人工河道水土流失綜合防治及效益——以懷洪新河續(xù)建工程（安徽段）為例

張茂章

一、前言

懷洪新河續(xù)建工程是以分泄淮河洪水，擴(kuò)大淙潼河水系排水出路為主，兼有灌溉、航運(yùn)、供水等綜合效益的國(guó)家“八五”期間治淮重點(diǎn)骨干工程。地處淮河以北，屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均氣溫14℃～15℃，年降雨量800～900mm；流域土質(zhì)多為砂性黃棕壤土、砂礓黑土或棕壤土；土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主。

懷洪新河大部分河段是利用老河道和現(xiàn)有的湖泊洼地整治而成，在安徽省境內(nèi)長(zhǎng)約95km。工程建設(shè)主要包括河道的開挖、拓寬、切灘、切嘴，堤防新建及加固，跨河建筑物建設(shè)等。原生河道和地表受擾面積較大，新增土方量也很大。在挖、填方量較大地段，出現(xiàn)大量集中溝蝕。原狀水土流失強(qiáng)度270t/km2·a，屬本省水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)，需采取措施加以監(jiān)督控制。

二、水土流失綜合防治措施

懷洪新河水土流失綜合防治以生物措施為主，工程措施為輔，與主體工程建設(shè)進(jìn)度同步銜接；進(jìn)行合理配置，避免或減輕洪水對(duì)堤防岸坡的沖刷，防止河槽淤積和堤坡侵蝕；實(shí)現(xiàn)合理利用水土資源，美化工程環(huán)境，改善生態(tài)平衡的防治目標(biāo)。本工程標(biāo)準(zhǔn)斷面示意見圖1。

1.工程措施

包括護(hù)坡和護(hù)岸導(dǎo)流工程，截流溝和排水溝。護(hù)坡和護(hù)岸主要用干砌石和混凝土砌塊對(duì)迎流頂沖或流速較大的河段進(jìn)行防護(hù)；截流溝主要沿符懷新河段堆土區(qū)外堤腳設(shè)置，以截匯坡面雨水，減少堆土區(qū)水土流失；排水溝與截流溝垂直成T字連通，將積水經(jīng)灘地排入河道。

（1）護(hù)坡材料選擇干砌塊石和混凝土砌塊（平面咬合型），腳槽一般位于坡腳，塊石（砌塊）與土體結(jié)合部間鋪設(shè)0.1m碎石反濾墊層。封頂高度基本在設(shè)計(jì)洪水位以上，尺寸與腳槽基本一致。

（2）護(hù)岸工程主要位于部分沖刷嚴(yán)重岸灘和大型水閘出口段兩側(cè)邊灘，用干砌塊石進(jìn)行坡式護(hù)岸。勒腳基本在穩(wěn)定河床土層上砌放，穩(wěn)定性不好的岸灘采取拋石固基。塊石砌筑后灌注混凝土砂漿。護(hù)岸頂部與灘地基本齊平或略高。封頂尺寸與護(hù)坡基本一致，也要在坡面加做0.1m碎石墊層。具體按河岸灘斷面的地質(zhì)和土質(zhì)情況確定。

（3）排水工程主要是在符懷新河段堤頂?shù)缆酚覀?cè)修筑順堤向截流溝；與之相應(yīng)，每隔100m布置一縱向排水溝，穿路部分用Φ0.5m鋼筋混凝土預(yù)制涵管。排水涵管上接截流溝，沿堤坡經(jīng)灘地和岸坡，排水至河道。

2.生物措施

指采取植樹種草及管護(hù)等措施，達(dá)到防治水土流失、保護(hù)和合理利用水土資源、改良土壤、維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力的目的。本工程主要在河道外側(cè)栽植防浪林，堆土區(qū)和堤防內(nèi)側(cè)栽植用材（經(jīng)濟(jì)）林，堤坡鋪被草皮。

（1）防浪林主要栽植在迎水側(cè)，寬度限制在護(hù)堤地范圍內(nèi)。選擇速生、耐淹、耐貧瘠、消波性強(qiáng)的柳樹、意楊、楓楊等。為避免單一樹種引發(fā)大面積蟲害，可多選幾種適生樹種交叉栽植。行洪河道按4m×5m或3m×5m株行距配置，垂直水流方向的行距要寬一些，以減少阻水?dāng)嗝妗?/p>

