堤防主體工程水土保持方案及效果分析

汪傳理

（安徽省安慶市水利局小水電管理所，安徽 安慶 246003）

0 引言

二石河位于安徽省安慶市北部新城。安慶市北部新城位于安慶市主城區(qū)西北部、宜秀區(qū)轄地范圍西部的大龍山鎮(zhèn)，北至原大龍山鎮(zhèn)的百華村、東至原大龍山鎮(zhèn)的桃園村，其河段堤防沒(méi)有加高加固，斷面低矮單薄，防洪能力偏低，汛期常造成洪澇災(zāi)害，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)建設(shè)造成一定影響，作為城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施之一的水利設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾日益突出，河道治理工程的實(shí)施已刻不容緩。然而，河流堤防工程建設(shè)會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定負(fù)面影響[1-3]，如：開挖過(guò)程中擾動(dòng)原地貌、損壞地表植被，難免地造成新的人為水土流失，破壞當(dāng)?shù)厮辽鷳B(tài)平衡等[4-5]?；诖?，本文就該河段堤防工程水土保持的方案及效果進(jìn)行分析。

1 項(xiàng)目區(qū)水土流失及水土保持現(xiàn)狀

本工程土石方工程量大，在工程建設(shè)期內(nèi)，工程施工擾動(dòng)了原地表，地形條件、地面組成物質(zhì)改變，使其原有的蓄水保土能力下降或喪失。堤防工程開挖的土方由于施工時(shí)序的關(guān)系，在利用前需要臨時(shí)堆放，如堆置、防護(hù)不當(dāng)，易造成水土流失。

1.1 水土流失現(xiàn)狀

據(jù)最新遙感普查水土流失狀況的成果顯示，該地區(qū)水土流失面積共計(jì)246.48 km2，水土流失以中度和輕度侵蝕為主，分別占42.79%和33.78%。水土流失狀況見圖1。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀水土流失強(qiáng)度為微度，表現(xiàn)形式主要為面蝕，平均土壤侵蝕模數(shù)約500 t/km2·a。根據(jù)水利部《全國(guó)水土保持規(guī)劃國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)復(fù)核劃分成果的通知》、安徽省人民政府《關(guān)于劃分全省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)加強(qiáng)水土保持工作的通知》及“安徽省水土流失重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)、重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)劃分圖”，項(xiàng)目區(qū)屬于省級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)內(nèi)重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)。

圖1 水土流失現(xiàn)狀

1.2 水土保持現(xiàn)狀

在開展水土保持監(jiān)督管理工作的同時(shí)，積極開展水土流失綜合治理工程。以小流域?yàn)閱卧?，按照“水、田、林、路”綜合治理的原則，以突出水土保持生態(tài)修復(fù)為重點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行水土流失治理。安慶市主要分布著次生的、人工營(yíng)造的針葉松和寬葉林，主要種類有黑松、馬尾松、杉樹、楓香、化香、榆、刺槐、油桐等。安慶城區(qū)綠化覆蓋率為10%，開發(fā)區(qū)內(nèi)綠化覆蓋率達(dá)到30%。而項(xiàng)目區(qū)老堤防為土質(zhì)堤防，目前植被覆蓋率很高，約為80%，多生長(zhǎng)各類雜草，生態(tài)效益較好。但是堤防標(biāo)準(zhǔn)低、高度不夠，堤身單薄且年久失修，難以抵御洪水侵襲。

2 主體工程方案比選的分析與評(píng)價(jià)

2.1 三種主體工程方案

根據(jù)所述的狀況，擬定了三種不同斷面結(jié)構(gòu)形式的主體工程：

方案一：簡(jiǎn)單護(hù)坡式（灌砌塊石擋墻+塊石斜坡斷面），在迎水側(cè)坡面以下為高灌砌塊石擋墻護(hù)腳保護(hù)，擋墻基礎(chǔ)埋深2.7 m，擋墻頂寬 1.0 m，外坡直立，內(nèi)坡 1∶0.3～1∶0.5。擋墻后設(shè)1∶2斜坡至堤頂，坡面為30厚素土種植草皮。堤頂寬度3.2m。背水坡由斜坡接至原地面，坡度1∶1.5。

方案二：復(fù)合式（灌砌塊石擋墻+親水平臺(tái)+條石斜坡斷面），比方案一多了親水平臺(tái)。根據(jù)主體設(shè)計(jì)，迎水側(cè)設(shè)置寬3.0m的親水平臺(tái)，在親水平臺(tái)以下為條石側(cè)石擋墻護(hù)腳保護(hù)，擋墻基礎(chǔ)埋深2.7m，擋墻頂寬1.0m，內(nèi)坡直立，外坡1∶0.3～1∶0.5。擋墻后設(shè)1∶2斜坡至堤頂，坡面為30厚素土種植草皮。堤頂寬度6.0m，背水坡由斜坡接至原地面，坡度1∶1.5。

