閆斌周

摘要：小水坪灌區(qū)工程始建于上世紀(jì)50年代，由于興建年代較早，受當(dāng)時(shí)歷史條件制約，設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低，施工質(zhì)量較差，經(jīng)過(guò)50多年的運(yùn)行，灌區(qū)工程嚴(yán)重老化，渠道滲漏嚴(yán)重，存在許多險(xiǎn)工險(xiǎn)段，同時(shí)由于配套設(shè)施不完善，使得實(shí)際灌溉面積銳減，僅有1.73萬(wàn)畝，遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)灌概面積。因此，對(duì)小水坪灌區(qū)進(jìn)行續(xù)建配套及節(jié)水改造，搞好灌區(qū)的除險(xiǎn)加固和續(xù)建配套，完善管理設(shè)施，改善管理?xiàng)l件，使之達(dá)到灌區(qū)設(shè)計(jì)效益，不僅切實(shí)可行，也是十分必要的。從水土保持角度而言，該工程為典型線性工程，具有跨距長(zhǎng)、點(diǎn)分散等特點(diǎn)，水土流失生態(tài)因子差異大，渠系建筑物眾多，水土保持設(shè)計(jì)難度大，一旦發(fā)生水土流失則影響面廣、危害嚴(yán)重，因此能否做好灌區(qū)的水土保持措施，將直接關(guān)系到整個(gè)工程水土流失防治工作的成敗。本文通過(guò)總結(jié)灌區(qū)的水土保持設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出“必須樹(shù)立以線為主、點(diǎn)線結(jié)合的思想，并從典型設(shè)計(jì)入手，才能全方位把握水土流失防治要點(diǎn)”。
關(guān)鍵詞： 灌區(qū)    線性工程    水土保持
Abstract: water irrigation project was founded in the 1950 ping s, nabucco's earlier, was restricted by the historical conditions, low standard design technology, poor quality of construction, after more than 50 years of operation, irrigation engineering serious aging, channel serious leakage, there are many pitch working, and because the facilities not perfect, make the actual irrigation area is down sharply, only 17300 mu, far from reach design are filling area. Therefore, the water for irrigation ping continue auxiliary and water saving transformation, do well the irrigation area of the reinforcement and problems continue auxiliary, perfect management facilities, improve the management conditions, so as to meet the design efficiency irrigation, not only feasible, and also is very necessary. From the point of the soil and water conservation, the project for typical linear engineering with the span length, some scattered characteristics, such as ecological factor of soil and water loss of big differences, many canal buildings, water and soil conservation design is difficult, once produce soil and water loss is the extent the wide, serious harm, so whether you can do irrigation area of the water and soil conservation measures, the project will directly related to the success