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摘要：围场县现存沙化及潜在沙化面积占县域国土面积的很大比例，如何尽快使沙化土地得到有效治理是我县水土流失治理的重要任务，鉴于当地干燥、寒冷、降雨量偏少的气候特点，营造白榆或沙棘拦沙带、建造谷坊群（石谷坊和生物谷坊）、沙障（沙棘密植）是适合当地推广的沙化治理模式。
关键词：围场；沙化治理；模式
Abstract: in Weichang County of existing and potential desertification area accounted for a large proportion of county land area, how to make the desertification of land has been effective governance is an important task of soil and water loss control of our county, in view of the local dry, cold, lack of rainfall climate characteristics, creating a white elm or Seabuckthorn sediment belt, construction check dam group (stone check dam and biological check dam), sand barrier (Seabuckthorn planting) is suitable for the local promotion of the desertification control mode.
Keywords: paddock; desertification; mode
中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、围场概况
围场县位于河北省最北部，地处内蒙古高原和冀北山地的过渡地带，海拔高程在750—2067米之间，是阴山山脉、大兴安岭山脉的尾部向西南延伸和燕山山脉余脉的结合部，东、西、北分别与内蒙古赤峰市、多伦县、克什克腾旗接壤，西南与南部与省内的丰宁、隆化相连。全县总面积9219.72平方公里（1383万亩），辖37个乡镇，312个行政村，总人口52.6万人。气候属中温带向寒温带、半干旱向半湿润过渡的大陆性、季风型高原山地气候，四季分明，雨热同季，年平均气温－1.5℃－4.7℃；无霜期80—150天，年降水量380—500毫米之间。围场县大多数土壤有机质含量较高，适于发展林木业和种植业，但土壤结构疏松，抗蚀性差，易于形成水土流失。2000年以来，我县主要实施了京津风沙源治理工程、城市水土保持生态建设工程以及生态修复工程。截止2012年全县累计治理水土流失面积437.85万亩（2919平方公里），
我县侵蚀最严重的区域主要有两块，一是在小滦河、蚁蚂吐河、伊逊河、辽河的阴河形成的四条沙带和阳坡侵蚀劣地，其中沙带纯沙化面积达60万亩，潜在沙化面积80万亩，侵蚀形式以风蚀为主，阳坡侵蚀劣地80万亩，以水蚀为主，严重的水土流失，抬高河床，淤积水库，威胁村庄，毁坏农田，仅庙宫水库年均淤积泥沙达357万立方米，累计淤积量已达9000多万立方米，占总库容的50%。二是我县的辽河流域，我县辽河流域是辽河主源头之一，地处内蒙古浑善达克沙地边缘和科尔沁沙地边缘，又处于我国东北黑土地边缘，辽河流域围场境内总面积2804.65平方公里，水土流失面积达2080平方公里，水土流失面积占总面积的74%以上。
二、围场县半截塔小流域沙化治理工程实例
围场县半截塔小流域位于县城西部，属滦河流域蚁蚂吐河河系，是我县四条沙带（小滦河、蚁蚂吐河、伊逊河、阴河）中蚁蚂吐河沙带的所在地。围场县2012年度京津风沙源治理工程水利措施工程区安排在蚁蚂吐河水系的半截塔小流域，界于东经117°19′至117°27′，北纬41°56′至42°00′之间。工程区总面积18.54平方公里，水土流失面积12.61平方公里，涉及3个乡镇，3个行政村。
流域内有200米以上的较大侵蚀沟20余条，风蚀水蚀并存，是生态治理的重点和难点。近些年该流域内实施了造林、种草、封育等相关的生态工程，由于工程不综合、系统，加之该流域生态环境极其脆弱，沙化非常严重，治理效果不明显，水土流失程度未从根本上得到治理。河床不断淤抬，各侵蚀沟口形成了大量冲积扇，沙坡不断向外扩展蔓延，沙化面积连年增加。
