1 综合说明
1.1 原州区水土流失综合治理工程实施概况
1.1.1 实施概况
原州区位于宁夏南部，境内分清水河、茹河、葫芦河三流域，总面积3506.00km2，其中:水土流失面积2409.00km2，水土流失造成生态环境恶化，加剧了各种自然灾害的发生，严重制约了区域经济和社会的可持续发展。多年来，固原市原州区通过黄河水土保持生态工程茹河一期、茹河二期、农业综合开发水土保持项目马什好项目区、开城项目区、张易河坝系、西川坝系、西川沟小流域、庙台小流域等坡面综合治理工程与沟道坝系工程的实施，探索出了一条贫困山区小流域建设生态高效农业的路子。截目2007年底，各项水土保持措施保存面积达到949.20km2，占水土流失面积的39.40%，其中：建设旱作基本农田44530hm2，沟坝地133hm2，乔木林288.6hm2，灌木林30435.8hm2，经济林1405hm2，果园195hm2，种草11130hm2，封禁治理1800hm2，建设水保治沟骨干工程37座，中淤坝30座，小型淤地坝58座，水窖6600眼，谷坊、涝池等各类小型水保工程7840座。
经过治理，许多过去破烂不堪的小山沟，已变得山青水秀，环境优美，成为贫困山区脱贫致富的榜样。原州区小流域治理成功的经验和做法，得到了各级领导的肯定，一些好的经验已逐步得到推广和应用，并取得了显著的经济和社会效益。
1.1.2 原州区水土保持生态环境建设的主要经验和做法
1 、加强领导，建立健全目标管理责任制
水土保持生态建设是一项跨部门、跨行业的系统工程，项目在实施过程中，原州区政府切实加强了对农业、林业、科技、水利等有关部门的协调，按照各投其资、各负其责、各记其功的原则，各相关部门齐抓共管,各显其能,形成合力,共同参与水土保持生态建设；建立水土保持生态建设目标责任制，并将其列入干部政绩考核的内容，层层签定责任状，做到任务明确，责任到人，一级抓一级，抓出成效。
2、加大宣传力度，提高全社会的水土保持意识
项目在实施过程中，水土保持部门围绕水土保持成效、水土保持作用，宣传水土保持法律法规，重点宣传水土流失的严峻形势及危害，宣传实施水土流失综合治理所产生的经济、生态、社会效益等。通过宣传，增强广大干部群众的水土保持意识和法制观念，做到自觉遵纪守法，保护生态环境。
3、完善政策，加强项目管理
项目在实施过程中，水土保持部门进一步完善水土保持生态建设的各项政策，逐步建立生态环境补偿机制、农民投劳及补偿机制等，利用市场机制引进资金、技术、人才；要按照"谁治理，谁经营，谁受益"的原则，因地制宜采取租赁、承包、股份合作等形式，充分调动广大群众治理水土流失的积极性；坚持国家、地方、集体和个人一起上，多渠道、多层次、全方位筹集建设资金；积极探索社会主义市场经济条件下保护合理开发利用水资源、耕地、草地、林地等自然资源的新机制、新办法。
4、加大执法力度，遏制人为造成的新的水土流失
随着人口的不断增加和经济建设的日益发展，人为造成新的水土流失越来越严重，因此在监督执法上，水保部门以开发建设项目水土保持方案的编制为切入点，将监督、检查、收费"三权"及"三同时"制度落到实处，并加强对已有成果的管护。
5、抓重点。创精品，树典型
一是抓好典型示范，坚持科学选点、科学规划、优化配置各项治理措施。示范小流域要以坡耕地改造利用为重点，加强一乡一色、一村一品的经果林建设，努力建成一批各具特色的高质量、大规模的综合治理典型。二是提高治理的科技含量，大力推广先进实用技术，提高治理成果的综合效益。按照试验、示范、推广的路子，办好各类试验示范区。三是加强技术指导，严把工程质量关，对不符合质量标准的要坚决返工，达不到要求的不予验收。要通过精品小流域及典型示范工程建设，进一步推动全区的水土流失重点治理向高质高效方向迈进。
6、发挥生态的自我修复能力，回快水土流失综合治理
按照新时期的治水思路要求，在坚持以小流域为单元综合治理的同时，对水土流失较轻、人口密度较小、降水较为充沛、自然条件较好的地区，实行大面积的封育保护，依靠大自然的自我修复能力恢复植被。封禁治理要做到范围、措施、投入、人员落实，并妥善解决好封禁治理区群众的生活、收入和经济发展问题，确保封得住，有效果，不反弹。
1.2 黄河水土保持重点防治工程大红沟流域的选择
1.2.1 项目区选择理由
1、根椐自治区水土保持生态环境建设规划，今后宁夏将清水河流域水土流失综合防治工程作为重点建设区，原州区涉及杨达子沟、大红沟、双井沟、冬至河、清水河上游、清水河下游等6条流域综合治理治理工程立项建设，规划从2008-2020年，新增治理水土流失面积796km2，其中建设基本农田3.2万hm2，营造经果林0.36万hm2、其它林木1.2万hm2；人工种草1.6万hm2，封育保护1.60万hm2，建设骨干坝108座、中小淤地坝296座，修建小型水利水保工程1800座（处、眼），估算总投资3.06亿元。
2、大红沟流域为黄河一级支流清水河流域一级支沟。总面积161.00km2。流域位于原州区东部干旱带，与现在实施的茹河二期、西川坝系及正在争取立项的杨达子沟流域相邻，项目区具有一定的水土流失治理基础，当地有较丰富的水土保持工作经验和健全的管理、工作机构，有从事水土保持综合治理的技术力量和治理技术。当地政府和群众对国家投资开展水土流失治理工作有着极大的热情和要求，能够在较短的时间内经过集中、强化治理，建立起水土保持综合防治体系，并取得预期的综合效益。
1.2.2 流域概况
