三十家子項(xiàng)目區(qū)坡耕地水土流失綜合治理分析

李志環(huán)

(凌源市宋杖子水利服務(wù)站，遼寧 凌源122500)

1 工程概況

2014年凌源市坡耕地水土流失綜合治理工程共分為三十家子鎮(zhèn)臥虎山，宋杖子鎮(zhèn)翟杖子，小城子鎮(zhèn)嗏蛤，三道河子鄉(xiāng)三道河子4個(gè)工程區(qū)。項(xiàng)目區(qū)規(guī)劃治理坡耕地面積666.67 hm2。工程區(qū)坡耕地面積大，集中連片，地形地貌基本一致，土壤條件大致相同，不再劃分水土保持分區(qū)。

三十家子鎮(zhèn)臥虎山工程區(qū)分為29個(gè)班塊，規(guī)劃治理坡耕地面積225.00 hm2;宋杖子鎮(zhèn)翟杖子工程區(qū)分為17個(gè)班塊，規(guī)劃治理坡耕地面積133.33 hm2;小城子鎮(zhèn)嗏蛤工程區(qū)分為20個(gè)班塊，規(guī)劃治理坡耕地面積175.00 hm2;三道河子鄉(xiāng)三道河子工程區(qū)分為17個(gè)班塊，規(guī)劃治理坡耕地面積133.34 hm2。

本實(shí)施方案以臥虎山工程區(qū)A26 號(hào)地塊、翟杖子工程區(qū)B4 號(hào)地塊、嗏蛤工程區(qū)C13 號(hào)地塊、三道河子工程區(qū)D5 號(hào)地塊進(jìn)行典型設(shè)計(jì)。

2 工程布置

項(xiàng)目區(qū)本著“因地制宜、注重效益”方針，以水土資源的可持續(xù)利用和環(huán)境資源的可持續(xù)維護(hù)為目的，以發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)、特色產(chǎn)業(yè)、農(nóng)民脫貧致富為目標(biāo)，合理利用土地資源，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，提高商品意識(shí)，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，當(dāng)前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益兼顧，生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合的原則。在項(xiàng)目區(qū)主要布設(shè)梯田，同時(shí)建設(shè)布設(shè)田間作業(yè)路［1－3］。項(xiàng)目區(qū)主要規(guī)劃的工程項(xiàng)目及布置如下:

2.1 新修土坎梯田工程

本項(xiàng)目區(qū)為低山丘陵區(qū)，布置田塊應(yīng)結(jié)合地形情況而定。

本次規(guī)劃梯田均沿等高線布置，田面形狀呈長(zhǎng)方形或帶形，大彎就勢(shì)，小彎取直，以適應(yīng)機(jī)耕作業(yè)的要求。

本著上述原則本區(qū)田塊布局沿著等高線方向修筑梯田。相鄰梯田田面高差在1 ～3 m，局部高地和淺溝利用推土機(jī)找平，人工筑埂打平夯實(shí)。

建設(shè)梯田埂，其頂寬0.30m，田坎側(cè)坡可種植金銀花保護(hù)田埂。

田塊的平面形狀為沿等高線呈帶狀。地塊長(zhǎng)短不一，一般在50 ～800 m。本工程共需完成梯田666.67 hm2。

2.2 道路工程

由于項(xiàng)目區(qū)原有生產(chǎn)道路不能滿足生產(chǎn)、施工等要求，本此規(guī)劃修筑作業(yè)路，以利于生產(chǎn)。新修作業(yè)路結(jié)合地形布設(shè)，并與現(xiàn)有道路連接。本工程需修建作業(yè)路26.12 km。

2.3 土谷坊工程

根據(jù)工程項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際情況谷坊工程采用土谷坊形式修建，位置選擇在溝道狹窄處，上游平緩寬敞，有利于攔蓄更多的徑流泥沙。溝岸溝底要比較堅(jiān)實(shí)，要根據(jù)實(shí)際地形坡度、溝道比降來(lái)確定本實(shí)施方案谷坊。選取宋杖子項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行溝壑治理共修建土谷坊3 座，長(zhǎng)度90.0 m。