or failure of the prevention and control of soil erosion. This article summarizes the irrigation area of the water and soil conservation design experience, put forward "must set up the line of combination of point, line of Lord, thoughts, and from the design of typical, can grasp the key points of soil and water loss control omni-directional".
Keywords: irrigation linear engineering soil and water conservation


中圖分類號(hào)：TU991.64       文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A         文章編號(hào)：  
1概述
1.1工程概況
灌區(qū)設(shè)計(jì)干渠2條，全長(zhǎng)46.65km；支渠8條，全長(zhǎng)16.83km。續(xù)建配套及節(jié)水改造工程建設(shè)內(nèi)容主要包括：①灌溉干渠及支渠險(xiǎn)工險(xiǎn)段加固，防滲改造；②重新修建3座渡槽，其余6座需修補(bǔ)加固；③對(duì)21座涵洞除險(xiǎn)加固；④更新改造人行橋153處、放水閘27處；⑤危房改造1200 m2以及完善其他配套管理設(shè)施。工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。本工程建設(shè)總占地為：52.26hm2，其中永久占地36.78hm2，臨時(shí)占地15.48hm2；
1.2方案批復(fù)情況
2009年8月，清遠(yuǎn)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司編制完成《連州市小水坪灌區(qū)續(xù)建配套及節(jié)水改造工程水土保持方案報(bào)告書》，2009年10月廣東省水利水電技術(shù)中心在連州市，主持召開(kāi)了方案技術(shù)評(píng)審會(huì)，方案獲順利通過(guò)。2010年8月，廣東省水利廳對(duì)《方案報(bào)告書》進(jìn)行了批復(fù)。
2灌區(qū)水土保持設(shè)計(jì)難點(diǎn)
經(jīng)預(yù)測(cè)，本工程建設(shè)擾動(dòng)原地貌面積52.26hm2，損壞水土保持設(shè)施面積18.5 hm2，其中應(yīng)繳納補(bǔ)償費(fèi)面積6.44 hm2，棄土棄渣總量16.07萬(wàn)m3（含表土剝離），可能造成的土壤流失總量為7910.2t，其中新增土壤流失量為7447.2t。渠道區(qū)和棄渣場(chǎng)新增水土流失量依次為4929.1t和1838.6t，分別占項(xiàng)目區(qū)新增流失總量的66%和25%，是水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域。
2.1跨度大、生態(tài)因子多變
本工程位于連州市豐陽(yáng)鎮(zhèn)、西岸鎮(zhèn)、東陂鎮(zhèn)境內(nèi)，灌區(qū)設(shè)計(jì)干渠2條，全長(zhǎng)46.65km；支渠8條，全長(zhǎng)16.83km。工程具有跨度大，點(diǎn)分散的水土流失特點(diǎn)。
區(qū)內(nèi)地勢(shì)低平開(kāi)闊，地面起伏和緩，坡度在5～15度之間。地貌有峰叢洼地、殘丘坡地、剝蝕侵蝕丘陵等。因地質(zhì)、地形和氣候條件的復(fù)雜性，土壤類型主要為：赤紅壤、紅壤以及水稻土等多種土類。該區(qū)地帶性植被均為亞熱帶常綠闊葉林，森林覆蓋率較大。據(jù)2006年國(guó)家衛(wèi)星遙感水土流失航片成果，連州市水土流失面積31668.68 hm2，占連州市幅員面積的28%。
2.2灌區(qū)建筑物類型多
灌區(qū)由2條干渠及8條支渠組成，主要有渠道、涵洞、渡槽、水閘和人行橋等渠系建筑物。
（1）渠道區(qū)
渠道均為明渠。干渠沿山邊等高線走，部分為深切方及高填方渠道。本次續(xù)建配套及節(jié)水工程對(duì)渠道防滲采取三面光現(xiàn)澆砼襯砌，對(duì)不同的渠道險(xiǎn)段采取不同的處理方法，對(duì)內(nèi)坡經(jīng)�？宸交蚧�坡渠段主要采取削坡與漿砌石護(hù)坡相結(jié)合的處理方法；嚴(yán)重垮方或滑坡且削坡工程量太大的渠段則改建涵洞渠；對(duì)外坡坡腳�？宸交蚧�坡渠段采取放緩邊坡與擋土墻防護(hù)相結(jié)合的處理方法。
