石嘴山市五分溝治理措施及存在問題

段克明　王國善

摘 要：五分溝排域所處的銀北地區屬于青銅峽灌區下游，地勢低洼，地下水埋深淺，大部分農田排水困難，加之灌排設施老化，農田建設標準較低，致使部分區域土壤鹽漬化程度較為嚴重，鹽堿地改良與綜合治理已成為提高耕地質量、建設高標準基本農田、增加農民收入等最關鍵、最核心的問題。通過土壤鹽漬化治理，改造了中低產田，提高灌區農業生產能力，保障糧食安全和增加農民收入，從而縮小了城鄉差距，讓農民實實在在地得到了實惠，同時也為打造一個生態良好、景觀優美、清新舒適、人與自然和諧發展的綠水城鄉打下基礎。

關鍵詞：土壤鹽漬化；砌護方案；排水流量；治理措施；存在問題

中圖分類號：S157 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161132197

石嘴山市是銀北地區鹽漬化程度最為嚴重的地區，惠農區及大武口區輕、中、重鹽漬區面積占全區耕地面積的24.21%。全市7.67萬hm2耕地中鹽漬化耕地就有2.61萬hm2，占耕地總數的34.00%，這部分耕地土壤含鹽量高，目前多為低產田。五分溝位于石嘴山市隆湖經濟開發區，由于隆湖地勢低洼，農田排水不暢。

1 項目區現狀

1.1 五分溝現狀

1.1.1 排水系統

五分溝西起第二農場渠（以泄洪溢流堰為起點），向東南方向延伸，穿新區水系，匯入三二支溝，由三二支溝排入第三排水溝，最終匯入黃河，溝道總長8.5km。五分溝控制排水面積0.12萬hm2，同時擔負排泄洪水，泄洪流量10m3/s。

1.1.2 溝道現狀

0+000～4+450段，該段溝道右岸為國營前進農場土地，左岸為隆湖二站村土地，每當發生較大洪水時，潰堤時有發生，造成洪水肆虐農田、村莊。近幾年每年汛期來臨之前，溝道兩側村名都會自發組織對溝道清淤筑堤，由于筑堤土方均取自溝內，土質為粉土和砂土為主，無法抵御較大洪水。

4+450～7+715段，該段五分溝淤積嚴重，水生植物茂盛，溝道邊坡基本穩定，局部發生滑塌，溝道岸坡及溝道內的雜草、蘆葦茂密，兩岸邊坡主要為人工填土、粉質黏土及壤土。

4+450～7+715段，該段溝道不直接承泄農田排水和山洪水，農田排水和山洪水經過新區水系調蓄后達到排泄水位后，才經新區水系溢流堰、五分溝排入三二支溝。由于溝道排水功能減退，造成溝道逐漸被農田侵占。

1.2 五分溝排域鹽堿地現狀

1.2.1 鹽堿地現狀

根據《石嘴山市鹽堿地開發利用規劃》，項目區總面積0.12萬hm2，耕地面積0.04萬hm2，鹽堿地面積0.08萬hm2，其中鹽堿地占項目區土地總面積64.7%。輕鹽漬區占耕地面積的17.3%，主要分布在地勢較低平，排水條件稍差的區域，分布常介于非鹽漬區與中重鹽漬區之間；中鹽漬區面積占耕地面積的36.9%，主要分布在地形較低、排水不暢的區域，以湖泊、洼地邊緣多見；重鹽漬區面積占灌區耕地面積的10.5%，多分布在排水困難上農下漁的新墾地。

1.2.2 土壤鹽堿化的主要原因

1.2.2.1 地形低洼，地下水位高

項目區地形低平，排水困難，地下水位高，黃河汛期，還對溝水形成頂托，使地下水更難排出，這是形成該地區土壤鹽化重的最主要的原因。

1.2.2.2 排水不暢

項目區雖然干、支、斗、農溝系形成網絡，但由于溝道淤塞，形成排水不暢，排水溝挖深不夠，不起排除地下水降低地下水位的作用。已建有的豎井及短溝小站，現已基本報廢，不起排水作用，這是造成大部分地區排水不暢，地下水位高，土壤鹽化重的原因。

1.2.2.3 渠道滲漏

渠道滲漏是地下水的主要補給來源。據調查，渠道兩側350～500m范圍內為渠道滲漏影響區，300m范圍內為嚴重浸漬區，土壤鹽化重，局部低洼地，形成為沼澤地帶 。

2 項目區概況

2.1 項目區地理位置及范圍

項目區涉及石嘴山市隆湖扶貧經濟開發區二戰村、西軸村，N38°53′18″～38°55′59″，E106°16′57″～106°20′44″。五分溝排水范圍東到三二支溝、南到五分溝，西到第二農場渠，北到十四斗渠，控制排水面積0.12萬hm2。

2.2 社會經濟條件

石嘴山市隆湖扶貧經濟開發區，總面積140km2，其中耕地面積0.15萬hm2；共轄8個村、3個社區，總人口5.5萬人，其中常住人口3.6萬人。2014年，實現稅收收入8900萬元，完成規模以上企業工業總產值5.1億元，農民人均純收入達4700元，完成地方財政一般預算收入4767萬元，分別比1992年增長了18倍和17倍。

3 工程總體布置

3.1 總平面布置

本次對項目區排水系統整治采用“布局維持現狀，對溝道清淤疏浚、岸坡治理為主”的方案。排水系統及溝道線路均維持現狀，對五分溝進行清淤整治，解決五分溝排水不暢的問題，規劃治理溝道8.5km。

