泉頭鎮(zhèn)2018年農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)侵蝕溝綜合治理措施分析

任婷婷

（昌圖縣水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 昌圖 112599）

1 概況

昌圖縣泉頭鎮(zhèn)2018年農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)侵蝕溝綜合治理項(xiàng)目位于昌圖縣泉頭鎮(zhèn)境內(nèi)，涉及農(nóng)林村及大葦子村，區(qū)內(nèi)土地總面積為2038.90 hm2。地貌類型為丘陵地貌，水土流失主要類型為水力侵蝕，包括坡耕地的面蝕和侵蝕溝的溝蝕，截至2017年12月底項(xiàng)目區(qū)內(nèi)共有侵蝕溝55條，侵蝕溝總長(zhǎng)27736.21 m，占地面積18.55 hm2，溝壑密度1.36 km/km2，溝底平均比降在0.06%～25.94%之間，侵蝕溝分布相對(duì)集中連片，有利于項(xiàng)目的實(shí)施。

因此為了確保侵蝕溝不再侵吞破壞耕地，實(shí)現(xiàn)土地資源的永續(xù)利用；減少侵蝕溝泥沙下泄，保持水土，促進(jìn)項(xiàng)目區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，此次對(duì)項(xiàng)目區(qū)的內(nèi)48條侵蝕溝進(jìn)行綜合治理，其中治理農(nóng)林村侵蝕溝39條（中型溝9條，小型溝30條），大葦子村治理中型溝9條，侵蝕溝總長(zhǎng)26076.21 m。

2 工程措施

項(xiàng)目區(qū)侵蝕溝大多為水線溝，承擔(dān)著排出上游雨水的功能，因此治理的的原則是實(shí)現(xiàn)侵蝕溝上游承接上游來水、攔沙，消減洪峰，防止溝道發(fā)展為主；下游以排洪防止溝道擴(kuò)張為主，侵蝕溝根據(jù)不同的侵蝕程度采取了相應(yīng)的治理措施。

2.1 溝道直線削坡整形典型侵蝕溝

選QSG-7號(hào)侵蝕溝，溝長(zhǎng)305.36 m，上口平均寬4.16 m，下口平均寬2.83 m，平均深1.59 m。邊坡高陡存在安全隱患，為了維持坡面穩(wěn)定，采取直線削坡整形，布設(shè)石籠谷坊和柳編谷坊措施進(jìn)行治理，削坡土方直接平鋪溝底，為后續(xù)侵蝕溝造林創(chuàng)造條件，削坡角為35°。

（1）削坡單側(cè)寬度計(jì)算：

式中：L1為削坡單側(cè)寬度，m；L2為原溝道上口寬，m；L3為原溝道下口寬，m；H 為溝深，m；β為削坡角（35°）。

由上式計(jì)算，QSG-10號(hào)侵蝕溝平均削坡寬度為L(zhǎng)1=0.55 m。

（2）削坡工程量計(jì)算：

式中：V 為削坡土方，m3；H 為溝道深度，m；L 為溝道長(zhǎng)，m；L1為削坡寬度，m；L2為原溝道上口寬，m；L3為原溝底寬，m。

由上式計(jì)算，QSG-7號(hào)侵蝕溝削坡工程量為1528 m3。

QSG-7號(hào)侵蝕溝經(jīng)削坡處理后上口平均寬7.38 m，下口平均寬3.32 m，平均深1.26 m，削坡典型設(shè)計(jì)圖見圖1。

圖1 QSG-7樁號(hào)0+138處削坡典型設(shè)計(jì)圖（尺寸單位：m）

2.2 秸稈填溝典型侵蝕溝

QSG-40號(hào)侵蝕溝，侵蝕溝長(zhǎng)105.5 m，上口平均寬5.50 m，溝底平均寬2.60 m（削坡后溝底平均寬約5.50 m），平均深1.50 m。屬于耕地中的小型侵蝕溝，為了便于機(jī)械耕作，恢復(fù)耕地完整性，采取秸稈填溝措施。

（1）秸稈填溝措施

首先對(duì)侵蝕溝進(jìn)行削坡，削坡角度接近直角（90°），在削坡的同時(shí)需要將溝道向下開挖至1.2 m以上的深度，土方臨時(shí)堆放于溝邊；