大红沟流域为黄河一级支流清水河流域一级支沟。总面积161.00km2。流域位于原州区东部干旱带，地理坐标东经1060959～1062746，北纬361603～362356。
该流域属黄土丘陵沟壑第二副区，总体地形为东南高，西北低。黄土覆盖较厚，冲沟发育，局部呈黄土梁峁地貌。在河流发育的地段有较小规模的冲洪山间平原洼地。黄土丘陵多呈北东一南西和北西一南东展布。由于受水流切割侵蚀作用，沟谷多为"U"型。沟壑纵横，地形破碎，水土流失严重，水土流失面积151.17km2，侵蚀模数6500吨/km2·年。
流域南起原州区寨科乡大台村，自东南流向西北，至原州区三营镇海淌村汇入清水河，干流全长23.99km。流域由一条主沟大红沟和两条较大平行"Y"字形支沟水沟和干石沟组成。在主沟和两条较大支沟上有十多条较小平行"Y"字形支沟。海拔高程在2131.6—1530m之间，相对高差为601.6m，沟壑密度2.3km/km2。，该流域的气候属属干旱温和气候区，多年平均气温6.2℃，大于10℃的积温为2360℃，无霜期120～140天，年蒸发量1800.0mm。
流域涉及原州区寨科、炭山、三营、黑城等4个乡（镇）的14个行政村及云雾山、石岘子林场的一部分。现有人口12369人，2791户，农业劳动力6961个，土地总面积161.00km2，现有耕地7336.78hm2，其中水平梯田723.69hm2，人均基本农田0.06hm2。2007年底，全流域粮食总产量为531.86万kg，人均产粮430kg，人均纯收入1617.00元。
截止2007年底，流域内坡面治理保存面积32.87km2。其中:人工草216.24hm2，乔木林312.41，灌木林1418.66hm2，经济林53.40 hm2， 封禁治理562.42hm2，水平梯田723.69hm2。治理度21.74%,林草覆盖率15.82%。流域内现保存有水窖2791眼。
大红沟流域具有一定的治理基础，但从措施布局上来看,存在以下三方面的问题:一是现状措施主要集中在上游延公路一带，下游措施面积较少，空白区较多。二是措施结构不合理,村与村之间差别较大；二是林分结构不合理，绝大多数林分是中、幼林，林业产值低。而且现状措施结构不合理、布局不科学、综合效益功能不强，不能适应区域农业综合开发需要，所以从整条流域考虑，应通过集中连片治理和大规模治理，加大治理力度，形成规模效益，为西部大开发创造一个良好的生态环境。改善群众生产、生活条件，促进地方经济和谐发展。同时，通过项目建设在质量、规模、效益等方面起到典型示范作用，为区内其他同类治理项目建设提供治理经验。
1.3 可研编制依据和过程
流域可行性研究，依据国标《水土保持综合治理规划通则》、《水土保持综合治理技术规范》、《水土保持综合治理效益计算方法》、《水土保持建设项目前期工作暂行规定》（中华人民共和国水利部2000年）等有关技术规范、规定的要求，根据流域地形特征、水土流失特点、治理现状以及已批复项目情况，将全流域共划分为5个小流域（片）治理单元，并提出了不同治理单元和各小流域（片）防治任务和措施配置模式。2008年1月～2008年3月组织技术人员，经过资料收集、现场勘测、调绘和内业分析论证的基础上，确定了原州区大红沟流域治理措施布局及建设规模编制完成了《黄河水土保持重点防治工程宁夏固原市原州区大红沟流域可行性研究报告》。
1.4 工程建设规模、内容与工期
1.4.1 流域建设规模与内容
针对目前流域存在的突出问题，结合流域经济发展方向，通过外业查勘和分析论证以及方案比选，确定流域建设内容和工程规模为：
治理期新增治理水土流失面积73.06km2。新增治理程度48.33％，累计治理程度达到70.07％。其中:新修水平梯田2010.01hm2，栽植乔木林104.69hm2，灌木林897.44hm2，发展庭院特色经果林10.00 hm2，发展退耕经济林227.38hm2，人工种草1106.88hm2，封禁治理2950.00 hm2（工程围栏86321m、管护房50 m2、宣传牌5座、舍饲羊棚115栋）；新建涝池50座，水窖150眼，泉水改造10处；新修田间道路138km。
1.4.2 建设工期
流域建设从2009年开始实施，2011年竣工，工期3年。年均治理面积24.35km2，年治理进度为16.11%。
1.5 工程投资估算、资金筹措
工程共动用土石方819.73万m3，砼及钢筋砼483m3,砂浆441m3,总投工27.38万工日，工程总投资2950.74万元，其中工程措施费1819.83万元，林草措施费612.83万元，封禁治理措施费144.70万元，独立费用206.35万元，预备费167.02万元。
工程建设按照国家、地方和受益群众共同承担的原则筹集，申请中央投资1256.59万元，地方匹配1070.89万元，群众自筹623.26万元。单位面积总投资40.39万/ km2，单位面积中央投资17.20万/ km2。
地方配套资金中，利用项目捆绑的方式配套资金625.17万元，占地方配套资金的58.39%。
1.6 效益分析
新增水土流失治理面积73.06km2，新增治理程度48.33%。期末累计治理水土流失面积105.93km2，累计治理程度达到70.07%。新增林草面积5296.39hm2，林草覆盖率达到48.82%。年可减少泥沙流失量32.78万t，各业年产值可达到4252.84万元，比治理前增加846.28万元。农村居民人均年纯收入达到2070元，比治理前增加453元，提高了28.0%。
