黃河下游引黃涵閘改建工程水保措施配置及效果

關鍵詞：引黃涵閘工程；水土保持；措施配置；效果分析；黃河下游

中圖分類號：S157文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2025.10.018

引黃涵閘是黃河下游水資源綜合利用體系的重要組成部分。實施黃河下游引黃涵閘改建，恢復涵閘引水能力，是落實黃河流域生態保護和高質量發展的重要舉措，是保障黃河下游引黃灌區糧食安全的重要支撐，因此對引水能力不足的涵閘進行改建是非常必要且急迫的[1-2]。黃河下游引黃涵閘始建于 20 世紀五六十年代，共有111座。本次改建涉及山東、河南兩省11個市21個縣區共37座涵閘[3]

關于引黃涵閘工程已有諸多技術與管理方面的研究成果[4-5]，但針對施工過程中可能產生的水土流失和加強水土保持工作等方面的研究較少。因此，本研究主要就引黃涵閘工程施工過程中可能產生的水土流失及其防治措施布設與實施效果進行分析討論，以期為解決類似工程水土流失問題提供參考。

1工程概況及可能產生的水土流失

1.1 工程概況

引黃涵閘是修建在黃河河道、堤防上的一種低水頭擋水、泄水工程，如位于山東省黃河北岸聊城市的位山閘，所在灌區是黃河下游最大的引黃灌區，設計引水流量為 240m³/s 。近年來黃河下游河道河床沖刷下切、同流量水位下降造成涵閘引水能力不足，而引黃涵閘工程通過涵閘改建恢復涵閘設計引水能力，有助于改善黃河下游兩岸及相關地區灌溉、城鎮生活、工業及生態供水條件。涵閘布置原則上由進口段、控制閘室段、涵洞段、出口消能段4個部分組成，工程建設盡可能利用原有的工程管理用房、內外交通、通信及維護管理設施。涵閘改建流量維持老閘原設計流量，閘底板高程依據沖刷極限時設計引水位、設計流量、閘孔尺寸確定。涵閘主體設計時劃分為上游連接段、閘前鋪蓋段、閘室段、涵洞段、消能防沖段、下游連接段6個部分。

按照引黃涵閘改建工程選取原則，被列入黃河下游引黃涵閘改建工程的涵閘共計37座，其中：涉及河南黃河河務局15座，包括鄭州黃河河務局2座、焦作黃河河務局3座、新鄉黃河河務局4座及濮陽河南河務局6座；涉及山東黃河河務局22座，包括菏澤黃河河務局4座、東平湖黃河河務局1座、聊城黃河河務局3座、德州黃河河務局1座、淄博黃河河務局1座、濱州黃河河務局7座和河口黃河河務局5座[3]

1. 2 可能產生的水土流失

引黃涵閘工程作為渠道與所在河段的交叉建筑物，施工活動基本上在原拆除涵閘周邊開展。施工作業前期，為保證干地施工，需要在涵閘進口位置修筑擋水圍堰。除按照設計要求進行清基清坡、基坑開挖、基坑排水、拆除舊閘外，地基處理要采用水泥土攪拌樁、混凝土灌注樁、預制混凝土管樁（PHC）和高壓旋噴樁。預制構件由生產廠家在工地進行拼裝并經初步驗收合格后，采用 20t 汽車起重機吊裝，土方回填采用推土機集料、分層碾壓夯實，土地整治與植物措施在主體工程完成后施工。在此期間，土方開挖主要采用反鏟挖掘機挖裝、自卸汽車運輸、推土機車輔助，將留作后期回填的土方臨時堆放于臨時堆料區。涵閘拆除先用風鎬破碎，再用反鏟拆除，人工輔助，最后用自卸汽車運輸至指定垃圾填埋場或綜合利用。

綜上，本項目涵閘改建基本是在原有位置拆除后重建，施工前需進行圍堰施工，后期進行預制構件安裝，再回填、覆土并恢復地表植被。因此，每座涵閘除設置臨時堆料場外，還需布設交通道路、施工生產生活區等，以及指定的正規垃圾填埋場。由于部分涵閘工程土方回填量較小并且開挖土方滿足回填需求，因此不再設置土料場。

