孫艷坤

(齊齊哈爾市水利科學(xué)研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

1 項(xiàng)目概況

克山縣古北鄉(xiāng)東勝村距離克山縣城區(qū)7km，面積1.84km2。本次侵蝕溝治理工程區(qū)是東勝村水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域之一，工程區(qū)內(nèi)有大小侵蝕溝主溝3條，支溝7條，總長(zhǎng)度1123m，占地1.52hm2，侵蝕溝的發(fā)展導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)土地支離破碎，土壤侵蝕極為嚴(yán)重，以部分面蝕和溝蝕為主要侵蝕形式的生態(tài)災(zāi)害逐年加劇，嚴(yán)重威脅區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定及人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。本次治溝綜合措施采取工程與植物措施相結(jié)合的方式，以植物措施蓄水固土，以工程措施攔截徑流，蓄滯泥沙，群體防護(hù)、分段攔蓄。

2 侵蝕溝治理措施

本項(xiàng)目采取的工程措施和植物措施主要有：營(yíng)造水土保持林1.00hm2，全部為灌木林，修建溝頭漿砌石跌水6處，溝頂漿砌石防護(hù)1處，干砌石谷坊11座，編柳谷坊12座。

2.1 工程措施

漿砌石跌水：侵蝕溝溝頭前進(jìn)速度較快，威脅農(nóng)田道路及兩側(cè)耕地安全，為了防止溝頭的繼續(xù)發(fā)展，在侵蝕溝溝頭段削坡整修后，布設(shè)漿砌石跌水防護(hù)措施，既可作為排水通道，又起到穩(wěn)定溝頭的作用。

谷坊：其主要作用是鞏固并抬高溝床，制止溝底下切，同時(shí)也穩(wěn)定溝坡、制止溝岸擴(kuò)張。按照頂?shù)紫嗾赵瓌t設(shè)計(jì)谷坊座數(shù)，按照溝道的徑流量和沖刷程度確定谷坊高度。根據(jù)侵蝕溝土質(zhì)情況和投資要求，主要設(shè)計(jì)為柳谷坊和干砌石谷坊。

2.2 植物措施

溝坡防蝕林：溝坡削坡整地后造林，以穩(wěn)定溝岸，防止溝壑橫向發(fā)展。防蝕林全部為灌木純林，樹(shù)種選用灌木柳。

溝底防護(hù)：其主要作用是鞏固溝床，制止溝底下切。溝底整地后挖槽鋪柳捆，配合谷坊群建立溝底防護(hù)林、速生豐產(chǎn)林，既可使溝道穩(wěn)定，又可獲得經(jīng)濟(jì)效益[1]。

溝底防沖林：溝底整地后造林，鞏固溝床。防沖林全部為灌木純林，樹(shù)種選用灌木柳。

3 措施設(shè)計(jì)

3.1 漿砌石跌水設(shè)計(jì)

1)措施的目的、作用及原則：侵蝕溝溝頭前進(jìn)速度較快，威脅農(nóng)田道路及周邊耕地安全，為了防止溝頭的繼續(xù)發(fā)展，在侵蝕溝溝頭段削坡整修后，布設(shè)漿砌石跌水防護(hù)措施，既可作為排水通道，又可起到穩(wěn)定溝頭的作用。

2)適用范圍：溝頭高差較大且溝頭發(fā)展迅速的溝頭。

3)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：10a一遇6h最大降雨量。

4)措施布設(shè)位置、立地條件：溝頭以上集雨面積較大，來(lái)水較多，水勢(shì)較強(qiáng)的侵蝕溝頭。

5)設(shè)計(jì)參數(shù)：漿砌石跌水設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1，漿砌石跌水?dāng)嗝嬉?jiàn)圖1、圖2。

表1 溝頭跌水設(shè)計(jì)要素表

圖1 漿砌石跌水縱剖面圖(單位：cm)

圖2 漿砌石跌水橫剖面圖(單位：cm)

3.2 干砌石谷坊設(shè)計(jì)

溝底沿縱坡布設(shè)谷坊群，鞏固并抬高溝床，制止溝底下切。

3.2.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

10a一遇最大6h暴雨標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 使用范圍

侵蝕溝下切嚴(yán)重，坡度較陡、易受沖刷侵蝕的部位。

3.2.3 來(lái)水量計(jì)算

來(lái)水量計(jì)算，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和谷坊的位置，從圖中量得谷坊上游集水面積。則設(shè)計(jì)頻率洪峰流量為：

(1)

式中：Qmp為設(shè)計(jì)頻率洪峰流量，m3/s；Kp為設(shè)計(jì)頻率模比系數(shù)，Kp=1.67；K5%為20a一遇模比系數(shù)，K5%=1.94；Cp為20a一遇最大徑流模數(shù)，Cp=4.0m3/km2·s；F為集雨面積，km2。

表2 溝道來(lái)水量計(jì)算表

3.2.4 斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)溝道實(shí)際情況，設(shè)計(jì)干砌石谷坊2種：

1)干砌石谷坊一：高度1m，頂寬1m，底寬2m，上游坡比1∶0.2，下游坡比1∶0.8，中間留1.0m寬、0.2m高矩形溢洪口，見(jiàn)圖3。

圖3 干砌石谷坊一縱橫斷面圖(單位：cm)

