鞏留縣阿克加孜溝小流域水土保持現(xiàn)澆混凝土堤防護(hù)坡設(shè)計(jì)

張金云

（新疆鞏留縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，新疆 鞏留 835400）

1 概況

阿克加孜溝位于鞏留縣阿克圖別克鎮(zhèn)西南部，阿克加孜溝位于烏孫山北麓，總地勢(shì)南高北低。治理水土流失面積45.0 km2，采取措施主要為谷坊、護(hù)岸工程措施；營(yíng)造經(jīng)濟(jì)混交林、溝岸防沖林、撒播草籽、圍欄草場(chǎng)封禁等。本次實(shí)施共布設(shè)植物（柳、楊）谷坊91座，綠濱石籠谷坊175座，主溝道護(hù)岸0.83 km；撒播草籽296.07 hm2，種植護(hù)坡防護(hù)、經(jīng)濟(jì)混交林和溝岸防沖林139.91 hm2及完善相關(guān)灌溉設(shè)施。封禁草場(chǎng)16.57 km2，共需圍欄114.42 km，大門(mén)41套，標(biāo)志牌2座，水土保持監(jiān)測(cè)點(diǎn)2個(gè)。主要為天然草場(chǎng)、農(nóng)田及少量人工林，水土流失主要表現(xiàn)為人為活動(dòng)引起的水土流失。

阿克加孜溝主溝水土流失主要表現(xiàn)為上斷溝道下切侵蝕，侵蝕程度較輕。主要侵蝕區(qū)域在流域中游段及下游部分溝道，溝道深度較深，侵蝕程度嚴(yán)重。兩岸植被生長(zhǎng)情況較差；支溝水土流失主要由于常年春夏季降雨較多，山洪沖刷導(dǎo)致中上部溝道下切侵蝕嚴(yán)重，溝道較窄且較深，最深處可達(dá)10 m～15 m，且溝道兩旁多為農(nóng)田及荒坡，區(qū)域草場(chǎng)退化，坡面流失加重，使區(qū)內(nèi)土層變薄，土壤養(yǎng)分流失，形成惡性循環(huán)，生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化。山區(qū)暴雨及冰雪融化極易形成山洪，洪水?dāng)y帶大量泥沙，淤積下游河道，增大防洪抗災(zāi)的投入，對(duì)下游阿克加孜克村和齊納爾村居民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。故對(duì)該區(qū)域進(jìn)行水土保持治理已經(jīng)刻不容緩。

2 工程總體布置

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘測(cè)，阿克加孜溝村防洪主要集中在阿克加孜溝中下游河道下切侵蝕，岸坡沖刷嚴(yán)重段。水力侵蝕強(qiáng)度水土流失重點(diǎn)治理共計(jì)三段，分別為中游阿克加孜村莊段，中下游過(guò)水路面段和下游省道237公路橋上下游段。防洪堤向西南沿原河道進(jìn)行布置。工程區(qū)處于天山地震帶的西段，屬外圍中強(qiáng)地震的波及區(qū)，地勢(shì)平緩，主要是耕地。沿堤線(xiàn)粉土層結(jié)構(gòu)稍密，無(wú)鹽脹問(wèn)題，具有輕微濕陷性，層厚0.5 m～1.5 m，下部為礫卵石層，厚度大于10 m。溝岸兩側(cè)地下水埋深大于10 m。

水土流失重點(diǎn)治理三段護(hù)岸設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆混凝土防洪堤護(hù)坡。結(jié)構(gòu)型式采用C20現(xiàn)澆混凝土板型式，迎水面邊坡為1∶1.75，背水面邊坡為1∶1.5，設(shè)計(jì)河床以上護(hù)坡厚15 cm，設(shè)計(jì)河床以下采用20 cm。護(hù)坡堤頂寬4.0 m，堤身采用天然砂礫料逐層碾壓，0.075 mm粒徑含量小于10%。堤高1.5 m，基礎(chǔ)按照1∶1.75邊坡向河床下埋深3.0 m，下部設(shè)置b×h為0.5 m×0.5 m的C20F200現(xiàn)澆混凝土堤腳。在堤腳以上設(shè)計(jì)河床以下設(shè)置3 m×1 m鉛絲石龍，在防洪堤沿線(xiàn)過(guò)水路面處，上游和下游各30 m，在設(shè)計(jì)河床下1.0 m處平鋪寬20 m厚80 cm的鉛絲石籠，采用10#鉛絲編網(wǎng)，填充卵石不小于15 cm，鉛絲石籠每塊長(zhǎng)5.0 m，采用鉛絲綁扎連接。巡渠路兩側(cè)種植林草，并配套灌溉措施。根據(jù)工程區(qū)特點(diǎn)，結(jié)合地質(zhì)條件及現(xiàn)場(chǎng)踏勘，兼顧考慮實(shí)施條件、施工難易程度以及有關(guān)資料和該地區(qū)護(hù)岸工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等，本次護(hù)岸工程采用綠賓石籠護(hù)岸型式。

