四官營(yíng)子小流域治理措施設(shè)計(jì)分析

林曉靜

（遼寧省朝陽(yáng)縣水務(wù)局，遼寧朝陽(yáng)122000）

四官營(yíng)子小流域治理措施設(shè)計(jì)分析

林曉靜

（遼寧省朝陽(yáng)縣水務(wù)局，遼寧朝陽(yáng)122000）

小流域綜合治理是水土保持生態(tài)建設(shè)的基礎(chǔ)和核心，只有通過(guò)相關(guān)的綜合治理，才能改善當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境，提高區(qū)域防洪能力，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文針對(duì)四官營(yíng)子小流域工程綜合治理措施進(jìn)行了分析論述。

水土保持；小流域；工程布設(shè)；治理措施

1 流域概況

四官營(yíng)子小流域位于遼寧省凌源市東南部，總面積30.95km2。流域形狀呈不規(guī)則矩形，東西長(zhǎng)8.61km，南北均寬3.8km，屬土石質(zhì)石灰?guī)r低山丘陵中度侵蝕區(qū)，水土流失較為嚴(yán)重。水土流失特征主要以水力侵蝕為主，以面蝕和溝蝕為主要形式，侵蝕模數(shù)2980t/km2·a。流域現(xiàn)有水土流失面積1554hm2，其中：強(qiáng)度侵蝕面積597.4hm2，中度侵蝕面積140.2hm2，輕度侵蝕面積816.4hm2。嚴(yán)重的水土流失，造成了流域荒山禿嶺、溝壑縱橫。致使小流域的生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)厝罕姷呢?cái)產(chǎn)和生命安全，制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展及農(nóng)民脫貧致富奔小康的步伐。

2 治理現(xiàn)狀

多年來(lái)，當(dāng)?shù)卣J(rèn)真貫徹、執(zhí)行省委、省政府為朝陽(yáng)制定的“以水土保持為中心，以造林種草為重點(diǎn)，實(shí)行以工程措施與植物相結(jié)合，山、水、林、田、路綜合治理”的農(nóng)業(yè)建設(shè)方針，開(kāi)展了以小流域?yàn)閱卧乃帘３志C合治理，使當(dāng)?shù)氐淖匀幻婷舶l(fā)生了變化，植被不斷恢復(fù)，林地面積逐漸增加，生態(tài)環(huán)境得到改善，群眾生活水平進(jìn)一步提高。到2007年底共治理水土流失面積758.6hm2，占原水土流失面積的32.8%，其中水保林518.9hm2，經(jīng)濟(jì)林170.8hm2，退耕建果園68.9hm2。

3 工程建設(shè)規(guī)模

四官營(yíng)子小流域總面積3095hm2，水土流失面積1554hm2，計(jì)劃用5年時(shí)間完成綜合治理面積1500hm2，其中修水平梯田140.2hm2，保土耕作230.2hm2，經(jīng)濟(jì)林543.4hm2，生態(tài)修復(fù)586.2hm2（建圍欄5km，標(biāo)志碑5個(gè)，補(bǔ)植293.1hm2，需苗木102.59萬(wàn)株，挖栽植坑97.75萬(wàn)個(gè)），修石谷坊15座，修作業(yè)路20km，共動(dòng)用土石方71.78萬(wàn)m3，人工29.2萬(wàn)工日，機(jī)械2125臺(tái)班，共需樹(shù)苗102.59萬(wàn)株，種子12754.5kg。需投資578.56萬(wàn)元，其中：國(guó)家補(bǔ)助150萬(wàn)元，地方匹配150萬(wàn)元，群眾投資及投勞折款278.56萬(wàn)元。

4 單項(xiàng)措施設(shè)計(jì)分析

4.1 水平梯田設(shè)計(jì)

在緩坡、中坡區(qū)（3°～15°）梯田一般情況下耕作區(qū)為矩形，四面或三面通路，路面寬3m。梯田田面長(zhǎng)200～400m，以利大型機(jī)械耕作和農(nóng)田灌溉。對(duì)少數(shù)地形有狀的，耕作區(qū)應(yīng)順總的地勢(shì)呈扇形，區(qū)內(nèi)梯田埂線亦隨之略有弧度。梯田的田面寬度由地面坡度選定，一般以8～30m為宜，最窄不要小于5m。田坎高度隨田面寬度而變化，應(yīng)大于0.8m，一般不超過(guò)3m為宜。田坎側(cè)坡與修筑梯田的材料有關(guān)，一般以60°～75°為宜。田邊應(yīng)有蓄水埂，埂高0.2～0.3m，頂寬0.3m，內(nèi)外坡比1∶1。田面平整，里兜水，外噘嘴，留縱坡1/400至1/600。布設(shè)詳見(jiàn)示意圖1。