根据国民经济效益分析指标，当i=7%时，经济内部收益率为12.68%，净现值3595.25万元，效益费用比为1.83，投资回收年限为9年，因此项目在经济上是可行的。
流域工程特性表见表1-1、续表1-1。
表1—1 大红沟流域综合治理工程特性表
序号及名称 单位 数量 备注
一、建设条件
1.项目区面积 km2 161
2.项目区人口 人 12369
3.农业人口 人 12369
4.多年平均降水量 mm 420
5.实测最大24小时降雨量 mm 50
6.多年平均大风日数 d 22
7.多年平均气温 ℃ 6.2
8.林草覆盖率 % 15.92
9.水土流失面积 km2 151.17
10.土壤输沙模数 t/km2·a 6500
11.治理面积 km2 32.87
12.治理面积比例 占总面积 % 20.42
占流失面积 % 21.74
续表1—1 大红沟流域综合治理工程特性表
序号及名称 单位 数量 备注
二、设计标准
1.工程防御暴雨标准 (P=10%) mm 94 24小时
(P=5%) mm 120.5 24小时
2.造林保存率 % 85%
三、工程规模
1.综合治理面积 km2 73.06
基本农田 hm2 2010.01
乔木林 hm2 104.69
灌木林 hm2 897.44
庭院特色经果林 hm2 10
经济林 hm2 227.38
种草 hm2 1106.88
封禁治理 hm2 2950
4.小型水保工程 座、处 210
6. 道路（田间） km 138
7.预防保护区面积 km2 /
8.监督区面积 km2 /
四、施工
1.主要工程量 万m3 820.47
土方量 万m3 819.73
砂浆 m3 441
混凝土量 m3 483
2.交通道路 km /
3.主要材料
水泥 万t 304.92
钢材 t
柴油 万t 540.29
树苗 万株 127.02
种籽 万kg 9.02
4.所需劳力及设备
总用工日 万工日 27.38
年均用工日 万工日 9.13
5.施工期限 年 3
五、工程效益
1.年拦沙能力 万t 32.78
2.年蓄水能力 万m3 101.63
3.林草覆盖率 % 48.82
4.累计治理面积比例(占水土流失面积) % 70.07
5.经济效益 万元 18677.17
六、经济指标
1.静态总投资 万元 2950.74
工程措施费 万元 1819.83
林草措施费 万元 612.83
封禁治理措施费 万元 144.70
独立费用 万元 206.35
基本预备费 万元 167.02
2.动态总投资 万元
3.综合经济指标
单位治理面积总投资 万元/km2 40.39
单位治理面积总经济效益 万元/km2 255.64
效益费用比 1.83 7%
经济净现值 万元 3595.25 7%
内部回收率 % 12.68
投资回收期 年 9
2 流域概况
2.1 流域位置
大红沟流域位于宁夏固原市原州区东部，中心距固原市城区55km，地理坐标东经东经1060959～1062746，北纬361603～362356。（见地理位置图），呈西北—东南走向，呈叶状。为黄河一级支流清水河流域一级支沟，流域位于原州区东部干旱带，总面积161.00km2。
流域行政区划见附图1。
2.2 自然条件
2.2.1 地质地貌
1、 地质
(1)地层岩性
流域内主要出露的地层有第四系全新统层（Q4lal）角砾，第四系上更新统Q3m黄土，第三系中新统红柳沟组（N1h）泥岩等地层，现由老至新分述如下：
①第三系中新统红柳沟组（N1h）
岩性主要为桔红—桔黄色泥质砂岩、砂质泥岩及泥岩等，属河湖相沉积，泥质胶结，厚层状，分布于黄土层下。在切割较深的沟谷底部零星分布。
②第四系上更新统（Q3m）
岩性主要为黄土、土黄色，较松散，具大孔隙，垂直节理发育，透水性强，多见有黄土喀斯特地貌发育，含有大量的云母和少量钙质结核，是构成黄土丘陵的主要岩性。
③第四系全新统（Q4lapl）
岩性主要为角砾，杂色，稍密—中密状态，厚度0.5—1.0m左右，主要以透镜体形式分布于沟底。一般粒径0.5—2.0cm，最大粒径约10cm，次棱角状，成份为灰岩、砂岩等，大于2mm的颗粒占70%左右，粉细砂及少量粘性的土充填。
(2)地质构造及地震
流域位于中朝准地台的西南边缘和祁连褶皱系的东北端，横跨地槽和地台两个一级构造单元。以红糜子湾—黑马泉大断裂为界，其西归于祁连褶皱系走廊过渡带。其东则属中朝准地台鄂乐多斯中台拗。工作区的褶皱构造中，背斜和向斜发育程度不同，其中以背斜为主，这些背斜多为小型的短轴背斜或穹隆构造。地壳发展历史有明显的过渡性及断块升降为主的特点。
本区历史上地震活动十分频繁，据史料记载，1219年—1969年的750年内，内发生过4级以上地震24次，其中6级以上6次。最强烈的是1920年12月16日海原大地震，震级8.5级，震中裂度12度。1920年—1969年49年间共发生4级以上地震20次，平均每两年半一次4级以上地震发生。据查《中国地震参数区划图》（1/400万）工作区的地震动反应谱特片周期为0.40，地震动峰值加速度0.20g，地震基本裂度为Ⅷ度。
(3)水文地质
流域内黄土中一般无地下水，地下水埋深在60m左右。地下水的运动方向由两边山地向沟中运动，与地表径流基本一致。地下水径流条件和排泄条件由北向南逐渐变差。流域内地下水由大气降水及基岩裂隙水补给，受季节影响较大。地下水多以下降泉的形式沿河谷分布，出露于地表，汇入河流。第四系孔隙潜水水力联系较好，地下水位连续，多为地下水补给河水，但在下游，河水补给地下水。
2 、地貌
