合陽引黃涵閘改建工程水土保持方案分析

侯秀明

（合陽縣水土保持和移民工作中心，陜西 渭南 715300）

由于河床下切、河勢變化、渠道淤積、灌溉工程不配套等因素影響，合陽引黃涵閘引水困難，需進行引水閘改造建設，這就需對引水閘建設中的水土保持措施進行分析。

1 概況

合陽屬暖溫帶大陸性季風氣候，四季分明，多年平均年降水量534.6 mm[1]，降水量年內分配不均，以7—9 月最多，約占全年的58%，1 月最少，7—10 月為汛期，12 月至次年2 月為凌汛期。項目區沿線大部分地區主要為潮土類土壤，伴隨有鹽土、褐土和棕壤分布，其中主河道大堤內側一般為鹽潮土，大堤兩側多為淤黏土和兩合土。工程建設內容包括涵閘工程上游連接段、閘前鋪蓋段、閘室段、涵洞段、消能防沖段、下游連接段等，圍堰為臨時建筑物。

2 水土流失現狀

項目區位于黃河沖積平原區，區域地形平坦，土壤侵蝕強度為輕度到微度，水土流失主要發生在汛期，占全年流失量的80%以上。

近年來，黃河灘區開發建設項目日益增多，項目建設造成的水土流失急劇增加。此外，灘區開發旅游人為活動頻繁以及灘區耕地耕作措施不合理等，經常造成一些面蝕引發水土流失；黃河在汛期行洪時側岸侵蝕強烈，往往產生岸坡崩塌重力侵蝕，造成泥沙沖入河道淤積河床。根據《土壤侵蝕分類分級標準》（SL 190-2007），項目區屬北方土石山區，土壤容許流失量為200 t/（km2·a）[2]。本次改建工程涉及區域由于地質地貌、氣候水文、土壤植被等自然條件影響，水力侵蝕為主要土壤侵蝕類型，其次是風力侵蝕和重力侵蝕[3]。

項目區地形平坦，土壤肥沃，農業生產條件得天獨厚，是主要的農、副業生產基地。項目區的水土保持主要以人工植被栽培為主體，主要表現為農業植被和林業植被。項目區大面積的植被覆蓋不僅降低了灘區的風速和土壤沙化速度，而且能夠調節地表徑流，固結土體。目前，黃河合陽段堤防堤肩楊柳夾道、堤坡綠草如蔭，加上大堤兩側的生態防護林擋風防沙，已經成為一道防洪保障線、搶險交通線和生態景觀線。

3 防治措施總體布局

水土流失綜合防治措施體系是一個綜合防治體系，緊緊圍繞“預防為主、保護優先、全面規劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學管理、注重效益”的方針而制定[4]。防治措施總體上按“點、線、面”相結合的方式進行布局，即以工程水土流失重點防治部位為點，以交通道路為線，以主體工程區、土料場區、棄土場區、臨時堆料場區、施工生產生活區為面，全面、合理、系統地布設水土流失綜合防治措施體系，達到有效防治水土流失的目的。

主體工程設計中與水土保持相關的措施較多，包括表土清理、開挖邊坡防護、排水設施興建等措施，具有很好的水土保持功能。為避免防護措施重復建設，水土流失綜合防治措施體系的設立擬在原有主體工程防護設計的基礎上，根據水土保持工程設計原則，進行水土保持工程的措施布局，以形成完整的水土保持防護體系。

3.1 主體工程區

主體工程設計有漿砌石排水溝、漿砌石護坡、混凝土塊護坡、植草護坡等水土保持措施，具有很好的水土保持功能，但部分植草護坡標準較低，需補充設計。

水土保持設施布設如下：針對主體工程設計及施工特點，施工中對開挖后裸露的土邊坡鋪設防塵網進行苫蓋；施工結束后，對工程永久占地范圍內的土體裸露區域進行土地整治、喬灌草綠化，對坡面進行草皮護坡，對管護區及涵閘填土覆蓋區、涵閘硬化平臺進行植被綠化恢復。同時，工程土石方施工時采用灑水降塵措施，土石方運輸時采用封閉運輸方式。

3.2 臨時堆料場區

該區用于堆放涵閘拆除、開挖時可回填利用的土方，以及可用于邊坡防護、擋土墻砌筑的舊石。該區為堤頂區域，多有林草綠化，堆放前，主體施工進行了清理作業。由于該區堆放的物料以開挖的土方為主，對土壤成分等影響不大，水土保持設計時不考慮表土清理保護。

