遼寧東部中低山區(qū)生態(tài)清潔小流域治理措施
——以新賓滿族自治縣那家堡子小流域?yàn)槔?/h1>
2019-05-22 02:13秦一博
水利技術(shù)監(jiān)督 2019年3期
秦一博
(遼寧省撫順市新賓縣水土保持局，遼寧 撫順 113299)
生態(tài)清潔小流域以流域?yàn)閱卧?，進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、治理，遵循自然規(guī)律和生態(tài)法則，實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)資源的合理利用、優(yōu)化配置，使其成為人與自然和諧、經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)、生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的系統(tǒng)。本文以“三層次、四防區(qū)”的治理模式，有針對(duì)性地配置封育治理、生態(tài)護(hù)坡、谷坊、植物生態(tài)帶建設(shè)等措施，改善生態(tài)環(huán)境，調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、土地利用結(jié)構(gòu)，發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)，提高和改善農(nóng)村人均純收入、生產(chǎn)生活條件。
1 項(xiàng)目區(qū)概況
項(xiàng)目區(qū)屬于長(zhǎng)白山國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，其地形、地貌及水土流失成因等都具有遼寧東部山區(qū)的顯著特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的典型性。溝壑密度0.28km/km2，多年平均氣溫為5.3℃，多年平均降雨量為750.3mm，年平均風(fēng)速2.3m/s。
2 項(xiàng)目區(qū)面臨主要問(wèn)題
新賓滿族自治縣總面積428738.00hm2，水土流失面積占總面積的15.83%。造成水土流失的主要原因是人為破壞和自然水力侵蝕，多產(chǎn)生在人為擾動(dòng)的坡耕地、荒地、殘次林、植被條件較差的溝道等。
項(xiàng)目區(qū)內(nèi)河道下游段常年受到徑流沖刷，邊坡防護(hù)不穩(wěn)定，且徑流對(duì)兩岸沖刷十分嚴(yán)重，導(dǎo)致一側(cè)農(nóng)田損毀嚴(yán)重，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境影響較大。
3 總體布置
根據(jù)影響水土流失因素的相似性、水土流失強(qiáng)度的一致性、水土流失潛在危害的相對(duì)一致性以及水土流失治理措施的相似性，將項(xiàng)目區(qū)劃分為一個(gè)水土流失防治區(qū)。結(jié)合那家堡子小流域的自然地形和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，制定項(xiàng)目區(qū)綜合治理總體布局的基本思路。
(1)針對(duì)疏林和幼林地以封育治理為主，并設(shè)立圍欄、標(biāo)志牌等對(duì)封育區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，提高植被的自我修復(fù)能力提高林草育閉度。
(2)針對(duì)荒山荒坡及疏林地采取投工籌勞的形式布設(shè)水保林措施，通過(guò)營(yíng)造水保林不僅增加林草覆蓋率，同時(shí)也增加上述地類的水源涵養(yǎng)能力。
(3)針對(duì)基本農(nóng)田采取生態(tài)護(hù)坡措施，達(dá)到保護(hù)基本農(nóng)田不被沖刷，減少水土流失，進(jìn)而減少泥沙入庫(kù)，保證了農(nóng)民增產(chǎn)增收。
(4)針對(duì)河道采取植物生態(tài)帶建設(shè)工程，達(dá)到生態(tài)固坡，減少泥沙入庫(kù)，防止水土流失的目的。
(5)針對(duì)溝道內(nèi)泥沙流失和徑流匯聚，布設(shè)谷坊來(lái)減緩水流下泄速度、攔蓄泥沙。
(6)為了便于施工材料運(yùn)輸以及施工作業(yè)，布設(shè)臨時(shí)道路和田間作業(yè)路。
4 工程措施設(shè)計(jì)
4.1 生態(tài)護(hù)坡工程