2.4 截排水溝工程

為了保護(hù)修建的梯田不被坡面匯水沖刷、損毀，在梯田上坡來(lái)水側(cè)布截排水溝，排水溝與自然溝道相接，將水直接排除。選取宋杖子項(xiàng)目區(qū)修建截排水溝0.90 km。

3 措施設(shè)計(jì)

3.1 工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)設(shè)計(jì)主要措施包括梯田工程、作業(yè)路、谷坊、排水溝、截水溝等。根據(jù)水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范要求，工程防御暴雨標(biāo)準(zhǔn)均采用“10 a一遇6 h最大降水”。本次設(shè)計(jì)依據(jù)1998年遼寧省水文水資源勘測(cè)局出版的《遼寧省中小河流(無(wú)資料地區(qū))設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》中的推理公式法進(jìn)行計(jì)算。項(xiàng)目區(qū)屬于VI3 水文分區(qū)。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目區(qū)“10 a一遇6 h最大降水”為80.10 mm，10 a一遇24 h最大降水為106.1 mm。

3.2 梯田工程設(shè)計(jì)

本項(xiàng)設(shè)計(jì)地塊全為新修土坎水平梯田。

梯田的斷面設(shè)計(jì)是求不同坡度下梯田的優(yōu)化斷面。

最優(yōu)斷面包括以下條件:

1)要有適當(dāng)?shù)奶锩鎸挾?，以適應(yīng)機(jī)耕和灌溉的要求。

2)合理選定田坎側(cè)坡，以保證梯田穩(wěn)固安全。

3)在滿足以上要求的同時(shí)，盡可能減少單位面積梯田的土方量和運(yùn)移量，以提高工效，加快速度，降低費(fèi)用。

梯田斷面要素見(jiàn)圖1。

田面寬計(jì)算式:

根據(jù)朝陽(yáng)地區(qū)梯田建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，田坎外側(cè)坡一般在60° ～75°，具體坡度根據(jù)土質(zhì)選定;田坎高1.5 m以上的梯田運(yùn)行效果較好，耕作過(guò)程中人為損毀率低，生效期長(zhǎng)。

田坎外側(cè)坡度在60° ～75°，按照《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范》要求，以5°坡改梯為例，田坎外側(cè)坡為65°時(shí)，田坎高度H 為1.8 m，經(jīng)計(jì)算田面寬度為20m，能滿足機(jī)耕種植要求。

本工程田坎高最低選擇1.4 m。根據(jù)選定的田坎高，計(jì)算田面寬在10 ～30 m，其中緩坡地塊(3° ～5°)田面寬為20 ～30 m，陡坡地塊(5° ～10°)田面寬為10 ～20 m。

圖1 梯田斷面圖

圖1 中:L 為斜坡距離;B 為田面寬;H 為田坎高;d 為田埂寬度;D 為田埂底寬;α 原地面坡度;β田坎外側(cè)坡;h 田埂高。

田坎設(shè)計(jì)根據(jù)工程區(qū)坡地的坡度及土質(zhì)情況，確定梯田田坎高介于1.4 ～3.0 m，并選定的田面寬和田坎外側(cè)坡度，田坎線沿等高線布設(shè)。

梯田田埂高度根據(jù)能攔蓄“10 a一遇6 h暴雨”所產(chǎn)生的徑流為原則來(lái)核算確定。工程區(qū)“10 a一遇6 h最大暴雨”為80.10 mm，徑流系數(shù)為0.42，田埂安全超高取0.1 m，埂頂寬取0.3 m，坎高按2.0 m、田面按20.0m 計(jì)算。梯田攔水埂設(shè)置為梯形斷面，埂高0.3 m，頂寬0.3 m，內(nèi)邊坡比為1∶1，外邊坡坡度為65°。