（2）涵洞區(qū)
灌區(qū)總共有涵洞21處，涵洞采用無(wú)壓型。本次擬對(duì)全部涵洞進(jìn)行加固改造。
（3）渡槽區(qū)
本工程涉及渡槽類型全部為單排架鋼筋砼渡槽。槽身橫斷面型式主要為矩形和U形。干、支渠上渡槽共9座，渡槽總長(zhǎng)967m。本次擬對(duì)3座損毀嚴(yán)重的渡槽拆除重建，其余6座修補(bǔ)加固。
（4）水閘和人行道區(qū)
本次設(shè)計(jì)配置153處人行橋，21處放水閘。
2.3要求高、標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)
從水土流失防治區(qū)的角度分析，灌區(qū)地處廣東省水土流失重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)，執(zhí)行建設(shè)類一級(jí)防治標(biāo)準(zhǔn)。
從區(qū)域水土保持生態(tài)功能重要性分析，灌區(qū)沿線的水系東陂河是北江水系連江一級(jí)支流，為連州市的重要江河。
綜上所述，整個(gè)灌區(qū)的水土保持生態(tài)功能十分重要，必須嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)類項(xiàng)目一級(jí)防治標(biāo)準(zhǔn)，以保護(hù)好工程區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
灌區(qū)雨量豐沛，多年平均降雨量均超過(guò)800mm，原地貌侵蝕強(qiáng)度總體為輕度，因此水土流失總治理度、林草植被恢復(fù)率、林草植被覆蓋率絕對(duì)值向上調(diào)整2，土壤流失控制比向上調(diào)整為1，即在考慮地區(qū)差異后，對(duì)這六項(xiàng)指標(biāo)提出了更嚴(yán)格的要求。經(jīng)調(diào)整，渠線區(qū)設(shè)計(jì)水平年水土流失防治目標(biāo)為：擾動(dòng)土地治理率97%、水土流失總治理度97%、土壤流失控制比1、攔渣率95%、林草植被恢復(fù)率99%、林草植被覆蓋率27%。
3灌區(qū)水土保持設(shè)計(jì)思路
為合理布設(shè)水土保持措施，并分區(qū)作典型設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)工程量，將渠線區(qū)分為渣場(chǎng)、渠道、隧洞、渡槽、倒虹管及泵站共六個(gè)防治亞區(qū)。因各區(qū)的臨時(shí)防護(hù)措施設(shè)計(jì)思路基本相同，下文只在渡槽區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)敘述，其余各區(qū)不再重復(fù)。
3.1渣場(chǎng)區(qū)
3.1.1土石方平衡
本工程共計(jì)挖方33.78萬(wàn)m3；填方22.01萬(wàn)m3；通過(guò)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)調(diào)配利用后借方4.3萬(wàn)m3，主要為渠道、渡槽、攔河陂等工區(qū)襯砌所需石方及沙礫墊層用沙；工程棄渣16.07萬(wàn)m3；其中項(xiàng)目區(qū)剝離表土5.5萬(wàn)m3，剝離表土就近選擇地勢(shì)低洼地區(qū)臨時(shí)堆放，并做好臨時(shí)攔擋措施和臨時(shí)排水措施，施工結(jié)束后用作項(xiàng)目區(qū)綠化覆土；永久棄渣10.57萬(wàn)m3，永久棄渣擬在項(xiàng)目區(qū)沿線設(shè)置永久棄渣場(chǎng)棄置。
3.1.2棄渣分布特點(diǎn)
灌區(qū)棄渣總體為線性、分散分布。
單位長(zhǎng)度各渠系建筑物棄渣產(chǎn)生量是：總干渠2.26m3/m，涵洞1.06 m3/m，渡槽1.28 m3/m，人行橋及水閘0.05 m3/m。
從上述可知，雖然灌區(qū)棄渣為線性分布，但單位長(zhǎng)度棄渣量并不小，難以就地消納，如果沿線無(wú)序堆放，則會(huì)形成帶狀“疤痕”，影響景觀。因此考慮對(duì)棄渣采取集中定點(diǎn)處置方式，雖然在一定程度上增加了運(yùn)距，但對(duì)沿途景觀破壞小、并且容易集中布設(shè)水土保持防護(hù)措施。
3.1.3渣場(chǎng)規(guī)劃
（1）渣場(chǎng)選擇原則
首先是少占耕地資源，渣場(chǎng)上游集水面積小，周邊無(wú)公共設(shè)施、工礦企業(yè)、居民點(diǎn)等重要保護(hù)對(duì)象。
