耕措施技术为:横坡耕作、沟垄种植等方法改变微地形。增加地面植被覆盖,合理安排种植作物,采用间作、轮作、套种、混播等方法,提高农作物生态群落相互协调,生长环境互补的良好地面植被。采用地膜覆盖,育苗移栽,湿植播等方式提高农作物产量。改变土壤质地,增加团粒结构,提高抗蚀性,大力推广农科技术,推广优良品种,增施化肥,精耕细作,合理调整植株密度,使农耕措施既增加粮食产量,又具有明显的水土保持效益,配置农耕措施56.27hm2(844亩)。
通过以上对土地利用结构的合理调整,各治理措施的综合配置,五洛河小流域形成了控制水土流失的“四道防线”,建立了区域发展的生态效应,为区域繁荣山区经济脱贫致富,新农村建设奠定了坚实的基础。
㈣ 小流域治理的原则
治理工作与生态环境相协调,多层次优化利用资源,综合规划,统一治理,优化配置,全面发展。
㈤ 小流域治理
小流域治理是以小流域为单元,在全面规划的基础上,合理安排农林牧渔各业用地,布置各种水土保持措施,使之互相协调,互相促进,形成综合的防治措施体系。
根据水利部的规定,小流域治理的标准是:①治理程度达到70%以上,林草面积达到宜林宜草面积的80%以上。②建设好基本农田,改广种薄收为少种高产多收,做到粮食自给有余。③农民人均纯收入比治理前增加30%-50%。④缓洪拦沙效益达70%以上。⑤工程设施拦蓄雨量标准,各地自行规定,做到汛期安全。目前,中国各级开展重点治理的小流域达7000多条,总面积20多万平方公里,经过治理的小流域,生态效益、经济效益和社会效益都十分显著。
㈥ 小流域综合治理的综合治理
治理工作与生态环境相协调,多层次优化利用资源,综合规划,统一治理,优化配置,全面发展。
①根据小流域内水土资源现状及社会经济条件,正确地确定生产发展方向,合理安排农、林、牧用地的位置和比例,积极建设高产稳产基本农田,提高单位面积粮食产量,促进陡坡退耕,为扩大造林种草面积创造条件;
②水土保持工作要为调整农业生产结构,促进商品生产的发展和实现农业现代化服务;
③在布置治理措施时,使工程措施与林草措施及农业耕作措施相结合,治坡措施与治沟措施相结合,在地少人多的地区,林草措施面积比例可以小些;
④在实施顺序上,一般先坡面后沟道、先支、毛沟后干沟,先上中游后下游;
⑤讲求实效,注意提高粮食产量与经济收入,注意解决饲料、肥料和人畜饮水问题。 主要有:①水土保持农业耕作措施,也叫水土保持耕作法;
②水土保持林草措施,即水土保持造林措施及种草措施;
③水土保持工程措施:在山坡水土保持工程中有梯田、坡面蓄水工程(水窖、涝池)、山坡截流沟等,在山沟治理工程中有谷坊、拦沙坝、沟道蓄水工程及山洪、泥石流排导工程等。
以小流域为单元进行综合治理是山丘区有效地开展水土保持的根本途径。世界上许多国家已经把小流域治理与流域水土资源以及其他自然资源的开发、管理与利用结合起来,按流域成立了管理机构,加快治理速度,提高治理效果。 1 综合分析是指对治理小流域生态经济系统的组成要素做深入的调查与分析,要着重分析生态系统中水、土、气、生(动植物区系)等要素的现状以及主要生态环境问题的时空分布。社会经济系统要着重调查分析人口(数茸、质量)、生产资料、生活资料、资金、科技水平等。要在综合分析的基础上,明确流域生态经济系统的人口承载力。在一些人口与资源、环境的矛盾实在难以解决的地区,要采取“生态移民”措施。
2 综合规划是指以小流域土地资源为重点的再生自然资源的合理利用规划。规划是小流域治理开发的重要组成部分。在宏观上,它使农、林、牧各业生产用地比例和产业结构有一个科学而合理的优化方案,使小流域生态经济系统的整体功能得以充分发挥。在微观上。具体安排各种治理措施于适宜的地方,制定详细的治理实施计划,指导小流域的治理与开发。17前,在黄土高原采用的规划方法有:经验规划法、线性规划法、多目标规划法和非线性规划法。上述4种规划方法的规划手段虽有不同,但是其规划程序和步骤是人致相同的。20世纪80年代,北京林业大学水土保持学院结合黄土高原水土保持规划提出的。小流域土地资源信息库在水土保持规划中的应用”方法,至今仍然是各种规划方法的基础。因为,缺少准确的、落实到地块的小流域土地资源信息,就不可能编制出合理的规划方案,也不可能对生态经济系统实现可持续经营。保证综合规划的实施是水土保持监督管理的重要任务。