方案一：蜂巢土工格室方案，本方案首先采用分級(jí)削坡，分為2層，頂層土堤墻頂寬度不小于2m，高度不小于1.2m，迎水坡坡比為1∶2，坡面栽植植被；底層土堤墻頂寬度為0.87m，高度為1.3m，底層土堤迎水坡面布置蜂巢格室生態(tài)護(hù)坡，坡度1∶2，蜂巢格室高0.15m，在蜂巢格室內(nèi)填充混凝土?；A(chǔ)為蜂巢土工格室，內(nèi)填充混凝土，埋深1.0m。在蜂巢格室與土堤坡面接觸面鋪設(shè)土工布，結(jié)構(gòu)型式如圖1所示。
圖1 蜂巢土工格室護(hù)坡典型斷面
方案二：固濱石籠護(hù)坡方案，本方案采用3層固濱石籠護(hù)坡形式，石籠埋深一層，河底以上砌筑2層石籠，兩層之間錯(cuò)開(kāi)300mm，在坡面與石籠的銜接處布設(shè)土工布。結(jié)構(gòu)型式如圖2所示。
圖2 固濱石籠護(hù)坡典型斷面
根據(jù)上述2個(gè)方案的結(jié)構(gòu)型式，計(jì)算出2個(gè)方案的主要工程量見(jiàn)表1，方案投資見(jiàn)表2，方案的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表3。
方案一采用蜂巢格室護(hù)坡形式，方案二采用固濱石籠護(hù)坡形式。固濱石籠護(hù)坡作為近些年比較流行的護(hù)坡形式，在國(guó)內(nèi)外工程中比較常見(jiàn)，技術(shù)成熟，具有實(shí)用耐久、安全可靠等特點(diǎn)。蜂巢格室作為近年新型防護(hù)材料，具有施工工期短、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)；方案二與方案一相比每延米投資多17.09元，方案一土方開(kāi)挖較方案二開(kāi)挖量小。方案一實(shí)施生態(tài)護(hù)坡面積大于方案二實(shí)施生態(tài)護(hù)坡面積，則方案一較方案二生態(tài)效果好。所以結(jié)合那家堡子小流域生態(tài)治理特點(diǎn)及目標(biāo)本次選擇方案一即蜂巢格室護(hù)坡形式作為此次護(hù)坡的主要形式。
表1 防護(hù)方案主要工程量對(duì)比
表2 防護(hù)方案工程投資對(duì)比 單位：元
表3 防護(hù)方案優(yōu)、缺點(diǎn)對(duì)比
4.2 蜂巢土工格室谷坊
4.2.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)GB 51018—2014《水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范》選擇設(shè)計(jì)防御標(biāo)準(zhǔn)為5a一遇3h最大暴雨量。
4.2.2設(shè)計(jì)及施工
根據(jù)GB 51018—2014和GB/T 16453.3—2008《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范溝壑治理技術(shù)》以及溝道的具體情況確定谷坊的斷面尺寸：蜂巢格室土谷坊高0.6m，基礎(chǔ)深0.4m，頂寬0.63m，底寬2.94m，不蓄水，壩后2～3a淤滿。
根據(jù)下列公式計(jì)算典型谷坊間距：
(1)
式中，L—谷坊間距，m；I—原溝床比降，%；I0—谷坊壩后不沖比降，%；H—谷坊底到溢水口底的高度，m。
其中I=8.34%，I0=1%，H=0.6m，谷坊間距L為8.17m，間距過(guò)小，可根據(jù)實(shí)際需要布設(shè)谷坊數(shù)量。
4.3 水保林措施設(shè)計(jì)
4.3.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
參照GB/T 16453.2—2008《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范》，針對(duì)該地區(qū)荒山荒坡及育閉度較小的疏林地塊栽植水保林。
4.3.2造林樹(shù)種
根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯茸匀粭l件，可以確定針葉松樹(shù)為造林樹(shù)種?；纳交钠碌貕K造林密度為3333株/hm2，疏林地塊造林密度為2000株/hm2。規(guī)格選用地徑0.3cm針葉松樹(shù)，此次在色家村營(yíng)造水保林面積為104.25hm2，栽植針葉松樹(shù)27.66萬(wàn)株。
4.4 封育治理措施設(shè)計(jì)
采取全年封育方式(死封)，封育時(shí)間為一年。輔助措施包括圍欄、標(biāo)志牌等，色家村布設(shè)圍欄4000m，宣傳標(biāo)志牌3個(gè)。
5 結(jié)論
