山區(qū)小河道疏溪固堤工程設計及其林地封禁治理措施研究

李智奇

(建平縣水務局，遼寧 朝陽 122400)

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山區(qū)小河道疏溪固堤工程設計及其林地封禁治理措施研究

李智奇

(建平縣水務局，遼寧 朝陽 122400)

山區(qū)小河道工程區(qū)與農民生產和生活的安全息息相關，但隨著農村水土流失狀況的不斷加劇，小河道泥沙含量不斷加大，洪澇災害頻發(fā)。為了保證山區(qū)小河道工程區(qū)內有一個良好的生態(tài)環(huán)境，展開對山區(qū)小河道疏溪固堤、封禁治理等至關重要。文章依托于建平縣朱碌科鎮(zhèn)二道河子河七臺營子段坊岸工程區(qū)小河道治理工程，對小河道治理進行了深入的研究，根據河道治理規(guī)范，制定了設計原則和防洪標準，對防護堤設計影響因素進行了計算，設計并且確定了防護堤的高度和基礎深度，并對工程結構設計進行了穩(wěn)定性驗算。根據工程區(qū)小河道林地破壞情況，提出了封禁方法和封禁措施，為山區(qū)小河道堤壩工程設計以及山區(qū)小河道水土流失及其治理提供指導。

山區(qū)小河道；疏溪固堤；工程設計；封禁治理

1 工程概況

遼寧省建平縣朱碌科鎮(zhèn)二道河子河七臺營子段坊岸工程區(qū)屬于低山丘陵區(qū)，區(qū)內山體連貫，形態(tài)各異，溝壑發(fā)育，該區(qū)域現有水土流失面積2.82km2,占工程區(qū)總面積的36.82%[1]。工程區(qū)域內水土流失主要分布在疏林地，其中包括：臨近果園、植被覆蓋率較低的荒坡、廢棄果園、經濟林地帶以及部分山坡地區(qū)。水土流失較為嚴重，其中以面蝕最為明顯[2]。

溝壑集水匯在一起便是小河道，而且大部分農莊和農田位于河流兩側，山區(qū)小河道的共同特點是比降大，彎度大，流速快，由于工程區(qū)農民的生產和社會活動日益增加，河道上游植被遭到嚴重的破壞，坡面涵蓄水能力較差，大量泥沙進入河道，河床抬高，加之獨特的山前地形暴雨，來之快去之急，洪水災害日益頻繁。

本工程主要是根據該地區(qū)小河道自身水土流失情況，因地制宜，生態(tài)防治和可持續(xù)綠色發(fā)展為主，保證農民生產和生活正常進行的前提下，對小河道工程進行設計施工和綠色保護，其中，建設漿砌石防洪堤壩536m，河道治理和疏通850m。漿砌石防洪堤結構：頂寬0.5m，基礎埋深1.3m，邊坡比1∶0.3。鐵絲籠防洪堤結構：頂寬0.8m，基礎埋深0.3m，邊坡比1∶0.5。工程明細表見表1。

表1 二道河子項目區(qū)疏溪固堤工程明細表

2 疏溪固堤工程設計

2.1 設計原則及其防洪標準

因害設防，提高防洪標準，保護農田和山莊，投資少、效益大。按照工程等級劃分標準，根據國家防洪標準，保護區(qū)人口小于20萬人，耕地面積小于2萬hm2，防洪標準為10-20a一遇洪水，本項目采用設計洪水10a一遇，防洪堤結構和防護的等級達到5級[3]。

2.2 防護堤結構計算

由于缺乏實際勘測和監(jiān)測資料，因此，工程設計計算和施工中均按照無資料地區(qū)進行水文計算。洪水計算以葫蘆溝河0+50段為例計算成果如表2所示。不同頻率洪峰流量成果表見表3所示。

表2 防護堤設計計算成果

表3 不同頻率洪峰流量成果表

Qp=0.278×φp×ip×F

(1)

由公式Q=AC(RI)1/2，計算當河寬40m，水深0.9m時，10a一遇Q=230.65m3/s，具體見表4所示。

2.3 堤防高度確定

依據河道各斷面寬度計算堤高，考慮河流兩岸農田、居民住宅及將來建設的需要確定堤防高度。計算過程中，安全加高值按照相關規(guī)范和標準進行取值，確定為0.3m[4]。經過設計，本工程堤壩高程=設計洪水位+0.3m，防洪堤高度按1.2m取值進行計算。

表4 0+50段10a一遇洪峰流量表

2.4 水流沖刷計算

1)水流平行于坡岸方向沖刷：

hB=[(VCR/V允)]n-1

(2)

式中：n=0.25；VCR=4.59m/s；V允=1.6m/s，計算得出：hB=0.30m

2)水流斜沖岸坡方向沖刷：

(3)

式中：α=30°,m=0.3，d=0.5cm，g=9.81m/s2，Vj=231.92/(50.47-7.2)=5.35m/s

計算得出hB=0.70m，通過以上計算結果，按照式(1)計算沖刷深度達到了0.3，按照式(2)計算沖刷深度達到了0.5m，因此，為保證基礎安全，基礎應保證在其下0.5m，故取地凍層深1.3m為準。