施工活動改變了地形地貌，破壞了原狀土體結構與植被，對原地表開挖、擾動和再塑，使地表、植被遭到嚴重破壞，失去原有固土和防沖能力。施工中土體開挖，填筑面裸露，一旦遇上暴雨、大風或洪水就會產生較為嚴重的水土流失。主體工程建成運營后，永久占地區將大部分被工程覆蓋或硬化，因此水土流失輕微。臨時占地區因施工擾動地表裸露，故水土流失較為嚴重，若不采取相應保護措施，施工后僅依靠自然恢復則進程較為緩慢。

2 水土保持措施

2.1分區防治措施配置

水土保持防治分區分為主體工程區、臨時堆料區、淤區填筑區、土料場區、交通道路區、施工生產生活區6個防治區。在對主體工程進行水土保持分析評價的基礎上，水土保持措施配置要緊緊圍繞“預防為主、保護優先、全面規劃、綜合治理、因地制宜、突出重點\"的方針，明確主體工程施工前、施工過程中和施工結束后3個時段的水土保持措施布設，構建水土保持措施體系。

1）主體工程區。主體工程區主要指涵閘改建基坑開挖和兩側施工占地范圍。主體工程已設置漿砌石護坡、漿砌石排水溝，水土保持專業補充設計了涵閘出水口、喬木林下的表土剝離，以及剝離表土和清基土的回覆，對裸露土地采取防塵網覆蓋。施工后，拆除施工圍堰，清運廢土至指定垃圾填埋場；在邊坡土體壓實后，在涵閘基坑開挖斷面外輪廓線兩側向外延伸 3m 范圍及地下水水位以上范圍臨時覆蓋防塵網；在涵閘綠化區進行土地整治并采取水土保持一級標準綠化，滿足景觀、休憩、水土保持和生態保護等多種功能要求，并結合景觀要求選用園林樹種和草種配置；在綠化層面合理搭配觀花、觀果植物與色葉植物，常綠與落葉植物，景觀層面盡可能利用自然景觀，順應場地地勢，營造自然景觀[6]

根據主體工程可進行綠化地塊在黃河大堤上下游的工程位置和立地條件的不同，對植被綠化進行了分塊設計，包含黃河大堤上游綠化區、堤頂道路區和下游綠化區。以體現物種多樣性與植物生態功能為基礎，依據地帶性植物群落結構和組成成分開展植物配置，形成豐富的植物景觀立面形象，不僅滿足了水土保持的功能要求，而且可增加景觀高低錯落的變化，通過合理運用樹種，形成特色鮮明的黃河下游涵閘沿堤綠化景觀。

2）淤區填筑區。主體工程將涵閘改建多余清表土、清基土填筑于淤區頂部用于壓戧，將淤區頂部劃分為淤區填筑區。對淤區現有排水溝和擋土埂造成破壞的，施工后進行修復，實施土地整治并栽種多樣化的適生植物，在邊坡處采取植草護坡以減少施工引起的水土流失。

淤區具有光照條件好、土層薄、地下水埋深淺等特點，淤區的植物主要考慮喜光、耐水濕、適應性強的。淤區的綠化植被以闊葉植物為主，不同段落植物的運用有一些差異，但主要用到的喬木有旱柳、構樹、水杉、白蠟等，草種選用紫花苜蓿、白三葉等豆科類。施工后在游區范圍撒播草籽，植物生長一段時間后，可利用其根瘤菌的固氮作用提高土壤肥力，改善淤區土質。有機質和微生物活力提高后，自然形成疏松透氣的土壤環境，再栽種適生林，可達到植被與土壤協同進化的目的。

3）臨時堆料區。由于利用了黃河淤區作為涵閘開挖土方和剝離表土的臨時堆料場，因此施工期需要在臨時堆料場四周修筑袋裝土擋墻，表面采用防塵網覆蓋，在臨時堆料場袋裝土擋墻外修建臨時排水溝。施工后修復淤區頂部原有的擋土埂和混凝土排水溝，淤區頂部的植物措施與淤區填筑區植物措施一致。

4）土料場區。土料場施工后需按照移民要求開展土地復耕，土地復耕措施已含表土剝離與回覆。水土保持專業考慮在表土臨時堆放處采取臨時防護，包括四周用袋裝土攔擋、表面覆蓋防塵網，以減少施工期的水土流失。由于土料場采取寬淺式開挖，加上施工后回覆表土，因此未設計邊坡防護措施。