以生態(tài)清潔小流域的治理理念為核心對(duì)本次工程進(jìn)行實(shí)施建設(shè)，進(jìn)一步控制項(xiàng)目區(qū)所在地及周邊地區(qū)的水土流失現(xiàn)象，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)其生態(tài)循環(huán)，使小流域自然資源可持續(xù)利用。但也可以從中看出生態(tài)清潔小流域的研究建設(shè)尚沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的管理與技術(shù)的規(guī)范等缺陷存在，治理模式上仍需要進(jìn)一步突出地域特色，豐富水土保持措施技術(shù)，使其不再是技術(shù)單一的工程、耕作、生物等宏觀技術(shù)措施。
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——石柳谷坊中國(guó)水土保持(2014年5期)2014-04-02
秦一博
(遼寧省撫順市新賓縣水土保持局，遼寧 撫順 113299)
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1 項(xiàng)目區(qū)概況
項(xiàng)目區(qū)屬于長(zhǎng)白山國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，其地形、地貌及水土流失成因等都具有遼寧東部山區(qū)的顯著特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的典型性。溝壑密度0.28km/km2，多年平均氣溫為5.3℃，多年平均降雨量為750.3mm，年平均風(fēng)速2.3m/s。
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項(xiàng)目區(qū)內(nèi)河道下游段常年受到徑流沖刷，邊坡防護(hù)不穩(wěn)定，且徑流對(duì)兩岸沖刷十分嚴(yán)重，導(dǎo)致一側(cè)農(nóng)田損毀嚴(yán)重，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境影響較大。
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(1)針對(duì)疏林和幼林地以封育治理為主，并設(shè)立圍欄、標(biāo)志牌等對(duì)封育區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，提高植被的自我修復(fù)能力提高林草育閉度。
(2)針對(duì)荒山荒坡及疏林地采取投工籌勞的形式布設(shè)水保林措施，通過(guò)營(yíng)造水保林不僅增加林草覆蓋率，同時(shí)也增加上述地類的水源涵養(yǎng)能力。
(3)針對(duì)基本農(nóng)田采取生態(tài)護(hù)坡措施，達(dá)到保護(hù)基本農(nóng)田不被沖刷，減少水土流失，進(jìn)而減少泥沙入庫(kù)，保證了農(nóng)民增產(chǎn)增收。
(4)針對(duì)河道采取植物生態(tài)帶建設(shè)工程，達(dá)到生態(tài)固坡，減少泥沙入庫(kù)，防止水土流失的目的。
(5)針對(duì)溝道內(nèi)泥沙流失和徑流匯聚，布設(shè)谷坊來(lái)減緩水流下泄速度、攔蓄泥沙。
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4.1 生態(tài)護(hù)坡工程
方案一：蜂巢土工格室方案，本方案首先采用分級(jí)削坡，分為2層，頂層土堤墻頂寬度不小于2m，高度不小于1.2m，迎水坡坡比為1∶2，坡面栽植植被；底層土堤墻頂寬度為0.87m，高度為1.3m，底層土堤迎水坡面布置蜂巢格室生態(tài)護(hù)坡，坡度1∶2，蜂巢格室高0.15m，在蜂巢格室內(nèi)填充混凝土?；A(chǔ)為蜂巢土工格室，內(nèi)填充混凝土，埋深1.0m。在蜂巢格室與土堤坡面接觸面鋪設(shè)土工布，結(jié)構(gòu)型式如圖1所示。
圖1 蜂巢土工格室護(hù)坡典型斷面
方案二：固濱石籠護(hù)坡方案，本方案采用3層固濱石籠護(hù)坡形式，石籠埋深一層，河底以上砌筑2層石籠，兩層之間錯(cuò)開(kāi)300mm，在坡面與石籠的銜接處布設(shè)土工布。結(jié)構(gòu)型式如圖2所示。
圖2 固濱石籠護(hù)坡典型斷面
