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隆德县城南生态清洁型流域综合治理工程径流小区设计探讨

来源:论文联盟  作者:张旺盛 [字体: ]

隆德县城南生态清洁型流域综合治理工程径流小区设计探讨

城南流域位于隆德县城东南,北邻清流河南接清凉河,该流域以小流域综合治理为重点,坚持水土保持措施与环境治理、人工治理与自然修复相结合,水土流失治理及水资源保护相结合,从而更好地改善生态环境,始终坚持统筹规划,有效突出重点,协调推进,在一定程度上使小流域实现景观优美、自然和谐、卫生清洁以及人居舒适,从根本上促进区域经济可持续发展。作为清洁型小流域,必须把水土保持监测工作做好,才能确保治理成果不反弹。下面就该流域径流小区的设计进行探讨。
  径流小区是研究降雨-地表径流-土壤侵蚀规律的主要科研设施和方法,径流小区观测的主要内容是降水、径流及泥沙观测等。为了收集降雨时小区内产生的径流和泥沙,对土壤侵蚀速率做出正确评价,采用50年一遇的暴雨作为设计暴雨标准,
  1 功能和作用
  由于径流小区的面积相对较小,对于坡度、植被及土壤情况的掌握相对容易,借助对径流小区的监测和分析,能够进行坡面或区域水土流失预警、水土保持措施等有效性的对比、单个或者是多个因子在小区土壤侵蚀情况方面的定量评价以及建立土壤侵蚀模型。
  1)径流小区还可看作为地面径流条件大体相同的流域的一部分,特别有利于研究水土保持单项措施对水土流失现象的影响,对于探索水土流失的发生发展规律有着积极的作用。
  2)坡面侵蚀的动力在于降水及由此而产生的径流,径流能量的大小取决于水流流速及径流量的大小,流速主要取决于地表坡度及粗糙度。可以通过比较不同地区不同植被的径流场,在选定的小区范围内观测径流、泥沙流失规律和水土保持措施效益,找到更好的方法防止水土流失,
  3)通过对径流小区产流次数、冲刷量、径流深和植被覆盖度等指标的监测及分析,有针对性地对坡度存在差异的径流小区实施侵蚀量观测及径流量观测,充分分析出坡度差异背景下的径流量及侵蚀量的具体变化规律情况。根据调查研究发现,径流小区在降水量及径流量与侵蚀量关系上呈现出相对明显的线性关系,具体来说,在坡度相同的基础上,径流量及侵蚀量将会随着降水量的不断增加而不断增长,而且是线性增长。此外,在降水量日益增加的前提下,5°径流小区在径流速率上相对缓慢,而25°径流小区所具有的径流速率非常迅速,可见,坡度增加,降水量的影响更加明显。
  2 选址
  县城东侧,吴山山坡。
  3 小区结构
  在原有地形和植被的基础上,依势而建三组观测小区。
  第一组为2块宽10 m、坡长30 m的同坡度梯田减水减沙观测小组,A1改造为多级梯田并适当植入水保植被,B1建为斜坡构造并植入当地水保植被,并分别在坡下放置储水设施,观测水体颜色和水中含沙量,多级梯田下的储水器中的含沙量要小于斜坡流水的含沙量;
  第二组为3块宽5 m、坡长20 m、不同坡度的水土流失观测小组,A2是坡度为5°的斜坡,B2是坡度为15°的斜坡,C2是坡度为25°的斜坡,3个斜坡的植被覆盖相同,观测斜坡下各自的储水器中的含沙量,坡度越小,含沙量越小,水土流失危害越小;
  第三组为2块宽10 m、坡长30 m、坡度为30°的不同植被覆盖度水土流失观测小组,设置两块坡度相同的坡地,A3为裸地,B3为有植被覆盖的坡地,各自下侧储水器中的含沙量不同,裸地的水土流失明显要大于植被覆盖地。通过不同组的对比,形象的展示水土流失的形成和相同因素的不同程度对于水土流失的影响程度。
  4 小区设计
  4.1 小区边界
  小区边界,用长60 cm,高40 cm,厚10 cm水泥板砌筑边墙,埋入地下30 cm。
  4.2 小区底端(下坡边)
  由水泥、砖等材料衬砌而成。表面光滑,上缘与小区地面同高,槽底向下及向中间倾斜;中部用镀锌铁皮做成导流槽与集流桶连接起来。
  4.3 集流桶
  大集流桶内设计小集流桶,集流桶采用厚度为1.2 cm的镀锌铁皮制作,为了便于搅动径流和泥沙取样,做成圆形,小集流桶直径0.9 m高1.0 m。为了排放径流,在底部开直径为12 cm的圆形孔,收集径流时用阀将圆形孔堵住,观测完毕后打开圆孔将径流和泥沙排掉。
  4.4 排水渠
  设排水渠1条,采用U30预制混凝土砌筑,把多余洪水和观测完成后的径流泥沙排出。
  5 观测方法分析
  5.1 降雨观测方法
  相关人员需要在径流场上放置一台专业化的自记雨量计以及雨量筒,并做好相应的校验工作,然后在降雨日的时候,根据时间(08:00或18:00)有效换取记录纸,详细量记雨量筒当中的实际雨量情况。
  5.2 径流观测方法
  在该观测方法条件下,相应的量水设备主要采用集流桶,当产流结束时,相关人员可以直接对雨水进行测量,然后按照规范化的水位—容积曲线对总径流量实施准确推算。
  5.3 泥沙观测方法
  当降水结束以及径流已经终止的时候,工作人员必须要立即观测,把集流槽当中的泥、以及水都放置到集流桶当中,接下来确保搅拌均匀,然后在箱(池)中选取柱状水样2~3个(具体来说,其总量要控制在1 000~3 000 cm3),对其混合之后取出500~1 000 cm3的水样,并将其作为冲刷标准样。
  5.4 其它观测方法
  对径流小区进行科学观测的过程中,还有覆盖度观测方法、土壤水分观测方法以及径流冲刷观测方法等。覆盖度测量方法同林分调查,土壤水分观测的时间应控制到每5 d或者是10 d观测1次,当降水之后还必须要加测,直到接近常值为止。
  为了解径流冲刷过程,还需进行径流冲刷观测,观测时,除用特制的仪器外(如戽斗式流量仪),还需在现场观测径流填洼时间、坡面流动形式、侵蚀开始时间、细沟形式、浅沟出现的时间、部位等,也可用拍摄照片进行记录。
  6 小区管理
  工程竣工验收后及时办理工程移交手续,项目所在直辖水管所为工程运行管理单位,主要职责在于建立科学化的管护组织,有效制订管护公约,严格落实工作人员的具体管护职责。水管所可以采用租赁、承包等形式,鼓励集体或个人承包经营,获取收益,服务于相应的工程管理以及工程维修。
  7 结论
  治理后,项目区新增治理水土流失面积9.51 km2,累计治理程度达到92.85%,林草覆盖率由17.2%提高到43.3%。水土流失得到有效控制,生态环境得到改善。
  通过项目实施,建设期末实现本文由论文联盟http://www.LWlm.COM收集整理人均产粮达到582 kg,农民年人均纯收入达到4550元以上。农、林、牧用地比例由现状的3.7∶2.4∶1调整为4.8∶7.3∶1.0农林牧经济结构由现状的2.0∶1.5∶1调整为2.2∶1.6∶1,林牧业产值大幅度提高。

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