（2）用材林主要栽植在背水側(cè)護(hù)堤地和堆土區(qū)（沖填區(qū)）。選擇速生豐產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)、出材率好、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的深根性樹種。懷洪新河選擇的是不同品系的楊樹，株行距加大到5m×5m或6m×6m，既固土保土，又生產(chǎn)大徑材，提高經(jīng)濟(jì)收益。經(jīng)濟(jì)林主要綜合考慮立地條件、經(jīng)濟(jì)價(jià)值及根系的固土能力等因素，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益與水土流失防治兼顧。本工程栽植的主要是梨、桃等。

（3）堤坡植草能有效防止降雨徑流和土壤侵蝕，本工程護(hù)坡草皮基本為自然生長(zhǎng)的草類。符懷新河段綜合考慮工程土質(zhì)、特性及堤防岸線長(zhǎng)、便于日常管理等因素，選擇人工籽播適于粗放管理的狗牙根草皮，其萌生能力強(qiáng)、生長(zhǎng)快，具匍匐狀發(fā)達(dá)根系，能有效減少雨水沖刷坡面。

（4）水閘及管理區(qū)的防治目標(biāo)一是保持水土，二是美化環(huán)境。按照傳統(tǒng)園林布局原則，根據(jù)地形變化組織觀賞空間，適當(dāng)輔以園林小品，豐富風(fēng)景層次；通過配置適應(yīng)性和抗逆性較強(qiáng)、常綠且具一定觀賞價(jià)值的喬、灌、草和花卉，建設(shè)優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境。同時(shí)與工程措施配合，有效防治水土流失。

經(jīng)過綜合防治及多年連續(xù)綠化、補(bǔ)植，懷洪新河已基本建成較完備的水土保持立體防護(hù)系統(tǒng)：其中護(hù)坡護(hù)岸12km，截流和排水溝10km，防浪林帶255km，共32萬株；用材林48萬株；經(jīng)濟(jì)林5000畝。

三、水土保持工程綜合效益

水土保持工程綜合效益包括基礎(chǔ)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。懷洪新河已初步形成水土流失得以有效控制、經(jīng)濟(jì)效益初步顯現(xiàn)、社會(huì)效益貢獻(xiàn)大、生態(tài)環(huán)境顯著改善、綜合效益明顯的水土保持防護(hù)體系。

1.基礎(chǔ)效益

（1）保水效益：通過增加的地表植被調(diào)整降水再分配、改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤入滲，植被根系與坡面土壤有機(jī)結(jié)合提高保水能力。據(jù)初步研究，懷洪新河正常蓄水位條件下，每年補(bǔ)給地下水1086萬m3，地下水向河道排泄574萬m3，每年凈補(bǔ)給地下水512萬m3。說明除河道水位對(duì)地下水蓄量起重要作用外，植被對(duì)水源涵養(yǎng)和削弱地表徑流也起一定作用。

（2）保土效益：護(hù)坡護(hù)岸工程能提高堤防抗沖能力，保證土質(zhì)堤防完整；截流和排水工程可避免水流集中沖刷，減緩堤防和堆土區(qū)的水土流失；在岸灘、堆土區(qū)和堤坡種植生物，利用根系提高土體表層抗剪強(qiáng)度，有效保護(hù)岸坡和減輕土壤侵蝕。水保工程實(shí)施前，符懷新河段堆土區(qū)雨淋溝較多，溝頭前進(jìn)量、下切量，溝岸擴(kuò)張量逐年增加；工程實(shí)施后，減輕溝蝕效益非常明顯，基本保持穩(wěn)定。據(jù)初步觀察測(cè)算，該段無保護(hù)岸灘平均已受沖后退約4m；護(hù)坡護(hù)岸工程保護(hù)地段的堤身基本免予沖刷，較無保護(hù)段減少約2.3萬m3/km的沖刷量。另外，懷洪新河歷經(jīng)兩次大水分洪和每年的高水位排澇，堤防基本無浪窩浪坎出現(xiàn)，保土效益顯著。

