洙趙新河治理工程中水土保持措施設計

王 茜，孟 霖

（山東省淮河流域水利管理局，山東 濟南 250100）

洙趙新河流域西靠黃河，東臨南陽湖，北接梁濟運河流域，南與萬福河和東魚河搭界，干流起源于東明縣宋砦村，向東流經(jīng)菏澤市東明、牡丹、鄄城、鄆城、定陶、巨野、濟寧市嘉祥、市中區(qū)8個縣（區(qū)），于劉官屯村東入南陽湖，全長145.05 km，流域面積4 206 km2。2010-08，水利部淮河水利委員會組織編制了 《淮河流域綜合規(guī)劃》（送審稿修訂），將洙趙新河列入沂沭泗水系重要支流治理規(guī)劃中，近期按照5年一遇除澇、50年一遇防洪標準進行治理。

1 項目概況

1.1 主要建設內(nèi)容

1）挖河和復堤工程。根據(jù)工程規(guī)劃，洙趙新河干流治理范圍為0+000～81+676，其中，挖河范圍為38+518～81+676，總長度43.16 km；按2級堤防加超高2.0 m確定設計堤頂高程，兩岸需復堤總長度為27.43 km；堤頂防汛路按四級公路標準設計，總長82.70 km，路面寬5.0 m。為了與干流相銜接，需對部分支流進行削坡并對支流回水段復堤，削坡共長3.00 km，復堤長度9.90 km。

2）建筑物工程。干流治理建筑物127座，其中，涵洞53座，排灌站57座，生產(chǎn)橋17座。改建涵洞按10年一遇設計，重建排灌站按5年一遇設計，加固建筑物規(guī)模不變。

支流影響段治理建筑物7座，其中，涵洞6座，排灌站1座。

1.2 土石方及棄土（渣）量

本工程開挖土方總量為1 000.11萬m3（自然方），回填土方總量為79.02萬m3（實方），工程棄土總量915.19萬m3（自然方，其中15.16萬m3為清表土方，工程建設完成后，清表土方將作為后期綠化、復耕用土）。舊建筑物的拆除方量3.47萬m3，棄置于棄土區(qū)底部。

1.3 項目占地

本項目總占地8 701.82 hm2，其中，永久占地1 135.40 hm2，臨時占地 7 566.42 hm2。

1.4 工程投資

工程計劃總工期24個月，估算靜態(tài)總投資6.73億元，其中工程投資5.47億元。

2 水土流失特點及危害

工程區(qū)主要涉及濟寧市的市中區(qū)、嘉祥縣，菏澤市的巨野縣、鄆城縣、鄄城縣、定陶縣、牡丹區(qū)和東明縣。根據(jù)《全國水土保持區(qū)劃》（試行）的三區(qū)劃分結果，該項目區(qū)屬黃泛平原防沙農(nóng)田防護區(qū)，為山東省水土流失重點治理區(qū)。項目區(qū)內(nèi)水土流失面積2 168.41 km2，其中輕度侵蝕面積1 113.41 km2，中度侵蝕面積965.31 km2，強烈侵蝕面積89.69 km2。

洙趙新河流域?qū)冱S泛沖積平原，大面積表土以粉質(zhì)黏土、砂壤土及粉砂為主。由于該治理工程建設線路長、占壓面積大，施工過程中，破壞了工程區(qū)原有的地表植被及坡面穩(wěn)定，形成了新增水土流失源，嚴重影響工程區(qū)環(huán)境及生態(tài)平衡。更為嚴重的是大量棄土堆放在河岸及支溝內(nèi)，如不采取措施，雨量較大時將隨徑流流入或直接滑入河道，使河道淤積，抬高河床，影響河道的過流能力，對工程區(qū)及其下游地區(qū)的防洪和當?shù)厝罕姷纳?、財產(chǎn)及生存環(huán)境構成嚴重威協(xié)。 因此，該工程的棄土必須合理堆放，并采取適當?shù)墓こ檀胧壨翀鲞M行有效的防護。

3 水土保持措施設計

3.1 堤防工程防治區(qū)

該區(qū)建設內(nèi)容主要包括干流堤防加固、支流回水段復堤。堤防加固屬土方開挖、填筑等施工活動較為頻繁的區(qū)域，具有地表擾動強度高的特點，主要施工作業(yè)面位于堤防邊坡及堤防兩側(cè)一定范圍內(nèi)。設計要點如下：

1）對洙趙新河干流兩岸27.43km的復堤及9.90km支流回水段復堤段采取撒播狗牙草和紫羊茅混合草籽進行護坡。干流堤防迎水坡為1:3，背水坡為1:2；支流堤防迎水坡1:2，背水坡1:2。