大红沟流域地处黄土丘陵沟壑区第五副区与黄土丘陵沟壑区第二副区过渡带。流域上游主要为黄土丘陵沟壑区第五副区特征，有缓坡黄土梁、峁、坡和壕掌等地貌。梁、峁、坡、壕掌之间没有明显的界限。特别是坡、壕掌之间，坡的坡度一般在15左右，壕掌的坡度一般在15－5之间，少数地方在5以下。
流域中下游主要为黄土丘陵沟壑区第二副区特征，有黄土梁、峁、梁峁坡、沟坡、沟谷、沟床等地貌。其特点为山大沟深、梁长沟窄，一般沟底到梁峁顶高差在200m以上，梁长在2km左右。海拔高程在2131.6—1530m之间，相对高差601.6m，沟壑密度2.3km/km2。
3、沟道特征
流域由一条主沟大红沟和两条较大平行"Y"字形支沟水沟和干石沟组成。在主沟和两条较大支沟上有十多条较小平行"Y"字形支沟，毛沟不很发育。主沟与支沟沟道特征基本相近，除上游壕掌呈宽浅"V"型外，其余多呈窄""字形，沟底宽一般在10-30m，最宽处40m左右，最窄处仅1-2m。流域主沟长33.99 km，两条较大支沟长度分别为10.15km和9.9km。全流域大于200m的沟道总长度370km，。流域沟壑纵横，地形破碎，沟谷地面积占总面积的49.5%，沟间地占总面积的50.5%，沟壑密度为2.3km/km2。流域沟床平缓，比降约为4。
4、 土地类型与坡度组成
流域总土地面积16100.00hm2，土地类型主要有梁峁盖地、梁峁缓坡地、梁峁陡坡地、梁峁坬地、壕掌地、台地、台边缓坡地、台边陡坡地、陡坡塌地、沟坡地、崖坬地、水平梯田等十几种类型。在总土地面积中，坡面面积占50.5%，沟谷面积占49.5%。土地坡度组成为：＜5的面积982.62hm2，占流域总面积的6.1% ；5－15的面积2283.63hm2，占流域总面积的14.18% ；15－25的面积5926.22hm2，占流域总面积的36.81% ；25－35的面积2721.05hm2, 占流域总面积的16.90% ； ＞35的面积4186.48 hm2，占流域总面积的26.00% 。土地坡度组成详见表2-1，附表3。
表2-1 大红沟流域土地坡度组成表
省（区） 项目区 总面积 坡度组成结构
<5 5—15 15—25 25—35 >35 小计
面积 占比例 面积 占比例 面积 占比例 面积 占比例 面积 占比例 面积 占比例
hm2 hm2 % hm2 % hm2 % hm2 % hm2 % hm2 %
宁夏 唐家湾小流域 2788.00 196.30 7.04 508.73 18.25 858.79 30.80 297.3 10.66 926.88 33.25 2788.00 100.00
刘家台小流域 2879.00 115.96 4.03 243.43 8.46 1008.60 35.03 643.12 22.34 867.89 30.15 2879.00 100.00
石碳沟小流域 4137.00 200.97 4.86 376.17 9.09 1565.57 37.84 645.82 15.61 1348.47 32.60 4137.00 100.00
上大台子小流域 2382.00 192.11 8.07 761.35 31.96 824.20 34.60 229.8 9.65 374.54 15.72 2382.00 100.00
顾家台小流域 3914.00 277.28 7.08 393.95 10.07 1669.06 42.64 905.01 23.12 668.70 17.08 3914.00 100.00
合计 16100.00 982.62 6.10 2283.63 14.18 5926.22 36.81 2721.05 16.90 4186.48 26.00 16100.00 100.00
2.2.2 土壤植被
1、土壤
根据土地资源调查表明，流域内土壤主要为黄绵土，土壤质地疏松，遇水易溶解。成土母质为第四纪黄土，具有土层深厚、疏松多孔、垂直节理发育、土质上下均匀、无明显沉积等特点。土壤中有机质含量在0.5%—1%之间，养分缺乏，呈碱性。沟谷坡下部分布有少量红胶土。沟底分别有多个沉积台，在沉积台主要为沉积沙土，沉积台之间部分地方有出露的岩石。
2、植被
流域植被区划属干旱草原地带，根据史料记载，流域内从古代开始就是畜牧区，以牧为主，天然草场资源丰富，产草量较高，后来由于人口增长，毁草开荒，加之过渡放牧天然植被遭到严重破坏，导致严重的水土流失。现在残留的天然植被主要是一些低矮的草本植物，如虎榛子、长芒草、茭蒿、铁杆蒿、百里香、冷蒿等，覆盖度较低，其保水保土作用很低，其下部均有不同程度的水土流失现象发生。云雾山自然保护区在大红沟流域内实有草场面积389.68hm2，是中国西北黄土高原长芒草为主的草原植被。近年来，固原市原州区通过封山禁牧，舍饲养殖，在环云雾山周围实施大面积封山禁牧措施，但恢复较慢。
流域内的人工植被主要有山杏、山桃、柠条、沙棘、紫花苜蓿等。这些林草大部分为近年来实施的退耕还林草工程，多为林草混交种植，另外还有一部分房前屋后零星种植的牧草，通过图斑勾绘和查阅退耕还林还草资料，确定流域内现状林草措施面积占总面积的15.92%。其中：乔木林面积312.41hm2，占总土地面积的2.42%，灌木林面积1418.66hm2，占总土地面积的8.81%，人工种草216.24hm2，占总土地面积的1.34%，封育面积562.42hm2，占总土地面积的3.49%。
表2－2 大红沟流域植被状况统计表
项目区 总面积 (km2) 人工造林（hm2） 人工种草（hm2） 封育 措施面积合计 (hm2) 林草覆盖率(%)