水土保持設施布設如下：施工前，修建臨時攔擋措施，進行防塵網苫蓋，四周修建排水溝。施工結束后，對占地區進行土地整治，恢復擋土埂和混凝土排水溝，恢復林草措施。同時，施工單位在建設過程中文明施工，經常灑水降塵，并封閉作業。

3.3 棄土場區

本工程棄土棄渣采取分開堆棄的方式。棄渣主要為拆除的混凝土和無法利用的舊石，該部分直接堆棄到附近城市垃圾場。棄土主要為主體工程清基土、圍堰拆除土方以及不能利用的土方，棄土腐質性較好。

水土保持設施布設如下：施工中，施工單位做好灑水降塵工作。施工結束后，進行土地整治，修建排水措施和擋水土埂，實施喬灌草綠化措施及邊坡草皮護坡措施。

3.4 土料場區

本工程所設料場全部為土料場，包括壤土料場和黏土料場，占地類型為耕地。

根據施工專業和征地移民專業設計，土料場在施工前進行表土剝離，施工結束后進行復耕。水土保持專業補充施工中增設表土堆放區的臨時攔擋和苫蓋措施。

3.5 交通道路區

工程施工道路全部為臨時施工道路。施工道路路面采用碎石路面。道路運行期，由于施工車輛較多，建設單位要經常灑水降塵。主體工程建成后，臨時道路不再使用，施工單位應將碎石進行清理。對于使用現有道路進行擴建的道路，施工結束后可直接交由地方使用。

水土保持設施布設如下：施工前，對征地范圍的耕地進行表土剝離，并將表土運至土料場的臨時堆土區。施工中，修建臨時排水溝，對于擴建道路的部分修建永久排水溝。施工結束后，進行土地整治，恢復植被措施。同時，施工期要經常灑水、降塵，以防止揚塵，保護環境。

4 水土保持措施分析與評價

4.1 工程措施

項目區河道整治工程包括險工、控導工程、護堤、護岸和護灘工程。險工和控導工程是指根據規劃治導線修建的河道整治工程，壩體工程施工主要為拋石護土。

4.1.1 拋石護土

項目區河段易被洪水沖刷造成水土流失，尤其是丁壩附近，除受重力、浮力影響外，還受水流沖擊的影響，其堤基沉降過程和沉降軌跡比較復雜。為了護堤保土，采用散拋單塊石重不小于30 kg 的方式，進行護堤。施工中，要結合實際來水條件，確定塊石拋投入水點。以機動翻斗車或10 t自卸汽車運輸塊石至施工區沿線，局部采用手推車輔助運至工作面，從下向上分層分段拋填。為保持壩頭的美觀，表面選用較大石塊采用亂石排整方式進行排砌，確保接觸嚴密、表面平整。

拋投格柵土枕時，用格柵籠將土枕包住拋投水中。通過近些年的實際應用，利用格柵土枕加固的壩垛抗水流沖刷能力強，穩定性好，水下基本強度不衰減，也未出現老化痕跡。格柵內土枕袋采用高強度編織袋。單袋體積不小于1.0 m3，即長×寬×高不小于1.0 m×1.0 m×1.0 m，袋內填充土料，格柵采用聚丙烯雙向土工格柵，網目尺寸為40 mm×40 mm。格柵土枕施工時采用挖掘機填土裝袋，人工封口，外包格柵，土枕和格柵用HDPE 材料繩綁扎固定，綁扎完成后，用挖掘機或推土機拋投。

4.1.2 護堤腳施工

護堤腳施工時，先在灘地挖2 m 深坑槽，底寬5 m，內坡1∶1.2，外坡1∶1.5，采用1 m3反鏟液壓挖掘機挖槽，坑槽內拋投混凝土四腳體（占3/4）或鍍鋅石籠網兜（占3/4）與散拋石（占1/4）進行護腳。

4.1.3 護坡施工

（1）鍍鋅格賓網墊。為了減小護坡水土流失，采用鍍鋅格賓網墊進行護坡。鍍鋅格賓網墊采用人工裝籠，生產廠家先將格賓護墊制作成半成品，然后折疊包裝成捆運輸到施工工地，在靠近安裝位置的平整場地上打開，將組裝好的格賓網網箱按設計的平面位置、高程安裝在壩體邊坡上。填充石料必須是堅固密實、耐風化的石料，經研究確定采用粒徑級配好的塊石，單塊重不小于25 kg[5]。以機動翻斗車或15 t 自卸汽車將石料運輸至施工一線，人工將面層石料鋪砌平整后，進入封蓋施工工序。蓋網片和框線與護墊組邊框線間每間隔25 cm綁扎1道，同時將所有邊（框）線綁扎在一起。