根據(jù)上述2個(gè)方案的結(jié)構(gòu)型式，計(jì)算出2個(gè)方案的主要工程量見(jiàn)表1，方案投資見(jiàn)表2，方案的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表3。
方案一采用蜂巢格室護(hù)坡形式，方案二采用固濱石籠護(hù)坡形式。固濱石籠護(hù)坡作為近些年比較流行的護(hù)坡形式，在國(guó)內(nèi)外工程中比較常見(jiàn)，技術(shù)成熟，具有實(shí)用耐久、安全可靠等特點(diǎn)。蜂巢格室作為近年新型防護(hù)材料，具有施工工期短、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)；方案二與方案一相比每延米投資多17.09元，方案一土方開(kāi)挖較方案二開(kāi)挖量小。方案一實(shí)施生態(tài)護(hù)坡面積大于方案二實(shí)施生態(tài)護(hù)坡面積，則方案一較方案二生態(tài)效果好。所以結(jié)合那家堡子小流域生態(tài)治理特點(diǎn)及目標(biāo)本次選擇方案一即蜂巢格室護(hù)坡形式作為此次護(hù)坡的主要形式。
表1 防護(hù)方案主要工程量對(duì)比
表2 防護(hù)方案工程投資對(duì)比 單位：元
表3 防護(hù)方案優(yōu)、缺點(diǎn)對(duì)比
4.2 蜂巢土工格室谷坊
4.2.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)GB 51018—2014《水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范》選擇設(shè)計(jì)防御標(biāo)準(zhǔn)為5a一遇3h最大暴雨量。
4.2.2設(shè)計(jì)及施工
根據(jù)GB 51018—2014和GB/T 16453.3—2008《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范溝壑治理技術(shù)》以及溝道的具體情況確定谷坊的斷面尺寸：蜂巢格室土谷坊高0.6m，基礎(chǔ)深0.4m，頂寬0.63m，底寬2.94m，不蓄水，壩后2～3a淤滿。
根據(jù)下列公式計(jì)算典型谷坊間距：
(1)
式中，L—谷坊間距，m；I—原溝床比降，%；I0—谷坊壩后不沖比降，%；H—谷坊底到溢水口底的高度，m。
其中I=8.34%，I0=1%，H=0.6m，谷坊間距L為8.17m，間距過(guò)小，可根據(jù)實(shí)際需要布設(shè)谷坊數(shù)量。
4.3 水保林措施設(shè)計(jì)
4.3.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
參照GB/T 16453.2—2008《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范》，針對(duì)該地區(qū)荒山荒坡及育閉度較小的疏林地塊栽植水保林。
4.3.2造林樹(shù)種
根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯茸匀粭l件，可以確定針葉松樹(shù)為造林樹(shù)種?；纳交钠碌貕K造林密度為3333株/hm2，疏林地塊造林密度為2000株/hm2。規(guī)格選用地徑0.3cm針葉松樹(shù)，此次在色家村營(yíng)造水保林面積為104.25hm2，栽植針葉松樹(shù)27.66萬(wàn)株。
4.4 封育治理措施設(shè)計(jì)
采取全年封育方式(死封)，封育時(shí)間為一年。輔助措施包括圍欄、標(biāo)志牌等，色家村布設(shè)圍欄4000m，宣傳標(biāo)志牌3個(gè)。
5 結(jié)論
以生態(tài)清潔小流域的治理理念為核心對(duì)本次工程進(jìn)行實(shí)施建設(shè)，進(jìn)一步控制項(xiàng)目區(qū)所在地及周邊地區(qū)的水土流失現(xiàn)象，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)其生態(tài)循環(huán)，使小流域自然資源可持續(xù)利用。但也可以從中看出生態(tài)清潔小流域的研究建設(shè)尚沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的管理與技術(shù)的規(guī)范等缺陷存在，治理模式上仍需要進(jìn)一步突出地域特色，豐富水土保持措施技術(shù)，使其不再是技術(shù)單一的工程、耕作、生物等宏觀技術(shù)措施。
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