2.經(jīng)濟(jì)效益

（1）直接經(jīng)濟(jì)效益：①促進(jìn)和保證工程影響范圍內(nèi)約3萬畝土地的糧食作物“10年豐,10年增”，僅單季小麥畝產(chǎn)量就由以前的300kg/a增加到400kg/a左右，按1.9元/kg國(guó)家收購(gòu)現(xiàn)價(jià)計(jì)算，約增570萬元，年增近60萬元。②河道共植防浪林和用材林約80萬株，目前單株材積平均0.15m3左右，按現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)600元/m3計(jì)算，總價(jià)值達(dá)7200萬元，年增預(yù)期收入720萬元。③已建成的果園和苗圃年凈增收入約30萬元。④61萬m2的護(hù)坡草皮為今后發(fā)展集約化畜牧業(yè)生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。⑤沿河優(yōu)美的風(fēng)景、良好的生態(tài)環(huán)境帶動(dòng)了兩岸旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

（2）間接經(jīng)濟(jì)效益：①實(shí)施植樹種草等生物措施，使工程產(chǎn)生的大量棄土得到有效防護(hù)和充分利用，恢復(fù)和提高土地生產(chǎn)力。②水土流失的減少，在一定程度上減少了河道淤積，改善了河道水質(zhì)，增加了水生物多樣性。③實(shí)施水保工程，保證了堤防和河道的抗洪能力。2003年、2007年淮河流域遭遇特大洪水，懷洪新河二度分洪，分別分泄淮河洪水17.18億m3和2.28億m3，降低淮干蚌埠段水位0.40m左右和0.45m左右；緩解了淮南、蚌埠城市圈堤及淮北大堤等重要堤防的防汛壓力，為重要圩堤搶險(xiǎn)爭(zhēng)取了時(shí)間，避免了一般堤防及蚌埠以下的方邱湖等行洪區(qū)進(jìn)洪損失，保證了津浦鐵路等重要設(shè)施的安全運(yùn)行。據(jù)測(cè)算，對(duì)淮干產(chǎn)生的防洪效益約為23.0億元和6.0億元。

3.社會(huì)效益

主要體現(xiàn)在提高防洪保障能力、減輕洪水影響范圍內(nèi)的災(zāi)害影響等方面。大面積的人工森林群落能削減風(fēng)力，減輕風(fēng)蝕風(fēng)沙危害。植物的蓄水保水性能既提高河道土地的蓄水能力，也在一定程度上減輕干旱季節(jié)對(duì)周邊土地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。水利工程用地得到合理利用，不僅提高了水管單位的經(jīng)濟(jì)收入，而且由于當(dāng)?shù)厝罕妳⑴c林木管護(hù)，也能獲得一定的經(jīng)濟(jì)收益，為促進(jìn)沿河群眾脫貧致富作出了貢獻(xiàn)。

4.生態(tài)效益

（1）通過栽植防浪林護(hù)岸和草皮護(hù)坡，減輕洪水對(duì)堤防岸坡的沖刷。

（2）植物措施能有效改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，增強(qiáng)田間持水和入滲能力；改善植物生長(zhǎng)環(huán)境條件，形成生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。

（3）植物群落能形成良好的小氣候，改善貼地層的溫度、濕度和風(fēng)力，增強(qiáng)植物的光合作用，凈化并改善空氣質(zhì)量。

（4）利用植物的觀賞特性和季節(jié)變化，美化水利工程背景景觀，使水利工程開發(fā)建設(shè)與影響區(qū)環(huán)境治理協(xié)調(diào)發(fā)展。同時(shí)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的提升，本土小型動(dòng)物和鳥類得以棲息和繁衍，候鳥數(shù)量逐年增多。

四、結(jié)語

由于水土流失直接關(guān)系國(guó)家生態(tài)、防洪、糧食和飲水安全，因此，水土保持工程必須在綜合考慮多重因素影響的情況下，進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)。總體安排以預(yù)防為主，與主體工程同步規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步實(shí)施。但人工河道的水保措施有其特殊性，有別于山區(qū)和丘陵地區(qū)的水保規(guī)劃。水土流失防治應(yīng)堅(jiān)持治理與開發(fā)相結(jié)合的原則。通過多年的觀察和總結(jié)，人工河道的水土保持工程應(yīng)在確保實(shí)現(xiàn)水保效果的同時(shí)，兼顧經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益同步發(fā)展，以利形成工程建設(shè)→安全保護(hù)→科學(xué)管護(hù)→工程效益的良性循環(huán)