（一）水土流失造成的危害
严重的沙化，造成河床淤积，给当地及下游带来安全隐患，直接影响当地群众生产生活。
流域内的燕格柏河河床坡降较大，每逢降雨，山洪夹杂大量的泥沙涌入河道，造成河床不断抬高，部分地段河床高出地面，原有沙质防洪堤大部分被沙土掩埋或冲毁，每到春、冬季节，河道内的化冰水直接涌入河岸两侧地势较低的耕地及居民院落内，给居民的安全带来了严重威胁，直接影响群众的生产、生活。一旦遇到洪水，泥沙直接涌入河道，燕格柏河含沙量占全县各河道的前列，甚至高于黄河，淤积使燕格柏乡原有公路及桥梁遭到严重损毁，2012年雨季，燕上和天桥村有两座中桥被冲毁，天桥村三十九号一处中桥现已被完全掩埋，给河道汛期行洪造成严重影响。燕格柏沟门河口处的一座中桥，1999年修建时桥洞高4米，河床抬高后现桥面距河床已不足1米，据推算河床每年抬高20厘米以上，已经极大影响了河道正常行洪，危及交通及桥梁安全，如再不治理将成为废桥。由于道路不断被沙子掩埋，乡村每年都要投入很大精力和财力进行道路维护和抢修，燕中村二28号沟和燕下村7组现在已经没有了道路，群众生活和出行非常不便。
由于沙化造成的水土流失，使农田被水冲沙压，危及群众生活，影响当地人民收入。
严重的水土流失造成河道不断变宽，河道两侧被水冲沙压耕地不断增加，冲走良田上百亩，原来的良田已经有300余亩被沙子覆盖，耕地大幅度减产或无法耕种，群众只能靠“望天收”，收入低而不稳，生活贫困，多处自然村的房屋被沙堆包围，面临被沙子埋没的危险，造成安全隐患。
严重的沙化破坏了当地原有的生态平衡，生態环境日益恶化。
燕格柏乡原来是山青水绿、生态优美的美丽乡村，由于开围以来自然及人为的破坏，特别是过渡的农垦、樵采、放牧，生态环境遭到了严重破坏。日益加剧的沙化，使当地原本脆弱的生态环境变得更加恶劣，每逢大风季节，黄沙蔽日，原本美丽的青山变成了现在的漫山黄沙，令人目不忍睹。严重的沙化，致使当地恶劣的生存环境明显比其他地方更加严重，扬沙天气危害日数更多，发生频率更高，涉及范围更广。该乡原来的山野资源十分丰富，也是当地群众的一项主要经济收入之一，当地居民出门便能采到蘑菇、黄花、蕨菜、金莲花等山野珍品，现如今几乎绝迹，原来随处可见的野兔、山鸡等野生动物也急剧减少，如今也很难见到。
蚁蚂吐河流域的沙化现状是全县乃至坝上及接坝沙化区生态恶化的一个缩影，当地严重的沙化，给当地人民的生产生活造成了严重威胁，同时给下游蚁蚂吐河主河道造成淤积，已危及下游的基础设施建设，给下游人民的生产生活带来了安全隐患，因此当地党委、政府和全乡人民积极呼吁社会支持，进行综合治理，早日还给当地一个环境优美，生态和谐的居住环境。通过科学有效的治理在改善当地生态环境的同时，可以为同类地区探索治理思路，成为防沙治沙的示范模式。
由于水土流失严重，土壤肥力减退，水分流失，土壤干旱，限制了农业生产的发展，沟壑增多，蚕蚀耕地，降低了土地利用率，破坏生态环境，导致生态经济系统的恶性循环。
（二）工程建设指导思想、布局、任务及规模
按照小流域综合治理的要求，以改善京津周围地区生态环境，提高项目区人民生活水平，实现可持续发展为目标，以对重点地区进行集中治理为突破口，结合当地实际，利用好现有资源，充分发挥防护作用，保土蓄水、防风固沙、涵养水源，保护和改善自然生态环境，在林业部门实施坡面造林的同时，重点加大沟道治理力度,建成完善的生态农业体系和综合防护体系。
半截塔小流域座落在围场县城西部的半截塔镇、燕格柏乡及牌楼乡，流域总面积18.54平方公里，水土流失面积12.61平方公里，规划治理水土流失面积11平方公里，设计对流域内16条侵蚀严重的沟道进行彻底治理，在沟道内修建谷坊（铅丝石笼谷坊及植物谷坊）群的同时，实施生物封沟（在沙化严重的沟道两侧按2米行距栽植沙棘）；坡面严重沙化地块实施沙障固沙措施；在坡脚营造白榆拦沙带，建造好坡脚拦沙阻沙的生态屏障。
工程设计修建铅丝笼干砌石谷坊坝1043延长米（包括结合槽208米）；植物枝梢谷坊坝900延长米；栽植白榆拦沙带2500米（12500延长米）；实施生物（沙棘）封沟12000米（48000延长米）；沙障固沙155亩。
（三）工程设计
1、沟道工程措施设计
沟道内修建谷坊群，对于石料能运输到施工场地的沟道采用铅丝笼干砌石形式，石料很难运到施工场地的沟道采用修建植物枝梢谷坊坝形式，按20年一遇6小时暴雨标准设计