5）交通道路區與施工生產生活區。施工準備期即開展“三通一平”，將臨時排水溝修建在交通道路的一側和施工生產生活區的四周。交通道路主要用于連接上下游圍堰、涵閘與土料場等，且全部為臨時道路，施工后需開展土地整治和種植植被。交通道路區與施工生產生活區植物措施采取植被恢復與建設工程三級標準。

2.2水土保持措施體系

根據上述水土保持措施布設情況，構建涵閘工程水土流失防治措施體系，見圖1。

圖1水土流失防治措施體系

通過實施以上措施，黃河下游引黃涵閘改建工程水土流失治理度可達 98.51% ，土壤流失控制比可達1.0，渣土防護率可達99. 10% ，表土保護率可達98.20% ，林草植被恢復率可達 97.8% ，林草覆蓋率可達 52.3% 。通過實施防治措施，水土流失大大減輕，可減少水土流失量 23 055t 以上，水土流失治理達標面積 347.65hm² ，林草植被建設面積 181.84hm² 。

3 效果分析

1）在施工區上邊坡設置排水溝，引導周邊來水不進入施工區及工程基坑內，減少了地表水沖刷而引起的水土流失，也保障了工程施工進度。同時，在邊坡土體壓實后，在涵閘基坑開挖斷面外輪廓線向外延伸3m范圍及地下水水位線以上范圍臨時覆蓋防塵網。臨時覆蓋措施有效控制了施工期工程邊坡的水土流失，保障了工程的順利進行。

2）利用淤區土地作為工程臨時堆料區和淤區填筑區，減少了工程施工期土方調運成本，施工后結合項目區現狀栽種旱柳、構樹、水杉、白蠟等植物。對淤區現有排水溝和擋土埂造成破壞的，施工后進行修復。淤區排水盡量采用自然散排，僅在垂直大堤方向設置橫向混凝土排水溝。為了美觀，將排水溝盡量隱藏在自然植被之中。以上工程措施與植物措施的配合使用，在工程建成后發揮了良好的生態功能。

3）由于黃土中粉粒含量較高，施工中容易引起揚塵，對環境保護非常不利，因此在施工期對臨時堆土區、淤區填筑區等重點位置采取臨時苫蓋防塵網防護，同時在交通道路使用后及時苫蓋防塵網，盡量減少揚塵。

4）涵閘區以黃河大堤為界分為上游區和下游區，施工后按照項目的要求分區開展植被恢復與綠化。上游區以涵閘閘室、砌護和硬化地表為主，僅有零星占地需要綠化，而下游區以土坡面為主，涵閘兩側區域仍有約一半可綠化面積。利用涵閘工程施工開挖剝離的腐殖質土作為綠化區域覆土，選取當地常用園林景觀綠化樹種進行綠化美化。在植物配置上，在出水口兩側和下游區域選擇深根性樹種與淺根性樹種搭配，如國槐、垂柳搭配合歡；在景觀效果營造上，選擇紫葉李、紫薇、枇杷、羅漢松等觀賞性園林樹種以保證四季有景，取得了良好的環境效益與生態效益

4結束語

引黃涵閘是黃河下游水資源綜合利用體系的重要組成部分，本工程方案從保護水土資源和維護良好生態環境出發，針對主體工程施工前、施工過程中和施工結束后3個時段合理布設表土保護利用、土地整治、植被恢復與建設、截排水及臨時措施等，構建引黃涵閘工程區水土保持措施體系。通過搭配具有不同物候特征和觀賞特性的植物，增強植物措施的季相觀賞性，提高項目區植被恢復效果，實施后取得較好的效果

參考文獻：

[1］鄭利民.黃河下游引黃灌區糧食安全問題淺析[J].中國水利，2007（13） ：46-48.

[2］許生原.引黃灌區灌溉事業可持續發展問題研究［D].泰安：山東農業大學，2010：17-19.

[3］王李平，何蘊華，林楠，等.黃河下游引黃涵閘改建工程初步設計報告［R].鄭州：黃河勘測規劃設計研究院有限公司，2022：23-58.

[4]李娜，汪自力，喬瑞社，等.某引黃涵閘應急供水工程運行風險及對策[J].人民黃河，2015，37（10）：145-148.

[5］騫俊超.GPRS數據傳輸在引黃涵閘遠程監控系統中的應用[J].河南科技，2014（11）：87.

[6］席琳，秦佩，劉金鳳，等.新時期引黃涵閘的植被配置[J].中國水土保持，2023（5）：32-35.

（責任編輯 李楊楊）