方案三：擋墻式（格賓擋墻斷面），將方案二灌砌塊石擋墻改為格賓擋墻。迎水側(cè)設(shè)置寬3.0m的親水平臺(tái)，在親水平臺(tái)以下為格賓擋墻護(hù)腳保護(hù)。擋墻后設(shè)1∶2.0斜坡至堤頂。堤頂寬度6.0m，背水坡由斜坡接至原地面，坡度1∶1.5。

2.2 三種方案比選

三種方案主體工程技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表1；水土保持經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表2。

表1 三種方案主體工程工程技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

表2 三種方案水土保持經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

（1）從主體設(shè)計(jì)角度分析，根據(jù)周邊已建堤防經(jīng)驗(yàn)及更加親水性、生態(tài)性的要求，結(jié)合堤防測(cè)量斷面寬度不同，堤防堤腳基巖面較深，從工程安全、經(jīng)濟(jì)合理、生態(tài)美觀等角度出發(fā)，主體設(shè)計(jì)方案二較好。

（2）從水土保持角度分析，通過(guò)比較三個(gè)不同方案的擾動(dòng)地表面積、損壞水土保持設(shè)施面積、可能產(chǎn)生的水土流失量、挖填方量、借棄方量，簡(jiǎn)單護(hù)坡式略優(yōu)于復(fù)合式及擋墻式。因此，水土保持方案一較好。

（3）綜上所述，從水土保持角度考慮，方案一的各項(xiàng)指標(biāo)明顯優(yōu)于方案二，但相差不大。而方案二更加生態(tài)，安全，且不存在水土保持制約性因素。因此，綜合考慮，主體工程選用方案二。

3 主體工程防治區(qū)措施分析

主體工程防治區(qū)措施主要有工程措施和植物措施，項(xiàng)目區(qū)主體工程中具有水保功能的工程量見表3。

表3 項(xiàng)目區(qū)水土保持措施工程量

3.1 工程措施

（1）河道擋墻防護(hù)

主體設(shè)計(jì)中對(duì)河道護(hù)岸采取灌砌塊石進(jìn)行維護(hù)，抗沖能力強(qiáng)，可以防止水流對(duì)河岸沖刷造成的水土流失，起到一定的水土保持功能，但其以主體設(shè)計(jì)功能為主，故不界定為水土保持工程。

（2）綠化覆土

堤防坡面、親水平臺(tái)及堤頂?shù)缆沸柽M(jìn)行綠化，綠化前回鋪種植土合計(jì)1.73萬(wàn)m3，種植土回填再進(jìn)行綠化，能夠起到較好的水土保持效果，方案將其界定為水土保持工程措施納入到防治體系中。

（3）棄渣清運(yùn)

主體設(shè)計(jì)中已考慮不滿足回填要求的砂礫石2.58萬(wàn)m3運(yùn)至棄渣場(chǎng)堆放，方案將其界定為水土保持工程措施并納入到防治體系中。

3.2 植物措施

根據(jù)主體設(shè)計(jì)，堤防的迎水坡和背水坡分別布設(shè)草皮綠化措施，其中迎水坡綠化面積1.81萬(wàn)m2，背水坡綠化面積1.02萬(wàn)m2；同時(shí)主體還設(shè)計(jì)了在堤頂種植桂花1077棵，以及在河灘進(jìn)行草籽綠化，約1.23萬(wàn)m2。這些綠化措施的實(shí)施，避免了坡面裸露，有助于逐步提高土坡的蓄水保土能力及穩(wěn)定性，具有一定的水土保持功能。

綜上，根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB50433-2008）對(duì)水土保持工程界定的原則，結(jié)合各項(xiàng)防護(hù)措施的防護(hù)目標(biāo)，經(jīng)分析，堤防各類植物措施均可納入水土保持防護(hù)措施體系；灌砌塊石擋墻雖然對(duì)水土保持有利，但以保證主體設(shè)計(jì)功能為主，不界定為水土保持措施。

此外，項(xiàng)目區(qū)主體工程設(shè)計(jì)中尚有部分不足之處：（1）堤防背水坡坡腳排水系統(tǒng)未設(shè)計(jì)；（2）臨時(shí)堆料場(chǎng)未進(jìn)行防護(hù)；（3）施工工區(qū)的排水措施未考慮；（4）施工臨時(shí)占地后期的場(chǎng)地恢復(fù)措施未設(shè)計(jì)。后續(xù)將對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充及完善。

4 結(jié)論

（1）綜合以上的分析評(píng)價(jià)，從水土保持角度考慮，提出了符合主體工程的優(yōu)化方案。

（2）從水土保持角度考慮，主體工程設(shè)計(jì)中的灌砌塊石擋墻護(hù)腳、棄渣清運(yùn)、綠化覆土、堤防邊坡綠化等措施均能夠滿足水土保持要求；且在主體工程設(shè)計(jì)中采取了一些有利于水土保持的施工工藝和方法。所述方案能從不同角度考慮因工程建設(shè)而產(chǎn)生的水土流失，防治效果好。

（3）項(xiàng)目區(qū)主體工程設(shè)計(jì)中尚有部分不足之處，后續(xù)將對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充及完善。

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