梯田計(jì)算公式：

（1）—（7）式中：

θ—原地面坡度（°）；

β—梯田田坎坡度（°）；

H—梯田田坎高度（m）；

Bx—原地面斜寬（m）；

Bm—梯田田面毛寬度（m）；

B—梯田田面寬度（m）；

b—梯田田埂占地寬度（m）；

h—田埂高度（m）；

d—田埂頂寬（m）。

圖1 水平梯田工程斷面圖

4.2 經(jīng)濟(jì)林設(shè)計(jì)

（1）魚鱗坑整地。每坑平面呈半圓形，長(zhǎng)徑1.5m，短徑0.8m，坑深0.6m，坑內(nèi)取生土或石在下沿作成弧狀埂，埂寬0.4m，埂高0.2～0.6m（中部較高，兩端較低），表土回填。各坑在坡面基本上沿等高線布設(shè)，上下兩行坑口呈“品”字形錯(cuò)開(kāi)排列。根據(jù)設(shè)計(jì)造林的行距和株距，確定坑的行距和穴距。樹(shù)苗栽植在坑內(nèi)距下沿0.2～0.3m位置。坑的兩端，開(kāi)挖寬深各約0.2～0.3m、倒“八”字形的截水溝。

（2）水平槽整地。主槽長(zhǎng)1.6m，槽寬0.6m，槽深0.6m，回土深度0.4m，槽間距0.4m，行距3.0m。附槽長(zhǎng)1.6m，槽寬0.6m，槽深0.2m，將熟土回填，生土筑埂，攔水埂要整齊連續(xù)，起到攔水?dāng)r沙的作用，攔水埂高0.4m，埂寬0.4m，等高布設(shè)，“品”字排列。水平槽的設(shè)計(jì)防御暴雨標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇6h最大降雨。

栽植與撫育。山杏選用一級(jí)種子，播種造林。水平槽或魚鱗坑內(nèi)種1粒山杏核，山杏播種前要清水浸泡24h，將種子播在槽或坑中，覆土2c m，輕踏，坐水種，以保證苗木成活。造林后1～2年適時(shí)進(jìn)行撫育管理，槽坑內(nèi)人工除草、松土，加強(qiáng)管理，嚴(yán)禁牲畜破壞。

4.3 生態(tài)修復(fù)工程設(shè)計(jì)

按照以自然修復(fù)為主，人為撫育為輔的原則實(shí)施生態(tài)修復(fù)。該生態(tài)修復(fù)區(qū)采用混凝土樁間隔圍欄與人工管護(hù)相結(jié)合的方法，并進(jìn)行人工補(bǔ)植。封育年限5年，封育方法為全封。

4.3.1 圍欄及標(biāo)志牌

圍欄水泥樁采用鋼筋C 20混凝土樁，規(guī)格為長(zhǎng)18c m、寬18c m、高210c m，栽后埋深60c m，露出地面150c m。鐵絲網(wǎng)格：用12#鍍鋅鐵絲網(wǎng)成寬80c m、網(wǎng)眼20c m×100c m的鐵絲網(wǎng)，即橫絲每20c m一道，共5道，豎絲每100c m一道，規(guī)格每卷60kg，長(zhǎng)100m。支柱之間的間隔為4m，將鐵絲網(wǎng)捆扎在支柱上。每個(gè)封禁班塊留2個(gè)進(jìn)出口，每個(gè)進(jìn)出口安裝一個(gè)混凝土樁柱鐵絲網(wǎng)門。在交通要道醒目處、行政區(qū)屬更迭處、路旁、進(jìn)山口設(shè)立圍欄和標(biāo)志牌。標(biāo)志牌采用磚砌底座、混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)圍欄5km，標(biāo)志碑5個(gè)。

4.3.2 補(bǔ)植造林

整地。造林前一年塊狀（方形）整地，整地時(shí)間一般春、夏、秋均可，以前一年雨季之前整地較好，按設(shè)計(jì)的造林密度確定整地坑數(shù)量。整地規(guī)格：長(zhǎng)0.4m，寬0.4m，深0.4m，回土深度0.3m，坑距1.5m，行距2.0m。將熟土回填，生土在坑下沿筑埂，埂高0.2m，埂寬0.3m，等高布設(shè)，“品”字排列。塊狀（方形）整地坑的設(shè)計(jì)防御暴雨標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇6h最大降雨。