其次是控制渣場(chǎng)數(shù)量和運(yùn)距。要求在具體施工時(shí)，填筑材料優(yōu)先考慮利用開(kāi)挖料，盡量做到自我平衡，減少棄渣量和渣場(chǎng)個(gè)數(shù)。運(yùn)渣距離一般控制在1km以內(nèi)，確保集中堆渣方案的可操作性。
第三是所選渣場(chǎng)能夠充分利用當(dāng)?shù)貦C(jī)耕道或者灌區(qū)的施工便道，盡量避免新建運(yùn)渣公路。
（2）渣場(chǎng)設(shè)置
根據(jù)上述渣場(chǎng)選擇原則，灌區(qū)共規(guī)劃了6個(gè)渣場(chǎng)，其中山坡型渣場(chǎng)2個(gè)、天然凹地型渣場(chǎng)4個(gè)。渣場(chǎng)大多位于渠道兩側(cè)500范圍內(nèi)。
3.1.4代表性渣場(chǎng)選擇原則
因灌區(qū)涉及渣場(chǎng)個(gè)數(shù)較多，不可能在方案報(bào)告書階段對(duì)其一一進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此在上述二類渣場(chǎng)中，各選擇代表性渣場(chǎng)作典型設(shè)計(jì)，并以此推算工程量。然而工程量估算能否接近實(shí)際，與是否合理選擇代表性渣場(chǎng)關(guān)系密切。
本方案在選擇代表性渣場(chǎng)時(shí)，主要考慮了如下因素：1）堆渣庫(kù)容適中，能反映該類型渣場(chǎng)的平均水平；2）地形、地質(zhì)、上游區(qū)間來(lái)水等條件一般化，確保設(shè)計(jì)的水土保持措施具有可比性。
根據(jù)上述原則，分別在二類渣場(chǎng)中選出了2個(gè)渣場(chǎng)作典型設(shè)計(jì)。
3.1.5典型設(shè)計(jì)
3.1.5.1 沖溝型渣場(chǎng)
山坡型渣場(chǎng)的最大特點(diǎn)是上游匯流不集中、集雨面積偏小。
本工程山坡型渣場(chǎng)坡度大于250，基巖裸露，覆蓋層厚度小于1.0m。因上游無(wú)集中匯流區(qū)，渣場(chǎng)下游采用重力式擋渣墻進(jìn)行攔擋。在堆渣邊界設(shè)排洪溝截洪，截洪后由攔渣墻左右兩側(cè)排至沖溝下游。渣體堆放在壩頂以上按1：2削坡。綜合護(hù)坡，渣體堆放在墻頂以上按1：2削坡，坡面采用M7.5砌石框格護(hù)坡，框格中間撒播百喜草草籽，形成綜合護(hù)坡，堆渣結(jié)束后在渣面撒播百喜草草籽。
3.1.5.2天然凹地型渣場(chǎng)
天然凹地四面環(huán)山，渣體堆放在天然凹地內(nèi)，不會(huì)發(fā)生滑塌等現(xiàn)象，不設(shè)置攔擋、排洪措施。堆渣結(jié)束后對(duì)渣面進(jìn)行植被恢復(fù)。
3.2渠道區(qū)
3.2.1工程措施
從水土保持角度，將渠道區(qū)細(xì)化為半挖半填段、全挖方段、全填方段。
半挖半填段，在挖方段上邊坡設(shè)置仰斜式擋墻。為排除擋墻后的積水，在墻體內(nèi)布設(shè)排水孔，水平間距一般2m，上下間距0.6m，孔徑10cm，以梅花狀分布為宜。為防止填方邊坡土石滑塌，考慮在填方坡面用C15混凝土框格護(hù)坡，為減少坡面徑流對(duì)邊坡的沖刷，將框格設(shè)計(jì)為截水型，框格成正方形，框格條邊距3m，每個(gè)框格條上設(shè)寬25cm，高10cm的截水邊，在框格內(nèi)鋪設(shè)草皮，形成綜合護(hù)坡。在山區(qū)修建旁山渠道時(shí)，地形坡度較大，上邊坡來(lái)水含沙量較大，為了避免泥沙進(jìn)入渠道，考慮在渠道挖方邊坡內(nèi)側(cè)每5m高設(shè)1.0m寬戧道，并在戧道內(nèi)側(cè)設(shè)0.3×0.3m的排水溝，用于攔截坡面來(lái)水，然后經(jīng)過(guò)合適的位置，排入渠道下邊坡。
全挖方段，在渠道的兩側(cè)挖方段，對(duì)挖方邊坡設(shè)擋墻，擋墻設(shè)計(jì)思路同半挖半填段。為了避免泥沙進(jìn)入渠道，考慮在渠道兩側(cè)挖方邊坡每5m高設(shè)1.0m寬戧道，并在戧道內(nèi)側(cè)設(shè)0.3×0.3m的排水溝，用于攔截坡面來(lái)水。
全填方段，為防止填方邊坡土石滑塌，考慮在兩側(cè)填方坡面用C15混凝土框格綜合護(hù)坡。
3.2.2植物措施
3.2.2.1護(hù)坡綠化
結(jié)合當(dāng)?shù)亓⒌貤l件，在C15混凝土框格護(hù)坡的框格內(nèi)滿鋪狗牙根草皮。
3.2.2.2上邊坡綠化
（1）上邊坡為坡耕地治理區(qū)
在渠道經(jīng)過(guò)上邊坡為坡耕地的地段，水土流失嚴(yán)重，對(duì)渠道的危害極大。為防治周邊水土流失對(duì)渠道造成影響。在渠道上邊坡側(cè)密植灌木林帶，林帶寬3～5m。選用低矮灌木大葉黃楊，品字型等高排列，株距0.3m。待苗木生長(zhǎng)穩(wěn)定后，在空閑裸露地撒播三葉草，撒播密度為12g/m2。