秸稈編捆 (長(zhǎng)×寬×高)0.6 m×0.4 m×0.5 m在溝底平鋪1層，將削坡土方平鋪在秸稈上面，土方填筑分壓實(shí)層和松土層，壓實(shí)土層厚度0.2 m（壓實(shí)系數(shù)0.95），松土層根據(jù)溝深填土，回填后的溝道與耕地還有0.2 m的高差，在溝道內(nèi)每隔3 m垂直水流方向筑梗，土埂高0.2 m，頂寬0.2 m，底寬0.6 m，邊坡比1∶1，使匯入溝道內(nèi)的降水就地下滲；

侵蝕溝入口處采用石籠擋墻進(jìn)行防護(hù)，擋墻形式為直角梯形，擋墻長(zhǎng)8.0 m，寬0.8 m，高1.7 m，坡比1∶1；

QSG-40號(hào)侵蝕溝排水去向?yàn)橄掠蔚缆放潘疁?，出口處與下游道路排水溝之間為耕地，故在出口處與下游道路排水溝之間的耕地地面以下1.2 m處布設(shè)排水管，長(zhǎng)度55 m，布設(shè)排水管前進(jìn)行土方開挖，開挖深度1.2 m，開挖寬度與溝尾寬度一致為3.6 m，排水管雙排布設(shè)，排水管無需打眼，見圖2。

圖2 QSG-40號(hào)樁號(hào)0+011處橫斷面圖

（2）侵蝕溝秸稈填溝工程量

QSG-40號(hào)侵蝕溝秸稈填溝措施需填方量1288 m3，其中秸稈方773 m3（每個(gè)秸稈捆體積為0.12 m3，需要秸稈捆個(gè)數(shù)為6442個(gè)），土方 515 m3。

2.3 溝頭防護(hù)

2.3.1 石籠溝頭防護(hù)典型侵蝕溝

QSG-26號(hào)侵蝕溝位于路邊，溝長(zhǎng)229.81 m，溝深2.15 m，上口平均寬7.64 m，下口平均寬1.5 m，溝頭為過水路面，匯水量非常大，需要滿足走水和行洪的需要，因此采用石籠溝頭防護(hù)措施，石籠溝頭防護(hù)將過水路面的下邊緣連接，防止溝岸擴(kuò)張及溝底下切。

（1）防護(hù)處理措施

先進(jìn)行削坡整形形成消力池，使溝頭段地面高差2.15 m，溝頭上口平均寬7.64m，溝頭下口平均寬1.5m，過水面積,9.83m3/s。消力池長(zhǎng)度計(jì)算采用下式計(jì)算：

式中：L為消力池長(zhǎng)度，m；H0為溢水口水深 (0.5 m）；H'為跌差（2.15 m）。

經(jīng)計(jì)算，L=3.11 m，消力池長(zhǎng)度為3.5 m。

在消力池最下邊鋪設(shè)土工布，接著要拉緊土工布，鋪設(shè)厚度10 cm碎石墊層（碎石材料采用1 cm～4 cm碎石），最上層采用鍍鋅鋼絲的石籠進(jìn)行分段施工，鍍鋅鋼絲籠的網(wǎng)格大小視塊石大小而定，以塊石不漏出網(wǎng)格為準(zhǔn)，一般控制在8 cm×10 cm以內(nèi)。QSG-26號(hào)侵蝕溝K0+000至K0+010石籠溝頭防護(hù)典型設(shè)計(jì)圖見圖3。

圖3 QSG-26號(hào)侵蝕溝K0+000至K0+010石籠溝頭防護(hù)典型設(shè)計(jì)圖

（2）工程量

QSG-26號(hào)侵蝕溝石籠溝頭措施總面積為110 m2，石籠護(hù)坡 110 m2，干砌石33 m3石墊層 11 m3，鋪土工布 110 m2。

2.3.2 柳跌水典型侵蝕溝

QSG-32號(hào)侵蝕溝匯水面積0.79 km2，溝深0.6 m,上口平均寬4.23 m，下口平均寬2.46 m，過水面積2.01 m3/s，來水量較大且溝頭落差較大，為了保護(hù)溝道，減緩洪水下瀉，采用排水型工程，在溝頭布設(shè)柳跌水。采用柳編結(jié)構(gòu)形式，由進(jìn)水口、消力池和出口等組成，見圖4。