2.5 工程結構設計

1)確定堤線設計

該防洪堤位于抬頭子村牛毛生河右岸，考慮綠色發(fā)展和長遠規(guī)劃，體現結構布設在河道行洪斷面，保證不占或者盡量少的占用農田或者民居，確保農民正常生活需要。

2)結構設計

因當地石料較為豐富，防洪堤采取漿砌石結構。每15m設一道瀝青木板伸縮縫，木板厚度為2.0cm。

3)穩(wěn)定計算

防洪堤穩(wěn)定計算主要參數：K抗滑=1.5，K抗傾=1.3，f=0.45，F=60t/m2

當堤內有水情況下穩(wěn)定計算結果：K抗滑=4.74>1.3，K抗傾=1.58>1.5,σsy(max)=6.16，σsy(min)=2.59，滿足設計要求。

4)葫蘆溝河防洪工程設計承載力為0.4-0.6MPa(40-60t/m2)，滿足結構承載力設計要求。

3 林地封禁方法及其治理措施

3.1 封禁方法

1)林地破壞首先應禁止亂砍亂伐的人為破壞，層層保護分隔到人，專人負責，誰破壞誰治理等途徑，對于人為破壞的林地等進行定期補植和處理，避免砍柴、取暖、挖土、墾荒等傳統(tǒng)破壞性大的生產方式[5]。

2)對于已經遭到破壞的林地，根據根系基礎情況分別處理。對于根系基礎較好，殘存有天然樹種的林地破壞區(qū)域，應實行劃界封禁管理，禁止放牧，嚴管火種，利用林地的樹種、根系及其萌芽等自身的恢復能力進行保護。

3)對于破壞較嚴重，林地及其植被恢復能力差的破壞區(qū)域，應禁止放牧，禁止割草，并積極培植樹種、草種等，盡快實現林地植被恢復。

3.2 封禁治理

1)郁閉度<0.3的疏林地或還未形成林區(qū)的林場地，應及時實行封禁、育林處理，此外還應及時進行林地補植、修剪、植被復植等恢復措施，保證綠色植被覆蓋率，防治水土流失。

2)為保證封禁效果，使得林地保護有效果、無反復，有綠色、無影響，還應制定相應的利民政策，健全法律法規(guī)和規(guī)章制度，制定相應的封禁區(qū)域管理辦法、管理措施、管理責任到人等，加大宣傳力度，增大影響力，增加農民的林地保護意識[6]。

3)封禁(封育)期間，對林地之間的空隙應及時進行植皮、綠化，并因地制宜，做好撫育間伐工作。

4)禁止封禁期在林地破壞區(qū)或者修復區(qū)等極易受到破壞的區(qū)域進行砍伐、樵牧等，防治二次破壞造成的林場地無法修復的現象，禁止進行任何生產經營活動[7]。

5)封禁區(qū)應嚴禁煙火，并做好森林病蟲害防治工作，做好農藥噴灑以及林場地冬季保護等措施。

4 結 語

山區(qū)小河道流速快、比降和彎度大，水土流失的加劇導致其河道泥沙含量加劇，洪澇災害頻發(fā)。本文依托建平縣朱碌科鎮(zhèn)二道河子河七臺營子段坊岸工程區(qū)小河道治理為工程背景，對小河道治理進行了深入的研究，根據河道治理規(guī)范，制定了設計原則和防洪標準，對防護堤設計影響因素：平均比降、河長、積雨面積、匯流歷時、設計面雨量以及不同頻率洪峰流量等進行了計算，設計并且確定了防護堤的高度為1.2m，基礎深度為1.3m；對工程布置和結構設計進行了穩(wěn)定性驗算，均滿足設計要求；根據工程區(qū)小河道林地破壞情況，提出了封禁方法和封禁措施，能夠為山區(qū)小河道水土流失及其治理提供借鑒，同時為山區(qū)小河道堤壩工程設計提供參考。

[1]高之棟，柏繼利，王運昌.平原沙土區(qū)水土流失及其防治措施探討——從江蘇省河道清淤及其效益分析[J].亞熱帶水土保持，2012(03): 39-42.

[2]黃梅.新疆頭屯河河道治理項目水土流失防治措施研究[J].水利科技與經濟，2016(02): 51-53.

[3]冀會珍.河道采砂水土流失危害與防治措施[J].山西水利，2014(08): 3，5.

[4]楊桂榮.淺談彭陽縣紅河河道整治工程建設區(qū)水土流失[J].甘肅農業(yè)，2014(24): 66-67.

[5]張茂章.懷洪新河人工河道水土流失綜合防治及效益[J].江淮水利科技，2012(06): 31-33.

[6]趙胤.頭屯河河道治理工程水土流失預測分析[J].甘肅農業(yè)，2013(08): 43-44.

[7]朱曉瑩，宋爽，陳竽舟.河道整治工程水土保持方案中棄土處置及水土流失預測[J].浙江工業(yè)大學學報，2012(03): 303-307，316.

1007-7596(2017)03-0031-02

2017-02-26

李智奇(1979-)，男，遼寧建平人，工程師，研究方向為農田水利、水工建筑等工作。

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