（1）铅丝石笼谷坊坝设计
①断面确定
根据实地踏察，结合《水土保持技术规范》和《水土保持工程学》，并根据当地以往工程实践经验，谷坊坝高度不超过2.0米。谷坊坝断面采用顶宽１.0米、坝高1.2米（不包括1.0米基础深度）、迎水坡比1:0.75、背水坡比1:1和顶宽１.2米、坝高1.5米（不包括1.0米基础深度）、迎水坡比1:0.75、背水坡比1:1两种型式，根据沟道深度及上游流域面积情况,采用相应的断面（上游汇水面积小且沟道较浅选前者，反之选后者）。
②间距确定
布置谷坊按照因地制宜,因害设防的原则，拦截泥石，防止沟道下切,依据中国水利水电出版社《治河防洪工程》规定，根据谷坊高度Ｈ、沟底天然坡度Ｉ以及谷坊坝后淤土表面稳定坡度Ｉ０，计算谷坊水平间距Ｌ。
③ 谷坊施工
清基：沟床为土质，清基到坚实的母质土上，设计清基1.0米；沟床为淤积沙砾，清基清到硬底基上，谷坊两侧各开挖结合槽１米。严格按设计进行基础及结合槽开挖，预留衬砌位置，及时检查开挖尺寸是否符合设计要求。
砌筑：铅丝笼坝体用块石砌筑，块石厚度不小于30cm，接缝宽度不大于2.5cm，每层砌石必须稳定，上下层错缝搭接，不准出现通缝。详见铅丝石笼谷坊坝设计图。
（2）植物枝梢谷坊坝设计
对于流域内石料很难运输到工程施工场地的部分沟道，主要是沟道尽头部分，设计采用8-10厘米直徑、高1.5米的松树或杨树桩、内填植物枝梢形式的谷坊，树桩桩距为0.5米，行距（排距）0.5米，各树桩间用铅丝绑系牢固，树桩埋入土中0.7米，桩顶分别用3.0米的树干和铅丝绑牢封住，植物枝梢要求分层填土并压实。
2、生物封沟工程设计
为达到沟道工程措施与生物措施相结合的治理效果，在沟道内修建谷坊群的同时，沟道两侧各2米内栽植沙棘进行生物封沟，沙棘栽植密度为：行距2米，株距50厘米，每丛3株。
3、坡脚拦沙带工程设计
在林业部门营造水土保持林及水务部门修建谷坊群和生物封沟的同时，为建好阻沙拦沙的有力屏障，设计在流域内坡脚部位栽植白榆拦沙带，带宽2.0米，栽植白榆5行，行距50厘米，株距50厘米，为避免造成新的水土流失，尽量减少对原有植被扰动，设计采用植苗造林栽植白榆，于当年春季栽植。
4、沙障固沙工程设计
针对流域内部分地块（多为沟道两侧）严重沙化，设计密植沙棘（沙障）进行固沙，沙棘栽植采用行距2.0米，株距3厘米，整地型式采用搂沟栽植。
（四）效益分析
1、生态效益。
工程完工后,项目区新增治理面积11平方公里，项目区可减少土壤侵蚀1.94万吨，起到防风固沙，减少水土流失，为当地工业园区的正常建设及顺利运营提供良好的生态环境。
2、社会效益。
工程的实施，可使项目区内蓄水和涵养水源能力得到大幅度提高，从而极大减轻洪灾给当地造成的损失。由于坡面径流得到有效拦蓄，农用地土壤水分条件得到改善，可增强作物抵御干旱能力，促进林木生长和大地植被的恢复，为京津地区净化了水源，控制了沙源，同时为全县今后沙化治理探索出一条可供推广的模式，社会效益显著。
关键词：围场；沙化治理；模式
Abstract: in Weichang County of existing and potential desertification area accounted for a large proportion of county land area, how to make the desertification of land has been effective governance is an important task of soil and water loss control of our county, in view of the local dry, cold, lack of rainfall climate characteristics, creating a white elm or Seabuckthorn sediment belt, construction check dam group (stone check dam and biological check dam), sand barrier (Seabuckthorn planting) is suitable for the local promotion of the desertification control mode.