乔木 灌木 经济林 小计
唐家湾小流域 27.88 351.52 43.40 394.92 47.59 172.74 615.25 22.07
刘家台小流域 28.79 312.41 269.17 581.58 37.64 619.22 21.51
石碳沟小流域 41.37 567.98 567.98 55.27 623.25 15.07
上大台子小流域 23.82 106.58 106.58 26.34 255.68 388.60 16.31
顾家台小流域 39.14 123.41 10.00 133.41 49.39 134.00 316.80 8.09
合计 161.00 312.41 1418.66 53.40 1784.47 216.24 562.42 2563.13 15.92
2.2.3 耕地类型与坡度组成
流域有耕地面积7336.78hm2，其中机修水平梯田723.69hm2，坡耕地6613.09 hm2。其中：＜5的面积848.34hm2， 占坡耕地面积的11.56%；5－15的面积1691.98hm2，占坡耕地面积的23.06%；15－25的面积4213.42hm2，占坡耕地面积的57.43%；25－35的面积583.04 hm2, 占坡耕地面积的7.95%。耕地坡度组成详见表2-3，附表5。
表2-3 大红沟流域坡耕地坡度组成表
项目区 总面积 坡度组成结构
<5 5—15 15—25 25—35 >35 小计
面积 占比例 面积 占比例 面积 占比例 面积 占比例 面积 占比例 面积 占比例
hm2 hm2 % hm2 % hm2 % hm2 % hm2 % hm2 %
唐家湾小流域 501.71 166.86 33.26 191.92 38.25 127.03 25.32 15.91 3.17 0.00 501.71 100.00
刘家台小流域 1080.18 98.57 9.12 206.92 19.16 756.88 70.07 17.82 1.65 0.00 1080.18 100.00
石碳沟小流域 2088.89 170.82 8.18 319.74 15.31 1352.46 64.75 245.86 11.77 0.00 2088.89 100.00
上大台子小流域 1198.48 163.29 13.63 602.15 50.24 409.36 34.16 23.68 1.98 0.00 1198.48 100.00
顾家台小流域 2467.52 248.80 10.08 371.25 15.05 1567.69 63.53 279.78 11.34 0.00 2467.52 100.00
合计 7336.78 848.34 11.56 1691.98 23.06 4213.42 57.43 583.04 7.95 0.00 0.00 7336.78 100.00
2.2.4 气象水文
1、 气象
流域所在区域属干旱温和气候区，春季干旱多风，夏季干燥炎热，秋季凉爽短促，冬季严寒漫长。流域日照充足，温差较大，雨热同季，四季分明。多年平均气温6.2℃，大于10℃的积温为2360℃，无霜期120--130天，年蒸发量1800.0mm。气象特征值详见表2-4。
表2-4 大红沟流域气象特征值表
气象站名 气温C 10积温 年日照时数 无霜期 总辐射量 大风日数 平均风速 观测年限
年最高 年最低 年平均 C h d 千卡 D m/s 年
固原 34.6 -28.1 6.2 2360 2595 120-130 128 28 2.8 81-99年
2 、 降水
流域年最大降水量718.7mm，最小降水量264.1mm，多年平均降水量420mm。其中6～9月降水量占全年降水量的68.1%，且降水多以暴雨的形式出现，历时短，强度大，是形成高含沙洪水和产生水土流失的主要原因。降水特征值表详见表2-5。
表2-5 大红沟流域降水特征值表
雨量站名 年降水量(mm) 多年平均汛期降水量
（mm） 多年平均暴雨次数（次）
最大 最小 年平均
量 年份 量 年份
固原 718.7 1964 264.1 1969 420 286 0.8
3、 径流、泥沙
1）径流
根据《宁夏回族自治区地表水资源》分析计算，流域多年平均径流量为338.1万m3，最大年578.6万m3，最小年212.6万m3，年平均径流深21mm。受年内降水不均影响，年内径流量分配极不均匀，径流量主要集中在6-9月（占79.1%），8月份最多，占20%-40%，1月份最少，占1%-3%。夏粮作物生长期的4-6月份径流量占全年的15%左右，造成作物生长期水量不足。夏季由于受地形因素影响，暴雨集中，历时短，往往产生局部暴雨洪水，引起洪灾。受近年大范围干旱影响，各支沟很多潜流泉眼干涸，沟河断流。
2）泥沙
根据《宁夏回族自治区地表水资源》分析计算，流域多年平均输沙量98.26万T。泥沙主要特点为：一是年内分配不均，汛期6-9月份输沙量占全年输沙总量的95%，且集中分配在汛期的几次暴雨洪水过程中；二是年季变化大，实测最大年，最小年之比达29.5倍；三是年含沙量大，达到44.9kg/m3，最大年1974年达855 kg/m3。
表2—6 流域径流泥沙特征值表
流域面积(km2) 年径流量（万m3） 多年平均汛期径流量
(万m3) 多年平均洪水次数(次) 径流模数
(万m3/km2.a) 年输沙量(万t) 年输沙模数(t/km2.a)
最大 最小 多年平均