3 综合治理是指以小流域为单元,以土地利用规划为基础,在各个地块上配置水土保持林草措施、工程措施及农业技术措施,形成综合防治体系。
(I)水土保持林草措施。水土保持林草措施可以使小流域的治理与开发融为一体。在小流域中,建设乔、灌、草相结合的生态经济型防护林体系,足实现流域可持续洽理与开发的根本措施。在小流域中建立生态经济型防护林体系,一可发挥林术特有的牛态屏障功能,二可为社会提供更多的林产品,提高经济效益。目前,黄土高原小流域治理中的防护林体系主要包括分水岭防护林、护坡林、护埂林(地埂造林)、侵蚀沟道防护林、护岸护滩林、山地果园及经济林等。应根据区域自然历史条件和防灾、生态、经济建设的需要,将多崩途的各个林种结台在一起,并布设在各自适宜的地域,形成一个多林种、多树种、高效益的防护整体。
(2)水土保持工程措施。水土保持工程措施是小流域治理与开发的基础,能为林草措施及农业生产创造条件,是防止水上流失,保护、改良和合理利用水土资源,并充分发挥各种资源的经济效益,建立良好生态环境的重要治理措施。
(3)水土保持农业措施。在水土流失的农田中,采用改变小地形,增加植被覆盖度、地而覆盖和土壤抗蚀力等方法,达到保水、保土、保肥、改良上壤、提高产量等目的的措施称为水土保持农业措施。以改变小地形为主的水土保持耕作措施有沟垄耕作、等高耕作、坑lH等。以增加农地覆盖为目的的措施有暨茬,月{秸秆、地膜或沙卵石镱盖田面等。可防止土壤水分蒸发,增加降水人渗。增加土壤抗蚀力的措施有免耕、少耕、改良土壤理化性质等。随着水土流失治理与自然资源综合开发利用的结合,在一些小流域治理中已建成了以生态农业原理为基础,以高效、优质、可持续发展为目的的农林复合型、林牧复合型或农林牧复合型的复合生态经济系统。
综合开发利用是指在全面分析当地资源优势的基础上,针对流域生态经济系统的特征及市场经济特点,确定增加当地群众经济收人的产业,促进商品经济发展,加速群众脱贫致富奔小康的进程。
综合效益凡采用了以上所述综合措施,冶理开发取得了很大进展的小流域,均取得了显著的生态效益、经济效益与社会效盎,提高了小流域的可持续经营程度。
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㈧ 怎样进行小流域的综合治理
(1)治坡先治沟,建造沟坝地。坡地建果园,要想修好梯田,必须先治理好沟,建造沟坝。治沟从沟头开始,从上到下层层设防。整个小流域的沟底,在筑坝后需几年的时间,才能淤积到一定厚度的土层。沟底不宜种植果树,可以种植其他农作物。沟两侧的坡地栽果树。雨水大或集水面大的小流域,治沟建坝时,应同时建造流水道,以泄洪水。筑坝用石料,尽量就地取材,省工省力。
(2)植被护坡小流域治理。要明确陡坡不耕作、不栽植果树的原则,执行25°以上保持自然植被的国家水土保持政策。护坡:一是利用自然植被,二是人工植草或栽种低矮的小灌木。
(3)林果牧结合。坡度大的宜林山坡地,抚育自然生长的树木或栽种适宜的薪炭林,有条件的实施封山育林,或与放牧相结合,定期封山、放牧,一定要保持防护林的生长空间,形成林果牧良性循环的农业生态环境。
㈨ 中尺度流域与小流域管理规划异同点
所谓小流域治理就是以集水面积小于100平方公里的流域为单元进行综合规划,山、水、田、林、路综合治理。根据流域特点使用不同的水土保持措施,坡面上修水平梯田,造林、种草、沟道内建大小淤地坝,使工程措施、生物措施和耕作措施各尽其能,相互补充相互促进。小流域综合治理可以是不同的水土保持措施形成一个完整的体系,能全面而有效地制止不同部位和不同形式的水土流失。同时可以充分有效地提高天然降水的利用率,减少地表径流。从而做到水不出沟泥不下山。