Keywords: paddock; desertification; mode
中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、围场概况
围场县位于河北省最北部，地处内蒙古高原和冀北山地的过渡地带，海拔高程在750—2067米之间，是阴山山脉、大兴安岭山脉的尾部向西南延伸和燕山山脉余脉的结合部，东、西、北分别与内蒙古赤峰市、多伦县、克什克腾旗接壤，西南与南部与省内的丰宁、隆化相连。全县总面积9219.72平方公里（1383万亩），辖37个乡镇，312个行政村，总人口52.6万人。气候属中温带向寒温带、半干旱向半湿润过渡的大陆性、季风型高原山地气候，四季分明，雨热同季，年平均气温－1.5℃－4.7℃；无霜期80—150天，年降水量380—500毫米之间。围场县大多数土壤有机质含量较高，适于发展林木业和种植业，但土壤结构疏松，抗蚀性差，易于形成水土流失。2000年以来，我县主要实施了京津风沙源治理工程、城市水土保持生态建设工程以及生态修复工程。截止2012年全县累计治理水土流失面积437.85万亩（2919平方公里），
我县侵蚀最严重的区域主要有两块，一是在小滦河、蚁蚂吐河、伊逊河、辽河的阴河形成的四条沙带和阳坡侵蚀劣地，其中沙带纯沙化面积达60万亩，潜在沙化面积80万亩，侵蚀形式以风蚀为主，阳坡侵蚀劣地80万亩，以水蚀为主，严重的水土流失，抬高河床，淤积水库，威胁村庄，毁坏农田，仅庙宫水库年均淤积泥沙达357万立方米，累计淤积量已达9000多万立方米，占总库容的50%。二是我县的辽河流域，我县辽河流域是辽河主源头之一，地处内蒙古浑善达克沙地边缘和科尔沁沙地边缘，又处于我国东北黑土地边缘，辽河流域围场境内总面积2804.65平方公里，水土流失面积达2080平方公里，水土流失面积占总面积的74%以上。
二、围场县半截塔小流域沙化治理工程实例
围场县半截塔小流域位于县城西部，属滦河流域蚁蚂吐河河系，是我县四条沙带（小滦河、蚁蚂吐河、伊逊河、阴河）中蚁蚂吐河沙带的所在地。围场县2012年度京津风沙源治理工程水利措施工程区安排在蚁蚂吐河水系的半截塔小流域，界于东经117°19′至117°27′，北纬41°56′至42°00′之间。工程区总面积18.54平方公里，水土流失面积12.61平方公里，涉及3个乡镇，3个行政村。
流域内有200米以上的较大侵蚀沟20余条，风蚀水蚀并存，是生态治理的重点和难点。近些年该流域内实施了造林、种草、封育等相关的生态工程，由于工程不综合、系统，加之该流域生态环境极其脆弱，沙化非常严重，治理效果不明显，水土流失程度未从根本上得到治理。河床不断淤抬，各侵蚀沟口形成了大量冲积扇，沙坡不断向外扩展蔓延，沙化面积连年增加。
（一）水土流失造成的危害
严重的沙化，造成河床淤积，给当地及下游带来安全隐患，直接影响当地群众生产生活。