径流量 年份 径流量 年份
161.00 578.6 1964 212.6 1969 338.1 267.4 0.8 2.1 98.26 6500
注：洪水指一次洪峰2倍多年平均流量的径流过程。
4水文泥沙分析计算
1） 水文分析
不同设计频率洪量模数和不同频率洪峰模数根椐《宁夏暴雨洪水图集》,由于大红沟流域和西川沟流域为清水河上游两条相邻的支流,同处于原州区寨科乡境内,因此,大红沟流域水文分析计算参考《黄土高原地区水土保持淤地坝建设宁夏西川沟流域沟道工程可行性研究报告》分析计算，其结果见表2—7。
表2—7 大沟流域不同设计频率洪峰、洪量模数表
洪水频率P（%） 0.33 0.5 1 2 3.33 5 10 20
洪峰模数(m3/s.km2) 4.97 4.62 4.08 3.4 3.06 2.77 2.1 1.54
洪量模数(104m3/km2) 9.17 8.48 7.39 6.28 5.52 4.98 3.59 2.64
2） 年均输沙量
（1）输沙模数
Msb=（1+）Ms
式中：Msb—输沙模数，t/km2·a；
Ms —年均悬移质输沙模数，t/km2·a，红年均悬移质输沙模，
由《宁夏水文手册》查得为6000t/km2；
—推移质比例系数，一般取0.05～0.23，取=0.08。
由上式计算流域年输沙模数6500 t/km2·a。
（2）年均输沙量
年均输沙量采用下式计算：
W=MsbF
式中：W—年均输沙量，t；
F—流域水土流失面积，km2；
其它符号意义同前。
通过计算流域多年平均输沙量98.26万t。
2.2.5 水资源及满足程度
流域内水资源由地表径流和地下水两部分组成，由于地表径流和地下径流主要补给来源均为大气降水，因而水资源总量随降水变化而变化，根据多年实测资料表明，项目区年平均降水总量6762万立米，其中90%用于植物吸收和土壤蒸散之中的水量为6085.80万m3，实际水资源量为676.2万m3，其中地表径流量为338.1万m3，地下水为资源338.1万m3。
流域水资源主要特点为：一是水资源贫乏，流域人均占有地表径流量为227.8m3，耕地每公顷平均占有地表水资源量为298.4 m3，远低于全国和黄河流域水平；二是利用难度大，在年产水量中，汛期（6-9月）洪水总量为267万m3，占地表径流量的79.1%，由于没有有效的拦蓄工程，致使大量的洪水资源经河道排放出境，未能有效利用。
项目区地下水靠其地表入渗补给，且互相补充，地下水主要含水层底板埋深在150-200米以下不等，利用难度大。
项目区现有总人口12369人，有大牲畜4187头，小家畜13955只，根据预测，到项目期末，总人口为13026人，大家畜5878头，小家畜29390只，作为今后农业发展预测，可灌溉农田根据当地经济发展规划考虑为0.3万亩，林、草灌溉面积达到0.1万亩。
参考《宁夏水资源开发利用规划》资料，立足本地区缺水的实际情况，项目区各行业用水定额的确定原则为：
1) 农业灌溉用水:扣除作物生长期的有效降雨按60立米/亩考虑。
2) 工业及乡镇企业用水定额按照规划期末工业生产发展及技术进步对水资源消耗的影响确定。
3) 城镇居民和农村人、畜用水，考虑人民生活水平不断提高，用水量有所增加考虑，具体指标见下表2-8
表2－8 项目区各行业需水定额表
水平年 农田灌溉
立米/亩 工业用水
立米/万元 城镇居民
用水
升／人·日 农村人、畜
人
升／人·日 羊
升／只·日 大家畜
升／头·日 猪
升／只·日
现状 60 422 100 30 8 30 10
2008年 60 252 130 30 10 30 20
根据国民经济各行业发展指标及需水定额分析，到2011年流域需水量84.40万m3，占水资源总量12.50％。其中农业人口需水量40.05万m3，大家畜需水量5.33万m3，羊需水量2.84万m3，其它各业用水量35.37万m3，由于人口一般居住在山坡的中上部，目前利用的主要形式为水窖，且户均只有一眼，除集流场拦蓄一部分径流外，主要靠人挑、牲畜拉运将库坝或泉水贮存于水窖中，以供生活之用，不能满足生活用水和经济社会可持续发展需要。但是，随着东部人饮工程和一些扶贫开发工程的实施，区域内人畜饮水困难可基本得到解决。
2.3 社会经济条件
2.3.1 人口状况
流域涉及原州区寨科、炭山、三营、黑城等四个乡(镇)的北淌、新淌、东淌、大台、湾掌、红沟、炭山、丘陵、石珠湾、海淌、唐湾、六窑等11个行政村及石岘子林场、云雾山草原管理站的一部分。涉及农户2791户，人口12369人，劳力6961个。人口密度为77人/km2，人口主要分布在坡面上部、沟道两岸台地上。根据宁夏回族自治区及固原市原州区统计资料分析及当地计划生育政策，人口自然增长率13递增。流域社会经济现状见表2—9。
表2—9 土地、人口、劳力现状表
名称 流域 合计
唐家湾小流域 刘家台小流域 石炭沟小流域 上大台子小流域 顾家台小流域
面积(hm2) 总 2788 2879 4137 2382 3914 16100
流失 2592 2763 3936 2190 3637 15118
户数(户) 261 565 829 395 741 2791
人口(人) 总 1098 2428 3731 1778 3334 12369
农村 1098 2428 3731 1778 3334 12369
劳力(个) 648 1400 2073 988 1852 6961
人口密度(人/km2) 39 84 90 75 85 77