2）對新修的堤頂防汛道路兩側(cè)新修排水溝，排水溝為梯形斷面，按5年一遇設計標準設計，底寬0.8 m、深 0.8 m，邊坡 1:1，縱比降 1/1 000。

3）排水順接工程。堤頂排水溝一般與區(qū)域排水體系不相通，從而導致排水對項目區(qū)以外的沖刷和淤積。因此，排水溝與交叉的溝道、河流相接時，在排水溝的泄水口處布設一定數(shù)量的跌水和沉沙池設施，在保證排水溝與區(qū)域排水體系有效銜接的前提下，避免對項目區(qū)以外區(qū)域的沖刷。

本方案設計的排水順接工程主要是小型沉沙池，起到沉淀排水中攜帶的泥沙和消力的作用。由于本項目排水溝末端大部分直接進入農(nóng)田，沉沙池設計中按粒徑≥0.4 mm的粗顆粒泥沙進行沉積計算。該工程沉沙池設計平面結構為矩形結構，寬1.6 m，長2.6 m，深1.0 m，壁厚0.30 m，漿砌塊石結構。沉沙池進水口頂高與排水溝泄水口底高程持平，出水口底高程與區(qū)域排水系統(tǒng)底高持平，使路面排水平穩(wěn)過渡到區(qū)域排水系統(tǒng)。

4）堤防管理范圍。根據(jù)主體工程設計，在復堤段堤防外側(cè)考慮了5 m的保護范圍，考慮到棄土區(qū)占用大部分管理范圍等因素，在無棄土的堤防管理范圍內(nèi)采取喬、灌、草綠化；喬木選擇速生楊和速生柳，隔行混交，行間距 3.0 m×2.0 m，高約 2.5～3.0 m；草籽選用狗牙根和紫羊茅混合草籽。

在城鎮(zhèn)居民密集段，根據(jù)房屋道路布設情況，建造綠地花園，綠地點綴觀賞性強的綠化灌木；途經(jīng)耕地段考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的要求布設護堤林，距堤防2.0 m栽植雙行喬木，行距為1.5 m，裸地全面種草。

3.2 棄土區(qū)防治區(qū)

該區(qū)新增的水土保持工程措施主要為土地整治、坡面排水、攔擋等措施，植物措施為斜坡撒草籽綠化。設計要點如下：

3.2.1 工程措施

1）土地整治。棄土區(qū)坡面在采取植物措施之前須采取土地整治措施，剔除碎石雜物，使土體達到可種植狀態(tài)，整治深度為40～80 cm，整治面積24.05 hm2。

2）坡面排水。為及時排除棄土區(qū)頂面和坡面降雨徑流，需設置橫向和縱向排水溝。首先在棄土區(qū)坡腳處沿河道方向開挖一條縱向排水溝，并與當?shù)嘏殴嘞到y(tǒng)相連接。根據(jù)當?shù)厮馁Y料，該地區(qū)10年一遇最大24 h暴雨值為61 mm，Pa為50 mm，利用P+Pa～R關系曲線，查R為54 mm；m取0.031。利用湖西地區(qū)排水模數(shù)公式確定排水溝的流量。經(jīng)分析計算，日排水流量Q日為0.18 m3/s。根據(jù)該設計流量，利用明渠均勻流公式分別對棄土區(qū)坡腳及斜坡處的排水溝進行斷面設計。經(jīng)計算，坡腳排水溝斷面為矩形，底寬為0.5 m，溝深為0.5 m。

另外，在棄土區(qū)斜坡上沿河道方向每隔100 m修建一條橫向排水溝，排水溝設計斷面形式為矩形，底寬取0.3 m，溝深為0.3 m，并與棄土區(qū)頂部邊埂處排水溝相連接。

3）攔擋工程。棄土前沿棄土場周邊設置土質(zhì)攔擋土埂。土埂頂寬0.8 m，高0.5 m，兩側(cè)邊坡比1:1。經(jīng)估算，土埂長約30 km，填筑土方19 500 m3。

3.2.2 植物措施

根據(jù)施工組織設計，本次棄土區(qū)占地全部為臨時占地，棄土區(qū)總長86.32 km、高度為2.5 m，邊坡1:3。坡度較緩，采用撒播草籽的植物防治措施。草種選取狗牙根和紫羊茅，狗牙根和紫羊茅屬禾本科種，草皮堅實，耐踐踏，保持水土功能強，防護效果好。

4 結語

洙趙新河治理工程的實施，將使該流域的防洪標準達到50年一遇，除澇標準達到5年一遇，為該地區(qū)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。通過以上水土保持防治措施的實施，可以有效控制產(chǎn)生水土流失的各種因素，使工程更好地發(fā)揮應有的作用。