圖4 QSG-32號(hào)侵蝕溝柳跌水典型設(shè)計(jì)圖

采用機(jī)械對(duì)溝頭修坡整形，人工編柳捆在溝頭和溝坡橫向打柳樁，沿每排樁橫向鋪柳捆，縱向順溝坡鋪柳捆，共鋪設(shè)兩層柳捆，每層柳捆厚度為10 cm，柳跌水的柳捆鋪設(shè)厚度共20 cm，寬度為侵蝕溝溝底寬度與兩側(cè)溝坡長(zhǎng)度之和，柳跌水的邊沿應(yīng)用柳條捆壓住，并用直徑5 cm～7 cm的柳樹干打樁入中50 cm釘牢，樁間距0.5 m，排間距1.0 m。柳條捆直徑為10 cm～15 cm，用鍍鋅鋼絲捆住。項(xiàng)目區(qū)土質(zhì)比較堅(jiān)硬處，為了防止埋樁時(shí)對(duì)柳樁造成不必要的損傷，用鐵釬等工具在需要埋樁處先行打孔后再埋樁，并使牙眼向上。

柳條應(yīng)捆扎結(jié)實(shí)，在此基礎(chǔ)上鋪一層熟化土；柳跌水竣工后在上凍前澆一遍水，利于柳條成活；柳跌水投入使用后，每次較大降雨后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)跌水損壞及時(shí)修復(fù)。

2.4 谷坊工程

柳樁編籬谷坊主要布設(shè)在溝道寬度較小、匯水量小且溝底比降＜5%的溝道中上游；石籠谷坊主要布設(shè)在溝深＞1.5 m、匯水量大且溝底比降＞5%，侵蝕較嚴(yán)重的侵蝕溝上。

2.4.1 石籠谷坊典型侵蝕溝

共布設(shè)兩種尺寸的石籠谷坊，分別為2 m×1 m（QSG-7樁號(hào)0+161）和3 m×1 m（QSG-8樁號(hào)0+050），谷坊的高度2 m及3 m分別包含了基礎(chǔ)埋深0.5 m，編籠從下向上分層壘砌，每層高0.5 m，逐層向內(nèi)收坡，塊石應(yīng)首尾相接，錯(cuò)逢砌筑。谷坊迎水坡邊坡比為1∶0.8，背水坡邊坡比為1∶1。為了保證谷坊淤平后谷坊后為平面，方便栽植果樹，石籠谷坊設(shè)置的溢水口寬度和布設(shè)谷坊處溝道寬度相同，溢水口高度為50 cm。為防止洪水沖刷溝道兩側(cè)溝岸，沖毀溝岸，谷坊兩側(cè)各嵌入溝岸1.0 m。分別見圖5、圖6。

圖5 石籠谷坊（2 m×1 m）典型設(shè)計(jì)圖（QSG-7樁號(hào)0+161）

圖6 石籠谷坊（3 m×1 m）典型設(shè)計(jì)圖（QSG-8樁號(hào)0+050）

2.4.2 柳樁編籬谷坊典型侵蝕溝

QSG-10號(hào)侵蝕溝長(zhǎng)263.03 m，上口平均寬3.31 m，下口平均寬2.08 m，平均深0.93 m，直線削坡整形（坡度35°）后上口平均寬4.76 m，下口平均寬2.21 m，平均深0.84 m。

侵蝕經(jīng)削坡后，在溝底沿垂直于水流方向挖溝密植柳桿，桿長(zhǎng)1.3 m～1.5 m，埋深0.5 m，柳桿共5排，行距0.5 m，株距0.3 m，埋桿直徑7 m～10 m，柳樁間用鍍鋅鋼絲將柳樁編織成籬，每?jī)膳呕h中填入雜土、碎石，用鍍鋅鋼絲將前后柳樁綁牢，使之成為整體，加強(qiáng)抗沖能力，見圖7。