3.3 配套措施設(shè)計(jì)

3.3.1 作業(yè)路工程設(shè)計(jì)

作業(yè)路的修建應(yīng)在治理前完成，以保證施工運(yùn)輸、治理管護(hù)、防火及后期產(chǎn)品運(yùn)輸方便。工程區(qū)的道路分上山大路(主作業(yè)路)和田間小路(田間道路)。

上山的大路多布置在溝邊、溝底或山脊上，寬度為3 m，路面坡度應(yīng)＜15°，為防止雨水匯集沖刷路面，布置在溝邊的道路要修成外高里低的路面，并在道路兩側(cè)修竹節(jié)壕防護(hù)邊溝儲(chǔ)水;田間道路要呈“S”形迂回上山，以便于果實(shí)采摘和小型農(nóng)機(jī)具通過(guò)，田間道路寬度為3 m［4］。

根據(jù)各工程區(qū)的典型地塊以及主作業(yè)路及田間道路的長(zhǎng)度推算工程區(qū)作業(yè)路工程量。本項(xiàng)工程作業(yè)路設(shè)計(jì)路面寬3 m，道路總長(zhǎng)26.12 km。其中主作業(yè)路3.36 km，田間道路22.76 km。

3.3.2 谷坊工程設(shè)計(jì)

溝壑治理是控制水土流失的主要措施，也是減少下游河道泥沙的有效方法。因此，溝壑治理要堅(jiān)持?jǐn)r蓄并舉，防治結(jié)合的原則，以植物措施為主，配合相應(yīng)的工程措施。本流域設(shè)計(jì)建設(shè)谷全部為土谷坊。位置選擇在宋杖子工程區(qū)的沖溝內(nèi)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):10 a一遇6 h最大暴雨。谷坊斷面尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定。

朝陽(yáng)地區(qū)谷坊高度一般為2 ～4 m，斷面為梯形。谷坊在溝道內(nèi)采用連續(xù)布置，形成梯級(jí)。土谷坊不允許漫頂過(guò)水，必須在谷坊溝岸一端堅(jiān)硬土層上開(kāi)設(shè)溢洪口，溢洪口用干砌石護(hù)砌，末端與土溝床連接處設(shè)置干砌石消能設(shè)施，長(zhǎng)4 m、寬3 m、厚0.3 m［5－7］。

3.3.3 截排水工程設(shè)計(jì)

為了保護(hù)修建的梯田，不被坡面降水沖刷、損毀，將匯水坡面的雨水引入到自然溝道，需要在梯田頂部靠近山體側(cè)修建截水溝，截排水溝兩側(cè)末端與溝道連接處設(shè)置漿砌石跌水消能設(shè)施，長(zhǎng)6.0 m、寬4.0 m、厚1.0 m。共4 處，漿砌石工程量共計(jì)48 m3。

截水溝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇24 h，梯形斷面，溝上底寬1.4 m，坡比1∶1，下底寬0.4 m，溝深0.5 m。開(kāi)挖的土質(zhì)就地壓實(shí)在截水溝兩側(cè)。規(guī)劃在宋杖子工程區(qū)共布設(shè)截水溝0.90 km。

位置選擇在宋杖子工程區(qū)的梯田工程B11 號(hào)班塊上游。集水面積約0.045 km2，項(xiàng)目區(qū)年最大24 h暴雨量106.1 mm，故i =106.1 mm /h，計(jì)算設(shè)計(jì)洪峰流量Qm為0.56 m3/s。設(shè)計(jì)截水溝上底寬a =1.4 m下底寬b =0.4 m，深h =0.5 m［8－10］。