人均土地(hm2/人) 2.54 1.19 1.11 1.34 1.17 1.3
人均耕地 0.46 0.44 0.56 0.67 0.74 0.59
2.3.2 土地利用状况及存在的问题
1、土地利用状况
大红沟流域土地资源丰富，人均土地1.30hm2，为流域发展农牧业提供了最基本的条件。截止2007年底，流域土地利用状况：农耕地7336.78hm2，其中：坡耕地6613.09hm2，水平梯田723.69hm2；乔木林312.41hm2，灌木林1418.66hm2，经济林53.4hm2，人工草地216.24hm2；封育草562.42hm2；荒地5845.88hm2；未利用地75.14hm2；其它用地279.12hm2。土地利用比例：农耕地45.57%、林地11.08%、牧草地4.84%、荒地36.31%、未利用地0.47%、其它用地1.73%。流域土地利用特点：农业用地比重大，林地和草地面积较小，荒山面积较大。
2、土地利用潜力
1）土地自然生产潜力。原州区东部山区坡耕地粮食单产在750kg/ hm2左右，而水平梯田的粮食单产在2250kg/ hm2左右，是坡耕地的3倍。所以，通过坡耕地改造增加基本口粮田，是坚持以人为本和解决民生问题关键。
2）土地后备资源潜力。流域坡耕面积6613.09hm2，荒地5845.88hm2，分别占土地总面积的41.08%和36.31%。因此，土地后备资源潜力大。
3、土地利用存在的主要问题
1）农、林、牧用地不协调
农业用地面积较大，林草地面积较小，占总土地面积45.57%的耕地中高标准基本农田比例少，人均基本农田仅0.06hm2。随着人口持续增长、畜牧业与基本农田、草地发展缓慢之间的矛盾较为突出。主要表现在农林牧用地比例失调（1：0.24：0.11），产业结构内部土地利用方式落后，土地利用率低（63.2%），林草覆盖率低（15.92%），导致了流域生态环境脆弱，土地生产率低，土地利用结构不合理。
2）天然牧草地退化
大红沟流域位于半农半牧区，畜牧业发展在经济生活中占有重要地位，由于长期掠夺式经营天然草场退化严重，仅有的216.24hm2人工草地，远不能满足流域畜牧业发展需要，农民想养羊而无草可喂，多年来形成的放养习惯还没有改变。因此，草地建设是畜牧业发展的关键，也是流域生态环境建设重要环节。
3）土壤瘠薄，农业生产低而不稳
一是由于水土流失面积造成土壤流失养分流失；二是由于农田不合理施肥造成土壤板结，有机质含量不断减少，使土地质量显著下降。三是旱灾频繁。以上情况造成流域内生态环境脆弱，致使农业生产稳定性差，严重制约经济发展。
4）土地管理的法制、机制和体制不健全，土地资源和资产管理不到位，土地利用不充分。
2.3.3 经济状况
1、农业生产状况
2007年底，流域农村各业总产值3406.55万元，其中种植业1746.58万元，林业187.37万元，牧业532.25万元，副业940.35万元。农村各业产值占总产值比例依次为51.27%、5.55%、15.62%、27.60%。粮食总产531.86万kg，人均产粮430kg。农村人均纯收入1617.00元。见表2—10。
表2—10 大红沟流域农村产业结构与产值现状表
流域
名称
农业 林业 牧业 副业 合计 农业 林业 牧业 副业 合计
唐家湾小流域 136.06 41.47 54.90 91.50 323.93 42.00 12.80 16.95 28.25 100.00
刘家台小流域 277.39 61.07 82.44 225.86 646.76 42.89 9.44 12.75 34.92 100.00
石碳沟小流域 601.60 59.64 174.11 257.02 1092.38 55.07 5.46 15.94 23.53 100.00
上大台子小流域 330.78 11.19 70.33 118.53 530.83 62.31 2.11 13.25 22.33 100.00
顾家台小流域 400.75 14.01 150.47 247.43 812.66 49.31 1.72 18.52 30.45 100.00
合 计 1746.58 187.37 532.25 940.35 3406.55 51.27 5.50 15.62 27.60 100.00
流域农村经济种植业占主导地位，沿袭"广种薄收"的生产方式，集约化程度不高，生产水平较低，自我发展和抵御自然灾害的能力有限。农业生产主要以粮食为主，油料次之，粮食作物与经济作物播种比为7：3。粮食作物主要种植糜谷、玉米、小麦、豆类、荞麦等，油料作物主要有胡麻、向日葵等，经济作物较少。牧业以养牛、养羊为主，除为农业生产提供必要的生产和生活资料外，畜产品进入市场，成为当地群众主要经济来源。2007年底，存栏大家畜4187头，羊只8373只。副业主要是小型运输、加工业及劳务输出等。
2、农产品的市场供需
农业在流域经济的重要地位不言而喻，自实行农村家庭承包经营制度以来，农户是农业的生产和经营的基本单位，农户是市场主体。尽管流域各级政府致力于建立统一的农产品市场的流通体制改革，但农产品的市场体系建设、信息网络建设以及市场的组织化程度滞后，市场的一体化程度还很低，统一、有序的农产品流通大市场还未形成，市场的合理配置资源的基础作用薄弱，农产品总量平衡、季节平衡、区域平衡、年际平衡的能力较低，稳定市场价格的功能还远远没有充分发挥，这也正是目前农产品流通体制的最大弊端。