圖7 柳樁編籬谷坊橫斷面圖（QSG-39樁號(hào)0+222）

QSG-10號(hào)侵蝕溝布設(shè)柳樁編籬谷坊9座，谷坊總壩長(zhǎng)27 m。

2.5 柳編護(hù)溝典型侵蝕溝

QSG-14號(hào)侵蝕溝，溝長(zhǎng)443 m，平均溝頂寬5.11 m，平均溝底寬2.34 m，平均溝深1.59 m，溝道順直，為了保持溝道穩(wěn)定，防止溝道下切，保護(hù)溝道兩側(cè)工程的穩(wěn)定，根據(jù)實(shí)際情況，全溝布設(shè)柳編護(hù)溝措施，柳編護(hù)溝面積為2302 m2。采用生長(zhǎng)能力強(qiáng)的柳樹樁作為樁料，單個(gè)平均長(zhǎng)1.2 m左右，直徑5 cm～7 cm。

（1）削坡整形：削坡處理后，平均溝頂寬6.88 m，平均溝底寬2.73 m，平均溝深1.32 m。

（2）埋樁：侵蝕溝經(jīng)削坡整形處理后，在侵蝕溝坡溝底放線埋入柳樁，埋深0.5 m左右，柳樁間距1.0 m×0.5 m，注意樁身與地面垂直縱橫成一線，項(xiàng)目區(qū)土質(zhì)比較堅(jiān)硬處，為了防止埋樁時(shí)對(duì)柳樁造成不必要的損傷，用鐵釬等工具在需要埋樁處先行打孔后再埋樁，并使牙眼向上。

（3）編籬：先橫向鋪一層柳條，再縱（順溝方向?yàn)榭v）向鋪一層柳條，每層約10 cm，然后壓實(shí)柳條以樹樁為徑縱橫向編籬柳條，用鐵絲把柳條固定在柳樁上，最后進(jìn)行上面及兩邊覆土，并壓實(shí)（覆土約20 cm），柳樁外露約20 cm。QSG-14號(hào)侵蝕溝柳編護(hù)溝措施見圖8。

圖8 柳編護(hù)溝橫斷面圖（QSG-14樁號(hào)0+120）

項(xiàng)目區(qū)共有19條（主溝道7條，支溝12條）侵蝕溝布設(shè)柳編護(hù)溝措施，柳編護(hù)溝面積共計(jì)8954 m2。

3 治理結(jié)果

昌圖縣泉頭鎮(zhèn)2018年農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)侵蝕溝綜合治理項(xiàng)目工程總工期為3個(gè)月（2018年9月至2018年11月），總投資為1530.0萬元。治理完成后，控制水土流失面積13.22 km2，其中溝道削坡整形26131 m3；13條侵蝕溝布設(shè)溝頭柳跌水21座，長(zhǎng)度420 m；19條侵蝕溝布設(shè)柳編護(hù)溝措施，柳編護(hù)溝面積8954 m2；4條侵蝕溝布設(shè)石籠谷坊，共布設(shè)7座，總壩長(zhǎng)96.6 m；16條侵蝕溝布設(shè)柳樁編籬谷坊，共布設(shè)谷坊91座，總壩長(zhǎng)401.5 m；10條侵蝕溝采用秸稈填溝進(jìn)行治理，填溝量為5341 m3，其中土方量2137 m3，秸稈捆量2304 m3；1條侵蝕溝布設(shè)石籠溝頭防護(hù)措施，措施總面積為110 m2；27條侵蝕溝布設(shè)柳排護(hù)溝措施，共布設(shè)19983 m。截止目前各侵蝕溝均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4 結(jié)語

在侵蝕溝治理上要根據(jù)不同的立地條件，昌圖縣泉頭鎮(zhèn)2018年農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)侵蝕溝綜合治理項(xiàng)目以工程措施與植物措施配合治理，此次創(chuàng)新式的大量引入柳編護(hù)溝、柳編谷坊、柳跌水等植物措施，起到非常好的效果，尤其是植物在溝道中形成規(guī)模，使侵蝕溝治理成果更加貼近自然，與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相適應(yīng)；工程措施與林草措施的有機(jī)結(jié)合，有效地控制了侵蝕溝積蓄切割耕地，使農(nóng)田土壤環(huán)境向良性循環(huán)轉(zhuǎn)化，提高了區(qū)內(nèi)抵御自然災(zāi)害的能力。