（2）格賓石籠網箱。為了減小護坡水土流失，部分護坡段采用格賓石籠網箱。網箱采用鋅-5%鋁-稀土合金鍍層的低碳鋼絲加工而成，網目尺寸為80 mm×100 mm，長×寬×高為2.0 m×1.0 m×0.5 m，采用雙隔板結構，箱內隔板間距1.0 m。填充材料選用質地堅硬、軟化系數大于0.75、比重大于2.65 t/m3的塊石。塊石最小粒徑大于12 cm，最大粒徑一般不超過40 cm。塊石填充空隙率小于0.3。格賓石籠網箱施工時，由15 t 自卸汽車將塊石填充料和低碳鋼絲網箱運輸至施工區，局部采用手推車輔助運至工作面，以1 m3挖掘機裝石、人工封口，人工輔以簡單器具施工。

4.1.4 漿砌石擋墻

為了減小水土流失，工程設計有M7.5 漿砌石擋墻、M7.5 漿砌石護坡、混凝土塊護坡、植草護坡、漿砌石排水溝，并對施工生產生活區地面進行了硬化。

擋土墻頂高程91.50 m，底板高程80.40 m，高11.10 m。鋪蓋上游引渠，兩側擋墻均為直立擋墻，鋪蓋段長13.00 m，由8.00 m的平直段接半徑4.50 m的圓弧，再接3.00 m 長的平直段與上游貼坡連接。平直段采用U 形槽設計，邊墻頂寬0.5 m，背坡采用1∶0.2 的邊坡，底板厚1.50 m；圓弧及連接段采用懸臂擋土墻型式。進口混凝土擋墻、閘室段基底采用高壓旋噴樁，樁徑0.5 m，長10 m，間排距1.5 m，矩形布置。樁頂設0.2 m厚水泥土墊層。涵洞段基底采用水泥土攪拌樁，樁徑0.6 m，長10 m，間排距1.5 m，矩形布置。為防止③壤土層液化，進口混凝土擋墻、閘室、涵洞段基底采用水泥土連續墻圍封。墻深15 m，沿擋墻和涵閘外輪廓在永久縫下布置，共完成擋水土埂1 383 m3、排水溝開挖土方5 911 m3、砌混凝土板2 692 m3，這些措施均有水土保持作用。

4.2 植物措施

植物措施主要是對堤防和邊坡進行綠化，以涵養水土、保護堤防。

（1）對堤防邊坡進行綠化。堤防恢復后，為防止新修堤防邊坡被雨水沖刷，進行植草防護，草種為耐旱型葛芭草，墩距0.2 m，呈梅花形布置。

（2）對回填區、工程管理區等非硬化區域，進行喬、灌、草綠化。在工程管理區，對開挖邊坡設計了框格植草。對回填區，根據工程現狀，種植花卉和綠化樹木，喬木采用雪松、大葉女貞、垂柳、側柏、石楠球等混栽方式，株、行距為2 m×3 m；灌木為花卉類樹木，株、行距為1 m×1 m。對功能區或地勢轉變的交接處，采用綠籬進行分割，綠籬設計規格為高60 cm×寬55 cm，苗木為石楠或小檗，二者亦可分段栽植，草種采用三葉草等。

（3）種植行道林，對大堤進行綠化。根據黃委堤防建設的有關規定，大堤上種植行道林，種植標準如下：新堤堤頂兩側各植1 行，株距2 m。淤區頂部種植適生林，按照種植用材林、經濟林和苗圃相結合的原則進行，適生林株、行距為2 m×3 m。經統計，共種植綠化樹木56 853 棵、花卉347 975 棵、綠籬延米4 661 m，種草51.0 4 hm2，草皮護坡64 064 m2。

4.3 臨時措施

對堆土進行攔擋，擋土袋高1.0 m、寬0.8 m，堆土表面進行防塵網覆蓋，周邊設臨時土排水溝。臨時排水溝坡比1∶1，縱向比降1‰，粗糙系數0.05，斷面尺寸按流量1.826 m3/s設計。施工結束后，對占地區進行土地整治，修復淤區擋水土埂、完善混凝土排水溝，采用栽植旱柳、法桐、泡桐（株行距為2 m×3 m）、林間撒播紫花苜蓿等進行植被恢復。土料場全部為河灘地，土料開采前主體設計首先進行表土剝離，施工結束后及時將表土回覆并復耕。

5 結語

通過分析，工程建設防治分為工程區、臨時堆料場區、棄土場區、土料場區、交通道路區5個防治區。按照不同布局，采用工程措施、植物措施和臨時措施等多種形式進行水土保持防護，可有效減少水土流失，其防護方案和防護工程設計均能滿足水土保持要求，可供同類項目進行參考。