3.3.4 公示牌標(biāo)志碑設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，在項(xiàng)目區(qū)的路邊、縣、鄉(xiāng)分界等明顯處設(shè)標(biāo)志碑。在交通要道醒目處、行政區(qū)屬更迭處、路旁設(shè)立公示牌，加強(qiáng)宣傳坡耕地水土流失綜合治理工程建設(shè)的政策法規(guī)和獎(jiǎng)懲制度，提高人民進(jìn)行生態(tài)建設(shè)的意識(shí)，標(biāo)志碑公示牌均采用磚砌結(jié)構(gòu)，本項(xiàng)目共設(shè)置標(biāo)志碑4個(gè)，公示牌8個(gè)。標(biāo)志碑底座為3m ×3m，為申請(qǐng)專(zhuān)利設(shè)計(jì)的水土字樣，高3 m;公示牌正面寬4.55 m，高3.84 m，側(cè)面底寬0.6m，公示內(nèi)容為各個(gè)工程區(qū)的基本情況介紹及水土流失綜合治理工程的法規(guī)及宣傳。4個(gè)工程區(qū)各設(shè)標(biāo)志碑1 座，公示牌2個(gè)［11］。

4 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)施坡耕地改造工程，通過(guò)小塊并大塊，坡地變局部平地，可有效改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高耕地的綜合生產(chǎn)能力，為發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造條件，在群眾增收的同時(shí)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程，有利于解放生產(chǎn)力、促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步，是低山丘陵區(qū)新農(nóng)村建設(shè)和小康社會(huì)建設(shè)的基礎(chǔ)工程，也是改善民生的重要工程［12］。

［1］和俊. 云南省坡耕地水土流失綜合治理的探索與實(shí)踐［J］. 中國(guó)水土保持，2011(02):11 －13.

［2］薛建斌. 國(guó)家坡耕地水土流失綜合治理試點(diǎn)工程靜寧縣項(xiàng)目區(qū)建設(shè)的有效嘗試［J］. 中國(guó)水土保持，2011(04):53 －54.

［3］黨維勤. 黃土高原坡耕地水土流失綜合治理中循環(huán)利用及模式分析［J］. 中國(guó)水利，2011(16):51 －53.

［4］諶蕓，何丙輝，羅雷. 小流域坡耕地治理措施及生態(tài)效益研究［J］. 水土保持通報(bào)，2010(02):41 －45.

［5］孔祥東，劉正斌，周斌. 四川省隆重舉行坡耕地水土流失綜合治理試點(diǎn)工程啟動(dòng)儀式［J］. 中國(guó)水土保持，2010(12):71.

［6］徐素霞. 全國(guó)坡耕地水土流失綜合治理試點(diǎn)工程現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在蘭州召開(kāi)［J］. 中國(guó)水土保持，2011(09):1.

［7］孫治仁. 南北盤(pán)江石灰?guī)r地區(qū)水土保持綜合治理試點(diǎn)工程即將啟動(dòng)［J］. 人民珠江，2003(04):55.

［8］張新玉，楊元輝. 我國(guó)水土保持小流域綜合治理模式研究［J］. 中國(guó)水利，2011(12):58 －61.

［9］梁其春，馮偉. 搞好坡耕地水土流失綜合治理試點(diǎn)改善山丘區(qū)群眾生產(chǎn)生活條件［J］. 中國(guó)水利，2011(12):65 －66.

［10］水土保持司. 全國(guó)坡耕地水土流失綜合治理試點(diǎn)工程啟動(dòng)實(shí)施［J］. 水土保持應(yīng)用技術(shù)，2010(02):20.

［11］劉巖，再勝. 全國(guó)坡耕地水土流失綜合治理試點(diǎn)工程現(xiàn)場(chǎng)暨視頻會(huì)議召開(kāi)［J］. 水利天地，2011(08):5.

［12］羅松平，顧再柯. 貴州省實(shí)施坡耕地水土流失綜合治理試點(diǎn)工程的實(shí)踐與探索［J］. 中國(guó)水土保持，2012(10):23.