2)干砌石谷坊二：高度2m，頂寬1m，底寬3m，上游坡比1∶0.2，下游坡比1∶0.8，中間留1.0m寬、0.5m高矩形溢洪口，見(jiàn)圖4。

圖4 干砌石谷坊二縱橫斷面圖(單位：cm)

溢流口泄流量：

Q=Mbh3/2

(2)

式中：Q為溢流口泄流量，m3/s；b為溢洪口底寬，m；h為溢洪口水深，m；M為流量系數(shù)，一般采用1.55。

據(jù)此計(jì)算Q1=0.54m3/s和Q2=0.14m3/s，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪峰流量要求。

3.3 編柳谷坊設(shè)計(jì)

1)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：10a一遇最大6h暴雨標(biāo)準(zhǔn)。

2)實(shí)施部位：小型發(fā)展溝或半穩(wěn)定溝較活躍的溝底。

3)設(shè)計(jì)原則：按照頂?shù)紫嗾盏脑瓌t規(guī)劃柳谷坊座數(shù)；按照溝道的徑流量和沖刷程度確定谷坊高度。

4)編柳谷坊設(shè)計(jì)：編柳谷坊頂寬1.5m，高度為1.0m，邊坡為1∶1。修建編柳谷坊時(shí)，垂直水流方向設(shè)木樁3排，排間距0.5m，編柳上填土。溝底每排木樁處開(kāi)挖基溝，基溝深0.4-0.5m，基溝寬0.2m，見(jiàn)圖5。

圖5 編柳谷坊標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖(單位：cm)

編柳谷坊施工時(shí)，應(yīng)先橫過(guò)溝道定線(xiàn)，開(kāi)挖深0.5m、寬0.2m的基溝，兩端切入溝坡1.0m，然后每隔10-15cm把柳條埋入土中，敷土踩實(shí)，以利成活。再每隔0.3-0.5m釘上木樁，樁高0.8m，并用細(xì)柳編籬，即成編柳谷坊，最后在谷坊上填土，以便攔淤，見(jiàn)圖6。

圖6 編柳谷坊示意圖

3.4 溝底防護(hù)設(shè)計(jì)

1)適用范圍：侵蝕溝發(fā)育活躍，溝道下切、溝岸坍塌嚴(yán)重，溝口較寬的溝段。

2)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：10a一遇洪水。

3)斷面設(shè)計(jì)：由于本次治理的排水溝落差較大，溝頭經(jīng)溝頭防護(hù)設(shè)計(jì)后，溝道底部設(shè)計(jì)栽植防護(hù)林。

從漿砌石跌水出口順?biāo)鞣较蛟跍系卒佋O(shè)30cm厚柳捆，每間隔1.5m用一排木樁固定，木樁直徑7cm，長(zhǎng)1.5-2m。在木樁處用10cm柳條梱橫向編籬，壓在縱向柳梱之上，再用8號(hào)鉛絲將10cm橫向柳梱與木樁綁扎在一起，使之互相連接成一個(gè)整體[2]。

斷面圖如圖7所示。

圖7 溝底防護(hù)縱斷面圖(單位：cm)

施工注意事項(xiàng)：必須按各部位尺寸把柳條捆扎結(jié)實(shí)；柳條梱之間也用土填實(shí)，防止沖刷，利于柳條成活；開(kāi)挖基槽必須是挖方；竣工后需要覆蓋0.3m厚表土并壓實(shí)，利于柳條成活[3]。

3.5 侵蝕溝造林設(shè)計(jì)

1)措施的目的、作用及原則：根據(jù)項(xiàng)目區(qū)立地條件，選用速生豐產(chǎn)樹(shù)種營(yíng)造溝道防護(hù)林，提高林草覆蓋率，攔截、調(diào)節(jié)溝道徑流，防止溝道沖刷，蓄水保土。

確定造林樹(shù)種的基本原則是“適地適樹(shù)”，以適生的鄉(xiāng)土樹(shù)種為主。

2)適用范圍：溝坡侵蝕擴(kuò)張迅速、溝底下切比較嚴(yán)重的溝道。

3)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是在對(duì)該區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，汲取以往的造林經(jīng)驗(yàn)，以立地條件類(lèi)型為依據(jù)，考慮各地自然條件的差異性，結(jié)合現(xiàn)有栽培水平進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4)措施布設(shè)位置、立地條件：水力侵蝕嚴(yán)重的溝坡及溝底。

5)造林樹(shù)種及密度：樹(shù)種為灌木柳，株、行距均為0.3m。

6)撫育措施：撫育年次：第一年二次；第二年二次。

7)造林圖示：溝坡和溝底扦插灌木柳，行距0.3m，株距0.3m。

造林圖示見(jiàn)圖8、圖9。

圖8 溝坡防蝕林示意圖

4 結(jié) 論

克山縣古北鄉(xiāng)東勝村侵蝕溝專(zhuān)項(xiàng)治理工程完成10條侵蝕溝，治理水土流失面積共 1.52hm2。工程實(shí)施后，一是改善了生態(tài)環(huán)境，減少河道及水利工程的泥沙淤積，提高防洪減災(zāi)能力；二是溝頭溯源侵蝕和溝岸擴(kuò)張得到有效控制，下游耕地得到有效保護(hù)；三是保護(hù)工程區(qū)內(nèi)黑土資源、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施條件，提升了人們的生活質(zhì)量，為項(xiàng)目區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。