栽植與撫育。刺槐選用Ⅰ級(jí)合格苗木，植苗造林。刺槐苗木規(guī)格為：地莖粗度1.0c m以上，根長(zhǎng)18c m。每坑栽1株刺槐，刺槐植苗前注意苗木保濕、假植、防止風(fēng)吹日曬。栽前清水浸泡，栽植時(shí)打泥漿，粘生根粉，深栽分層覆土踏實(shí)，做到苗木直立，根系舒展。坐水造林，栽后隨時(shí)澆水，保證苗木成活，栽植時(shí)要保護(hù)好現(xiàn)有植被。造林后1～2年適時(shí)進(jìn)行撫育管理，坑內(nèi)人工除草、松土，加強(qiáng)管理，嚴(yán)禁牲畜破壞。

4.4 保土耕作設(shè)計(jì)

橫坡耕作。調(diào)整順坡耕作為沿等高線進(jìn)行橫坡耕種，一般5度以上的坡地壟距為60～70c m，土質(zhì)粘重、透水性差的坡耕地、壟底比降為0.3%～0.5%左右，反之壟底比降定為0.2%～0.3%。

深松耕法。采用只松不翻或上翻下松加深耕層，打破犁底層的耕作法，耕種結(jié)合，創(chuàng)造良好的土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤入滲，降低地表徑流對(duì)土壤沖刷。

4.5 石谷坊設(shè)計(jì)

石谷坊壩址選在“口小肚大”、工程量小、庫(kù)容大的地方，下一座谷坊的頂部大致與上一座谷坊基部等高。谷坊類型為干砌階梯式石谷坊，壩高2m，頂寬1m，迎水坡1∶0.2，背水坡1∶0.8。該小流域規(guī)劃設(shè)計(jì)石谷坊15座，布置在大房身北溝。大房身村莊以上，主溝道總長(zhǎng)1200m，水平距離1141m，高差59m。溢洪口設(shè)在壩頂中間，采用矩形寬頂堰公式計(jì)算。

根據(jù)相同類型區(qū)尖山子小流域，塘壩處集雨面積F站=1.03km2，十年一遇6h最大洪峰流量Q站= 17.8m3/s，確定小流域溝壑設(shè)計(jì)流量。

比降i=59/1200=4.9%；

溝道淤滿后比降取沙土i1=0.5%；

古坊間距L=H/i-i1=2/4.9%-0.5%=45m；

谷坊間距應(yīng)取45m，考慮到經(jīng)濟(jì)等因素，取谷坊間距50m。

F設(shè)=0.014km2；

據(jù)《治河造林》水利電力出版社文獻(xiàn)公式

Q設(shè)=（F設(shè)/F站）n×Q站；

N取0.67；

Q設(shè)=（0.014/1.03）0.67×17.8=1.0m3/s；

矩形寬頂堰公式Q=Mb h3/2；

設(shè)b=2.5m；

h=（Q/Mb）2/3=（1.0/1.55×1）2/3=0.4m；

溢洪口底寬2.5m，深0.4m。

護(hù)坦：垂直水流方向大于溢水口寬度0.4m，順?biāo)鞣较虼笥诠确桓叨?.4m。

4.6 作業(yè)路設(shè)計(jì)

通過(guò)耕地和挖方量較大的石質(zhì)路段，路面寬度不窄于4.0m，其他路段不窄于6.0m，路線盡量環(huán)山布置，并通過(guò)治理工程的中心位置。路面縱向坡度不大于15°，最小路彎半徑不小于15m，路面橫向基本水平，兩側(cè)配置邊溝，并栽植路樹(shù)。路面寬400～600c m，路兩側(cè)邊溝寬60c m，深30c m，邊溝外側(cè)埂高30c m以上，埂寬30c m。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)四官營(yíng)子小流域的水平梯田工程措施、經(jīng)濟(jì)林工程措施、生態(tài)修復(fù)工程措施和保土耕作措施及石谷坊措施的單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)分析，為該流域工程建設(shè)提供了可靠的理論依據(jù)，也為工程建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的前期基礎(chǔ)工作，同時(shí)為類似工程建設(shè)提供了參考和借鑒作用。

［1］李鳳榮，張鳳勇.阜新市黑土區(qū)水土流失綜合防治措施［J］.東北水利水電，2011（07）.

［2］和繼軍，蔡強(qiáng)國(guó)，路炳軍，王學(xué)強(qiáng).密云水庫(kù)上游石匣小流域水土流失綜合治理措施研究［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2008（03）.

［3］何榮星.遼陽(yáng)縣大牛嶺水土保持科技示范園工程分析［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2014（10）：59-61.

T V 213.4

B

1672-2469（2015）05-0037-03

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.013

林曉靜（1982年—），女，工程師。