3.2 治理方案

3.2.1 格賓石籠+干砌石護坡

格賓基礎由防腐處理的合金鋼絲編織成六邊形雙絞合鋼絲網，網孔規格為60～80mm六邊形，填充石料粒徑60～200mm，基礎寬度0.8 m，深0.6m，邊坡1：2；護坡采用干砌石護坡厚度為0.3m。優點是耐久性好、抗沖刷能力強、適應地基變形的能力強；透水性好，抗凍脹性能好；對石材的要求較寬松，可因地制宜充分利用當地材料；由于施工方法為干砌，施工時不用水、不用電，施工方便；具有良好的生態效應。缺點是工程造價比傳統護坡高，網片內石塊的擺放位置有較高要求，且整體性和穩定性較少。

3.2.2 格柵石籠+干砌石護坡

采用干砌石和格柵石籠結合的護坡型式，護坡干砌石厚度為0.3m，壓頂及坡腳齒墻采用格柵石籠，壓頂格柵石籠為0.5m×0.3m，基礎格柵石籠為0.8m×0.8m，邊坡1：2。優點是采用材料均為傳統材料，施工工藝簡單、成熟；抗沖刷能力強；干砌石為透水性材料，抗凍脹性能較好。缺點是適應變形能力較差，格柵的耐久性差。

3.2.3 漿砌石護坡

漿砌石護坡厚0.3m，基礎寬度0.8m，深0.8m，邊坡1：2。

優點是漿砌石具有較好的整體性、密實性、強度高等特性，故其抗沖能力強，不易變形，耐久性好等特點；缺點是承載力低，抗拉抗剪強度不高。綜合考慮：使用時間長，抗凍性能好，適應變形，采用方案1作為本次工程的治理措施。

4 工程設計

4.1 排域分析及排水流量計算

4.1.1 排域分析

溝道治理后排域維持現狀不變，五分溝排水面積0.12萬hm2，其中耕地面積0.04萬hm2，鹽堿地面積0.08萬hm2，通過疏通溝道來降低溝道水位，對該區域鹽堿地改良有著非常重要的意義。

4.1.2 排水流量計算

溝道的主要功能是排漬排澇，除此之外，要考慮泄洪流量。其中五分溝泄洪流量為10m3/s，第二農場渠渠道退水流量4m3/s，設計排漬模數為0.11m3/s.0.07萬hm2，設計排水模數0.33m3/s.0.07萬hm2。根據溝道運行要求，主要有4種工況。日常排水，即排漬流量；排澇，即設計排水流量；排洪，排澇流量+泄洪流量；渠道退水，具體計算見表1。

通過上述分析計算，五分溝排漬流量0.13～0.186m3/s；排澇流量0.386～0.558m3/s；最大排水流量（工況三）10.386～10.558m3/s。

4.2 溝道開挖設計

4.2.1 溝道比降確定

五分溝沿線控制性建筑物主要有泄洪涵洞、石銀高速涵洞、大沙路涵洞、新區水系、沙湖大道、三二支溝等。根據實測資料，五分溝溝頭至新區水系段比降約為1/3500～1/4500，新區水系至三二支溝段比降基本為1/2000，由溢流堰進行控制。最終確定五分溝溝道K0+000～K0+532段設計縱比降為1/500，K0+532～K5+736段設計縱比降為1/2000，K5+736～K7+715段設計縱比降為1/4000，K7+715～K7+780段為新區水系，該段不做工程措施。K7+780～K8+500段設計縱比降為1/2000。

4.2.2 溝道橫斷面設計

根據明渠均勻流公式計算溝道橫斷面：，式中：Q-渠道設計流量（m3/s）；n-溝道糙率； A-過水斷面面積（m2）；R-水力半徑（m）；b，h-分別為渠道底寬和水深（m）；i-溝道比降。

4.2.2.1 橫斷面

現狀溝道斷面為梯形斷面，根據工程環境、工程地質條件、施工條件要求等因素，設計考慮采用梯形斷面。

4.2.2.2 溝道邊坡

溝道邊坡主要根據溝深、土質、挖方情況和邊坡穩定要求等因素確定。溝道溝床巖性多為粘性土及壤土，根據現狀溝道斷面形式，現狀邊坡為1：1.75～1：2。

4.2.2.3 溝床糙率

溝道邊坡主要為干砌石砌護及土邊坡2種型式。根據《農田排水工程技術規范》，砌護溝道砌護部分糙率值取0.025，土質邊坡糙率取0.029。

4.2.2.4 溝道水力計算

溝道按照最不利水力條件計算、即按照最大排水流量計算。水力要素計算成果見表2。

4.3 溝道治理型式

根據溝道工程地質條件進行分段治理。溝道存在的主要問題是淤積，塌坡情況，故本次設計對溝道邊坡進行砌護，結合溝道現狀，對五分溝K0+330～K7+715段進行砌護，溝道總砌護長度為7.385km。

溝道砌護采用干砌石護坡，格賓石籠護腳的形式。砌護高按設計水位+0.3進行確定，五分溝砌護高度最終確定K0+330～K0+532 砌護高1.0m，K0+532～K5+736 砌護高1.5m，K5+736～K7+715 砌護高1.9m。

護坡采用300mm厚干砌石的形式。護腳采用800mm×800mm的金屬石籠。砌護前邊坡鋪設土工布，起反濾作用。砌護如圖1所示。

5 鹽堿地治理存在問題及對策

溝道治理是解決農田排水的一項重要措施，但對于鹽堿地治理，不僅要有工程措施，而且要有生物措施相結合的辦法，實行綜合治理。如果只有工程措施，即便不旱不澇，土壤能夠脫鹽，但解決不了貧瘠的問題，還是達不到持續增產的目的。發展植樹造林，種植綠肥、牧草，采取生物措施，用地養地，才能不斷提高土壤的肥力，從根本上改良鹽堿地，達到增產、增收的目標。