流域粮食基本能满足自给，只有少部分参与市场流通，农产品的市场流通主要是经济作物如豆类、油菜籽、马铃薯等，畜牧业在流域农产品市场供需中占有重要的地位，畜产品加工业具有一定的基础，并具有民族优势，除能满足流域自给外还有一定的外销能力，从市场需求及加工能力看，流域畜牧业发展具有一定潜力。但由于畜牧业规模小，家庭经营中的"小而散"、"小而全"与市场需求的专业化、规模化、集约化经营、企业化管理不相适应。由于缺乏资金投入，生产规模小，效益差，许多先进科学技术得不到应用，无论从畜产品产量和质量上，都很难满足市场需求。
3、农业经济结构和存在的问题
1）农业经济结构特点
（1）种植业以旱作农业为主
流域位于暖温带半干旱气候区，降雨年际变化大，1957～1979年资料统计，23年内春旱发生15次，夏旱13次，一年中降水主要集中在6月下旬至9月中旬，6～9月的降水量占到全年总降水量的79.1%，年平均蒸发量1800mm，是平均年降雨量的4.29倍，对作物的生长影响较大，而流域水资源极为贫乏，年内和年际之间分布相差悬殊，极不稳定，每年每km2年均仅产水2.1万m3，加之流域水资源利用工程少，有限的水资料利用率较低，这就形成了流域种植业生产以旱作为主的特点。
（2）农业生产潜力较大
流域农业生产虽然低而不稳，但潜力尚大，据1980年自然资源调查，从光、热、水、肥四个因素分析，年总辐射128千卡/cm2.a，日照率57%，日照时数2595h，光能利用率仅0.2%，因此，光能不是限制流域生产和产量的因素。热量虽还不够丰富，积温偏低，但在目前生产水平条件下，达到较高的生产水平是完全可能的。水份潜力据估计，平均降水年基本农田每hm2产2250kg，最低降水年1500kg，最高降水年可达3000kg。肥力对产量影响极为明显，也是目前产量低而不稳的主要因素，在上等肥力条件下每hm2产春小麦3500kg，用水效率达0.52kg/mm，中等肥力条件下每hm2产春小麦2250kg，用水效率达0.38kg/mm，低等肥力条件下每hm2产春小麦1500kg，用水效率达0.21kg/mm。从现状生产看，农作物的生产潜力尚大。
（3）林业生产薄弱
根据流域自然资源、土地、社会经济等限制因素，流域林木主要是生态林，能提供林木产品发展农村经济的数量较少。
（4）牧业生产受到一定限制
由于流域位于农牧交错区，畜牧业在农业经济产业结构中占有较大的比例，大家畜在经济过程中，主要是为农业生产提供役畜、有机肥料，小家畜主要是羊，作为流域农业经济发展的主体，除部分为农民自产自给外，大多数羊参加市场流通，获得一定的经济效益。随着宁夏全面禁牧政策的实施，流域畜牧业发展急需解决的问题，一是草产业发展滞后，二是舍饲设施和舍饲技术落后，三是在品种改良和新品种引进方面跟不上。致使畜牧业在该地区的地位逐渐下降。
（5）工副业形成多元化
随着社会生产体制的变革和商品经济的发展，农村工副业生产成为农业经济的主要成份，这也是农村经济来源的主要渠道。工副业生产水平的提高，势必增强农业经济产业结构的内部活力，促进农业经济的发展。流域现有农副产品加工、土木建筑和劳务输出等多个工副业生产，为流域工副业生产提供了发展的基础。
2）农业经济结构存在的问题
（1）人口剧增
流域每km2人口密度由1963年的47人上升到77人，由于人口增长迅速，农业生产水平低下，物质再生产与人口增长失去平衡，人口持续增长、畜牧业与基本农田、草地发展缓慢之间的矛盾较为突出，直接影响流域生态和粮食安全。
（2）农业生产水平低下，农业产值结构不尽合理
流域近几年农业生产有了较大发展，但生产水平仍然低下，2007年每个劳动力生产粮食764kg，1984年每个劳动力平均生产粮食624kg，相比之下有所提高，但生产水平仍然低下。农业结构仍然不合理，畜牧业、林业、副业发展仍很缓慢，畜牧业在农业产值中占15.62%，林业比重更小仅占5.50%。在总产值中，农业人口平均农业产值1412.07元，林业产值151.48元，畜牧业430.31元，副业760.25元，说明畜牧业、林业发展仍很缓慢。
2.3.4 交通、水利等基础设施
交通有固—环、黑—炭公路沿流域分水岭通过，流域涉及各村与乡政府均有简易公路相通。另外10KV输电线路通往各村，基本实现了村村户户通电。
流域内水利工程发展缓慢，到目前，沟道内没有一座控制性工程，原州区水利局多次计划在流域出口处修建水库，但由于上游来水含沙量太大，讯期无法需水，专家建议首先搞好上游坡面水土流失综合治理，然后再在下游建设水库，以保证蓄水工程的长期永续利用。因此，搞好大红沟流域水土保持生态环境建设，不仅可以促进流域内经济社会的可持续发展，而且对于下游水库的仅快建设，发展灌溉促进下游的经济社会的可持续发展具有十分重要的意义。
2.4 对当地自然条件和资源的评价
2.4.1 土地资源丰富
流域土地资源丰富，开发潜力巨大，但由于土地瘠薄，加上"广种薄收"掠夺式经营，土地生产力下降，土地承载力降低，环境容量及人口承载能力不断下降，造成"愈贫愈垦，愈垦愈贫"的情况，严重制约着农业生产的可持续发展和农村生产生活条件的改善。
2.4.2 光热资源充足
光照充足、昼夜温差大，有利于经济林果光合作用及果品糖份积累，是经济林果尤其是早酥梨、仁用杏等的适生区和优质高产区。
2.4.3 植被覆盖差
流域植被覆盖差，草场退化严重，坡耕地面积大，生态环境日趋恶化，造成生态系统抵抗自然灾害能力和防御保护能力降低或基本丧失。为此必须搞好水土保持生态环境建设，加强水土流失综合治理，增加林草覆盖度，改善生态环境，增强小气候的调节能力，促使生态环境向良性化方向发展。