流域内的燕格柏河河床坡降较大，每逢降雨，山洪夹杂大量的泥沙涌入河道，造成河床不断抬高，部分地段河床高出地面，原有沙质防洪堤大部分被沙土掩埋或冲毁，每到春、冬季节，河道内的化冰水直接涌入河岸两侧地势较低的耕地及居民院落内，给居民的安全带来了严重威胁，直接影响群众的生产、生活。一旦遇到洪水，泥沙直接涌入河道，燕格柏河含沙量占全县各河道的前列，甚至高于黄河，淤积使燕格柏乡原有公路及桥梁遭到严重损毁，2012年雨季，燕上和天桥村有两座中桥被冲毁，天桥村三十九号一处中桥现已被完全掩埋，给河道汛期行洪造成严重影响。燕格柏沟门河口处的一座中桥，1999年修建时桥洞高4米，河床抬高后现桥面距河床已不足1米，据推算河床每年抬高20厘米以上，已经极大影响了河道正常行洪，危及交通及桥梁安全，如再不治理将成为废桥。由于道路不断被沙子掩埋，乡村每年都要投入很大精力和财力进行道路维护和抢修，燕中村二28号沟和燕下村7组现在已经没有了道路，群众生活和出行非常不便。
由于沙化造成的水土流失，使农田被水冲沙压，危及群众生活，影响当地人民收入。
严重的水土流失造成河道不断变宽，河道两侧被水冲沙压耕地不断增加，冲走良田上百亩，原来的良田已经有300余亩被沙子覆盖，耕地大幅度减产或无法耕种，群众只能靠“望天收”，收入低而不稳，生活贫困，多处自然村的房屋被沙堆包围，面临被沙子埋没的危险，造成安全隐患。
严重的沙化破坏了当地原有的生态平衡，生態环境日益恶化。
燕格柏乡原来是山青水绿、生态优美的美丽乡村，由于开围以来自然及人为的破坏，特别是过渡的农垦、樵采、放牧，生态环境遭到了严重破坏。日益加剧的沙化，使当地原本脆弱的生态环境变得更加恶劣，每逢大风季节，黄沙蔽日，原本美丽的青山变成了现在的漫山黄沙，令人目不忍睹。严重的沙化，致使当地恶劣的生存环境明显比其他地方更加严重，扬沙天气危害日数更多，发生频率更高，涉及范围更广。该乡原来的山野资源十分丰富，也是当地群众的一项主要经济收入之一，当地居民出门便能采到蘑菇、黄花、蕨菜、金莲花等山野珍品，现如今几乎绝迹，原来随处可见的野兔、山鸡等野生动物也急剧减少，如今也很难见到。
蚁蚂吐河流域的沙化现状是全县乃至坝上及接坝沙化区生态恶化的一个缩影，当地严重的沙化，给当地人民的生产生活造成了严重威胁，同时给下游蚁蚂吐河主河道造成淤积，已危及下游的基础设施建设，给下游人民的生产生活带来了安全隐患，因此当地党委、政府和全乡人民积极呼吁社会支持，进行综合治理，早日还给当地一个环境优美，生态和谐的居住环境。通过科学有效的治理在改善当地生态环境的同时，可以为同类地区探索治理思路，成为防沙治沙的示范模式。
由于水土流失严重，土壤肥力减退，水分流失，土壤干旱，限制了农业生产的发展，沟壑增多，蚕蚀耕地，降低了土地利用率，破坏生态环境，导致生态经济系统的恶性循环。
（二）工程建设指导思想、布局、任务及规模
按照小流域综合治理的要求，以改善京津周围地区生态环境，提高项目区人民生活水平，实现可持续发展为目标，以对重点地区进行集中治理为突破口，结合当地实际，利用好现有资源，充分发挥防护作用，保土蓄水、防风固沙、涵养水源，保护和改善自然生态环境，在林业部门实施坡面造林的同时，重点加大沟道治理力度,建成完善的生态农业体系和综合防护体系。
半截塔小流域座落在围场县城西部的半截塔镇、燕格柏乡及牌楼乡，流域总面积18.54平方公里，水土流失面积12.61平方公里，规划治理水土流失面积11平方公里，设计对流域内16条侵蚀严重的沟道进行彻底治理，在沟道内修建谷坊（铅丝石笼谷坊及植物谷坊）群的同时，实施生物封沟（在沙化严重的沟道两侧按2米行距栽植沙棘）；坡面严重沙化地块实施沙障固沙措施；在坡脚营造白榆拦沙带，建造好坡脚拦沙阻沙的生态屏障。
