德惠新河河道治理工程水土保持方案設計

孫新軍 栗清靜

摘 要：在概述濱州市德惠新河治理工程建設內(nèi)容及施工期內(nèi)產(chǎn)生水土流失問題的基礎(chǔ)上，對工程占地類型及面積進行了統(tǒng)計，并對工程實施可能產(chǎn)生的水土流失規(guī)模進行估算。在此基礎(chǔ)上進行了該河道治理工程水土保持方案設計。結(jié)果表明，河道治理工程施工期間因土石方開挖回填、大量棄土棄渣的堆放、擾動原地貌及植被等必然產(chǎn)生水土流失，若不及時采取有效的治理措施，必將加劇植被退化和土壤侵蝕;水土保持方案通常由工程措施、生物措施和臨時措施以及水土流失治理效果監(jiān)測等模塊構(gòu)成，通過加強治理效果監(jiān)測，為水保方案優(yōu)化設計提供基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞：河道治理;水土保持;方案;設計;生物措施

中圖分類號：U617? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）11-0103-03

1 工程概況

濱州市德惠新河治理工程為河道治理項目，主要建設內(nèi)容為：德惠新河干流下游段河道進行清淤疏浚，德惠新河穿堤涵閘改建工程，德惠新河-秦口河分水工程。其中河道清淤42.04km，改建穿堤涵閘10座。德惠新河治理工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（Ⅱ）型，德惠新河干流下游段治理工程級別為2級，德惠新河穿堤涵閘改建工程級別為2級，德惠新河-秦口河分水工程工程級別為3級。

2水土流失概況

德惠新河河道治理工程占地共計574.04hm2，其中包括324.73hm2的永久占地和249.31hm2的施工臨時占地，永久占地及臨時占地均為河道管理范圍之內(nèi)的占地;工程占地類型為水域及水利設施用地。該工程占地類型及面積情況統(tǒng)計詳見表1。

按照設計，該治理工程總挖方量 633.22×104m3（其中表土剝離 80.17×104m3），總填方量為242.99×104m3（其中表土回填80.17×104m3），內(nèi)部調(diào)運162.82×104m3，余土390.23×104m3;清淤土方水土流失責任全部由各鄉(xiāng)鎮(zhèn)負責，臨時堆土區(qū)位于堤防背水側(cè)，臨時堆土區(qū)平均堆高2.0～2.5m，邊坡1/2。項目實施后會在一定程度上使區(qū)域內(nèi)水土流失程度加重，若不采取配套性治理措施，則會加劇項目區(qū)水土資源流失和生態(tài)環(huán)境惡化。清淤后的淤泥若不及時清理和有效攔護，則會大量流返，再次造成河道淤積;修筑后的堤防遭遇降水沖刷后增大地面徑流，所形成的沖溝、溝蝕等會對堤防安全和堤身穩(wěn)定造成很大威脅。

3水土保持方案設計

3.1工程措施

為減少風浪對堤防結(jié)構(gòu)的淘蝕沖刷，應在堤防迎水坡進行漿砌石結(jié)構(gòu)護砌，護砌層設計厚度0.4m，邊坡坡比1/3，并在漿砌石護砌結(jié)構(gòu)以下按照10cm厚度增設粒徑5～20mm的隨時墊層，在墊層層下平鋪型號300g/m2的無紡土工布。具體見圖1，并在堤腳處增設1.0m高、1.25m寬的基座。為達到較好的攔截雨水以及保證堤頂水沿迎水側(cè)堤順利排出堤頂，還應按照1.5m的寬度將堤頂和漿砌石護坡相交部位封頂，并在封頂處順著堤軸線向增設0.4m寬、0.4m高的漿砌石矮墻。此外，護坡上還應按梅花形[1]及2.0m的間距設置5.0cm直徑的排水孔。

為增強堤頂水土流失控制，左堤頂進行路面硬化處理，并按照雙車道設計，在路兩側(cè)分別留出2.0m寬的路肩，出于堤頂排水的考慮，應使路面按2%坡度[2]向迎水側(cè)傾斜。路面基層為30cm厚的灰土基層，面層為6cm厚的瀝青碎石結(jié)構(gòu)，包括4cm厚的粗粒式瀝青碎石下面層+2cm厚的細粒式瀝青混凝土上面層。