（2）上邊坡為非耕地治理區(qū)
根據(jù)占?jí)旱仡�、土壤情況、地形地貌等生長(zhǎng)條件進(jìn)行造林布置。
占地類型以林地、灌林地為主的地段，土層較厚，土壤養(yǎng)分充足，適合高大喬木的生長(zhǎng)：1）在渠道兩邊較瘠薄的地段，株間混交馬占相思、杉木，株行距4×4m，品字型等高排列；2）在渠道兩邊土層較深厚的地段，株間混交大葉女貞、九里香，株行距3×3m，品字型等高排列3）在渠道兩側(cè)土層淺薄不宜栽植深根系高大喬木的地段，帶狀混交大葉黃楊、夾竹桃，兩者為淺根系植物，根系橫向擴(kuò)展，株行距1×1m，品字型排列；4）在沿線平緩地段，種植慈竹純林，其根系橫向平展，對(duì)表層土能起到很好的水土保持作用，慈竹間距2×2.5m，品字型排列。
占地類型以荒草地為主的地段，采用如下混交林方式：1）在坡度10～20°的地段，株間混交馬占相思×夾竹桃喬灌混交林，馬占相思株距2.5m，行距3m，定植點(diǎn)矩形排列。夾竹桃間植于栓皮櫟中，間距2.5×3m。2）在10°以下地段，移栽毛竹純林，間距2m×2m，品字型等高排列。
待苗木生長(zhǎng)穩(wěn)定后，在空閑裸露地撒播百喜草。
3.3涵洞區(qū)
涵洞為地下建筑物，地表的水土保持措施相對(duì)較簡(jiǎn)單，主要考慮涵洞進(jìn)、出口部位。
出于對(duì)自身安全的考慮，主體設(shè)計(jì)對(duì)洞口開(kāi)挖面采取了加固，防止坍塌和水土流失，因此方案僅補(bǔ)充截排水工程。在洞口上方及周邊修建截排水溝，過(guò)水?dāng)嗝娉叽鐬樯?.5m，底寬0.4m，頂寬0.6m。
施工結(jié)束后在洞口空閑裸露地種植百喜草，密度為12g/m2。
3.4渡槽區(qū)
3.4.1臨時(shí)措施
鑒于該區(qū)建筑物布置和地形的特殊性，水土保持措施主要以施工臨時(shí)防護(hù)措施為主。
（1）編織袋攔擋
施工棄渣在轉(zhuǎn)運(yùn)到渣場(chǎng)前，將臨時(shí)堆放在渡槽兩端和渡槽支撐周邊，需采用編制袋進(jìn)行臨時(shí)攔擋。具體操作程序?yàn)椋洪_(kāi)挖的土方裝袋后，就地?cái)r擋施工開(kāi)挖料，待回填時(shí)再拆袋，多余的土方在施工結(jié)束后拆除，用作項(xiàng)目區(qū)綠化覆土。攔擋尺寸一般高0.6m、寬1.0m。
（2）臨時(shí)截排水溝
在渡槽兩端、渡槽支撐周邊開(kāi)挖土渠，以臨時(shí)疏導(dǎo)雨水和減小坡面徑流對(duì)開(kāi)挖面的沖刷。由于施工時(shí)間較短，采用簡(jiǎn)易溝道，過(guò)水?dāng)嗝鏋樘菪螖嗝�，頂�?.5m，底寬0.3m，深0.2m。
3.4.2植物措施
在渡槽支撐周邊征地范圍內(nèi)，行間混夾竹桃、九里香，混交株距0.5m，行距0.75m。
在渡槽兩端：1）在土層較深厚的地段，株間混交馬占相思×夾竹桃，株行距3×3m，品字型等高排列；2）在土層淺薄不宜栽植深根系高大喬木的地段，帶狀混交大葉黃楊×夾竹桃，兩者為淺根系植物，根系橫向擴(kuò)展，株行距1×1m，品字型排列。
施工結(jié)束在空閑裸露地，撒播百喜草。
3.5水閘及人行橋
水閘及人行橋區(qū)，水土保持措施主要以施工臨時(shí)防護(hù)措施為主，設(shè)計(jì)思路同渡槽區(qū)。
施工結(jié)束后，在空閑裸露地撒播百喜草。
5 結(jié)語(yǔ)
灌區(qū)工程一般由水源區(qū)、渠道組成。從水土保持角度，水源區(qū)為點(diǎn)式工程，水土流失部位較集中，易于采取集中防治措施，而渠道區(qū)為典型線性工程，涉及區(qū)域廣，局地氣候特征變化大，穿越的地形復(fù)雜多變，水土流失生態(tài)因子差異大，渠系建筑物類型多，野外踏勘工作繁重，水土保持設(shè)計(jì)難度大，一旦發(fā)生水土流失則影響面廣、危害嚴(yán)重，因此能否做好渠道區(qū)的水土保持措施，將直接關(guān)系到整個(gè)工程水土流失防治工作的成敗。在渠道區(qū)水土保持設(shè)計(jì)中，必須樹(shù)立以線為主、點(diǎn)線相結(jié)合的思想，并從典型設(shè)計(jì)入手，才能全方位把握水土流失防治要點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
1.《連州市小水坪灌區(qū)續(xù)建配套及節(jié)水改造工程水土保持方案報(bào)告書》，2009年，清遠(yuǎn)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司

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