工程设计修建铅丝笼干砌石谷坊坝1043延长米（包括结合槽208米）；植物枝梢谷坊坝900延长米；栽植白榆拦沙带2500米（12500延长米）；实施生物（沙棘）封沟12000米（48000延长米）；沙障固沙155亩。
（三）工程设计
1、沟道工程措施设计
沟道内修建谷坊群，对于石料能运输到施工场地的沟道采用铅丝笼干砌石形式，石料很难运到施工场地的沟道采用修建植物枝梢谷坊坝形式，按20年一遇6小时暴雨标准设计
（1）铅丝石笼谷坊坝设计
①断面确定
根据实地踏察，结合《水土保持技术规范》和《水土保持工程学》，并根据当地以往工程实践经验，谷坊坝高度不超过2.0米。谷坊坝断面采用顶宽１.0米、坝高1.2米（不包括1.0米基础深度）、迎水坡比1:0.75、背水坡比1:1和顶宽１.2米、坝高1.5米（不包括1.0米基础深度）、迎水坡比1:0.75、背水坡比1:1两种型式，根据沟道深度及上游流域面积情况,采用相应的断面（上游汇水面积小且沟道较浅选前者，反之选后者）。
②间距确定
布置谷坊按照因地制宜,因害设防的原则，拦截泥石，防止沟道下切,依据中国水利水电出版社《治河防洪工程》规定，根据谷坊高度Ｈ、沟底天然坡度Ｉ以及谷坊坝后淤土表面稳定坡度Ｉ０，计算谷坊水平间距Ｌ。
③ 谷坊施工
清基：沟床为土质，清基到坚实的母质土上，设计清基1.0米；沟床为淤积沙砾，清基清到硬底基上，谷坊两侧各开挖结合槽１米。严格按设计进行基础及结合槽开挖，预留衬砌位置，及时检查开挖尺寸是否符合设计要求。
砌筑：铅丝笼坝体用块石砌筑，块石厚度不小于30cm，接缝宽度不大于2.5cm，每层砌石必须稳定，上下层错缝搭接，不准出现通缝。详见铅丝石笼谷坊坝设计图。
（2）植物枝梢谷坊坝设计
对于流域内石料很难运输到工程施工场地的部分沟道，主要是沟道尽头部分，设计采用8-10厘米直徑、高1.5米的松树或杨树桩、内填植物枝梢形式的谷坊，树桩桩距为0.5米，行距（排距）0.5米，各树桩间用铅丝绑系牢固，树桩埋入土中0.7米，桩顶分别用3.0米的树干和铅丝绑牢封住，植物枝梢要求分层填土并压实。
2、生物封沟工程设计
为达到沟道工程措施与生物措施相结合的治理效果，在沟道内修建谷坊群的同时，沟道两侧各2米内栽植沙棘进行生物封沟，沙棘栽植密度为：行距2米，株距50厘米，每丛3株。
3、坡脚拦沙带工程设计
在林业部门营造水土保持林及水务部门修建谷坊群和生物封沟的同时，为建好阻沙拦沙的有力屏障，设计在流域内坡脚部位栽植白榆拦沙带，带宽2.0米，栽植白榆5行，行距50厘米，株距50厘米，为避免造成新的水土流失，尽量减少对原有植被扰动，设计采用植苗造林栽植白榆，于当年春季栽植。
4、沙障固沙工程设计
针对流域内部分地块（多为沟道两侧）严重沙化，设计密植沙棘（沙障）进行固沙，沙棘栽植采用行距2.0米，株距3厘米，整地型式采用搂沟栽植。
（四）效益分析
1、生态效益。
工程完工后,项目区新增治理面积11平方公里，项目区可减少土壤侵蚀1.94万吨，起到防风固沙，减少水土流失，为当地工业园区的正常建设及顺利运营提供良好的生态环境。
2、社会效益。
工程的实施，可使项目区内蓄水和涵养水源能力得到大幅度提高，从而极大减轻洪灾给当地造成的损失。由于坡面径流得到有效拦蓄，农用地土壤水分条件得到改善，可增强作物抵御干旱能力，促进林木生长和大地植被的恢复，为京津地区净化了水源，控制了沙源，同时为全县今后沙化治理探索出一条可供推广的模式，社会效益显著。