3 護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式選擇

根據(jù)阿克加孜溝特點(diǎn)，結(jié)合地質(zhì)條件及現(xiàn)場(chǎng)踏勘，兼顧考慮實(shí)施條件、施工難易程度以及有關(guān)資料和該地區(qū)河道整治實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等，本次工程堤防采用護(hù)坡式，提出以下3種方案：

方案一：防洪堤采用C20F200W4現(xiàn)澆混凝土板護(hù)坡型式，迎水面邊坡為1∶1.75，背水面邊坡為1∶1.5，設(shè)計(jì)河床線(xiàn)以上采用厚15 cm現(xiàn)澆混凝土板，設(shè)計(jì)河床線(xiàn)以下采用厚20 cm現(xiàn)澆混凝土板。堤頂寬4.0 m，堤身采用天然河床砂礫料逐層碾壓，0.075 mm粒徑含量小于10%。護(hù)坡基礎(chǔ)按照1∶1.75邊坡向河床下埋深3.0 m，下部設(shè)置b×h為0.5 m×0.5 m的C20F200現(xiàn)澆混凝土堤腳。

方案二：防洪堤采用梯形斷面排洪渠型式，采用全斷面30 cm厚C20細(xì)石混凝土砌石護(hù)坡，板下設(shè)有30 cm厚砂礫石墊層。迎水面邊坡為1∶1.75，背水面邊坡為1∶1.5，堤頂寬4.0 m，堤身采用砂礫料逐層碾壓。

方案三：采用綠賓生態(tài)石籠梯形斷面護(hù)坡型式，在河道兩岸采用50 cm×150 cm×300 cm綠賓生態(tài)石籠護(hù)坡，迎水面邊坡為1∶1.5，背水面邊坡為1∶1.5，堤頂寬4.0 m。

綜上所述，工程措施方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表1。

表1 工程措施方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表

4 效果分析

通過(guò)對(duì)上述方案的建筑材料、施工條件、運(yùn)行條件、水力條件、生態(tài)環(huán)境、投資等方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，方案一具有建筑材料充足，可就地取材，施工簡(jiǎn)單，運(yùn)行維修方便、水利條件較好、且較為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)管理維修方便等優(yōu)點(diǎn)，故選定方案一為推薦方案。

通過(guò)本次護(hù)岸工程采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)岸型式，防洪堤迎水面采用C20F200W4現(xiàn)澆混凝土板護(hù)坡型式，護(hù)坡混凝土板厚15 cm，其迎水面邊坡采用1∶1.75。C20F200W4現(xiàn)澆混凝土板基礎(chǔ)按1∶1.75邊坡延伸向下，厚度20 cm，埋深3.0 m。主堤堤身為天然砂礫料夯實(shí)，0.075 mm粒徑含量小于10%，相對(duì)密度在0.75以上，其背水邊坡采用1∶1.5。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的地形、地貌特征，水土流失特點(diǎn)，本次項(xiàng)目以生物措施治理和工程措施治理相結(jié)合的方法，工程措施為生物措施提供服務(wù)和保護(hù)，以治理水土流失為中心，兼顧生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行布局。河道內(nèi)布設(shè)谷坊、建設(shè)灌溉渠道；營(yíng)造護(hù)坡防護(hù)、經(jīng)濟(jì)混交林、溝岸防沖林、農(nóng)田防護(hù)林，結(jié)合溝道兩側(cè)天然草場(chǎng)進(jìn)行圍欄封禁，達(dá)到控制溝底下切、溝岸擴(kuò)張、攔蓄泥沙、增加地表覆蓋度，改善農(nóng)牧區(qū)生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)條件的作用（見(jiàn)圖 1）。

圖1 已完成工程措施圖

5 結(jié)語(yǔ)

在此基礎(chǔ)上再增加工程措施投資，實(shí)施護(hù)岸工程延續(xù)段，防止中下游水力侵蝕水土流失。加強(qiáng)水土保持相關(guān)學(xué)習(xí)，提升運(yùn)行管理，對(duì)項(xiàng)目區(qū)做好配套管理工作，縣主管部門(mén)及社會(huì)各界關(guān)心支持配合水保工作，確保項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益最大化發(fā)揮。該項(xiàng)目于2019年10月全部完工，工程投入800萬(wàn)元。建成后，各項(xiàng)設(shè)計(jì)治理措施均產(chǎn)生了一定的基礎(chǔ)、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益，其蓄水保土效益顯著，從國(guó)民經(jīng)濟(jì)的角度看，項(xiàng)目的建設(shè)是經(jīng)濟(jì)、合理、可行安全的，項(xiàng)目的建設(shè)是十分必要和可行的。