3.2生物措施

包括防潮閘工程、碼頭工程等在內(nèi)的一級防治分區(qū)內(nèi)均涉及生物措施。

3.2.1防潮閘工程生物措施

濱州市德惠新河治理工程防潮閘區(qū)域內(nèi)主要為鹽堿土，故水土保持生物措施應用時必須加強排鹽措施的應用，保證和提升植物成活率。生物措施應用時主要采取大坑開挖、換耕植土以及坑底加鋪灰渣為隔鹽層的做法，對于喬木、灌木而言，其大坑開挖尺寸長*寬*深分別為100cm*100cm*100cm和80cm*80cm*70cm。防潮閘主體工程區(qū)堤防兩側(cè)和堤間主要種植多年生喬木和草皮等觀賞性植物，堤頂兩側(cè)道路邊按5.0m株距種植刺槐等行道樹數(shù)種，防潮閘內(nèi)上下游堤防內(nèi)側(cè)迎水坡主要種植抗鹽堿性能良好的苜蓿、野牛草等草植，堤防外側(cè)則以條形方式及5.0m條距種植苜蓿及沙地柏等，防潮閘翼墻后方平臺按S形種植雪松和千頭柏等喬灌木。

3.2.2碼頭工程生物措施

采用觀賞性的苜蓿和法國梧桐樹種對碼頭工程區(qū)域的裸露地面進行綠化，具體設計時，法國梧桐應開挖長*寬*高為100cm*100cm*100cm的大坑換耕植土，并在坑底鋪20cm厚的灰渣隔鹽種植;而苜蓿開挖長*寬*高20cm*20cm*20cm的大坑并按50cm厚度換土并鋪15cm厚灰渣隔鹽層后種植。

3.3臨時措施

該措施主要針對德惠新河治理工程防潮閘區(qū)域及堤防加固工程區(qū)內(nèi)的土料場，考慮到該治理工程排水系統(tǒng)比較完善，按照永臨結(jié)合的設計原則，不進行臨時排水系統(tǒng)設計，但是土料場施工過程中發(fā)生風蝕的可能性較大，為此主要實施草苫或塑料布覆蓋等臨時防護措施。

3.4措施工程量匯總

為簡化分析并避免對主體設計中水土保持工程的重復計算，此處僅統(tǒng)計濱州市德惠新河治理工程水土保持方案新增水保工程量[3]，具體見下表。

4水土保持效益

德惠新河治理水土保持總投資工程估算總投資1078.23萬元，資金由省級以上補助和地方配套解決，其中工程措施投資 98.94萬元，生物措施投資554.3萬元，臨時工程投資145.8萬元，獨立費用223.4萬元，設施補償費55.79萬元。水保方案按照進度及設計要求實施后所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益十分顯著。

4.1經(jīng)濟效益及社會效益

河道治理工程水土保持方案設計及措施選取和實施既要考慮與主體工程的配套性，還應考慮各類措施的造價。水土保持實施具備很強的連續(xù)性和反復性，導致其措施投入大且回收期長，經(jīng)濟效益較難顯現(xiàn)。若僅從短期內(nèi)投入產(chǎn)出的角度以及防洪安全、環(huán)境保護等方面分析，則無法量化體現(xiàn)其真正的經(jīng)濟效益和價值。

水土保持方案中工程措施和生物措施等的實施能減輕水土流失危害，增大環(huán)境容量，促使環(huán)境恢復并走上良性循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展道路，同時有助于地區(qū)投資建設生態(tài)環(huán)境的改善，加速地方經(jīng)濟發(fā)展。

4.2生態(tài)效益

該河道治理工程水土保持方案實施一段時間后，植被數(shù)量顯著增加，土壤性狀明顯改善，防治責任范圍內(nèi)土壤入滲增大，土壤侵蝕和地表徑流減少，新增水土流失有效減少。河道治理工程建設期間擾動的土地及水土流失治理率高達97.6%，植被恢復指數(shù)達到0.98，土地資源保有率提升至1.67，林草覆蓋率和攔渣率分別增大至15.2%和98.5%。

5結(jié)論

綜上所述，河道治理工程屬于線性工程，治理長度較長，出于資源節(jié)約的角度考慮，挖方資源及塑料薄膜、草苫等臨時防護材料均應多次重復利用;在生物措施應用的過程中應優(yōu)先選擇地區(qū)適生及優(yōu)良外來樹種和草種，并避免選用稀缺、未種植過的樹種和草種。為進行水土保持方案效果評價，必須加強方案實施后水土流失程度的監(jiān)測，并收集真實可靠的數(shù)據(jù)資料，為水保方案的優(yōu)化提供依據(jù)。

參考文獻：

[1] 周淼，袁瑾雯.水利工程水土保持方案編制設計優(yōu)化措施[J].河南水利與南水北調(diào)，2020，49（12）：60-61.

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[3] 鄭維，陳馥芳.解析水土保持理念在水利工程設計中的應用[J].工程建設與設計，2020（23）：137-138+141.