岳西縣小流域水土保持綜合治理實踐

［關鍵詞］ 水土保持；跌水堰；護岸；深山區(qū)；岳西縣

［摘 要］ 深山區(qū)河道集水面積小，河流坡降大，匯流時間短，受山洪沖刷影響，溝道河床下切嚴重，易發(fā)生岸坡崩塌，危及農(nóng)田和民房安全，水土流失嚴重。安徽省岳西縣地處大別山腹地，具有典型的深山區(qū)地形地貌，是國家級水土流失重點防治區(qū)。近年來，岳西縣積極探索河道內(nèi)小型跌水堰和生態(tài)護岸工程建設的工程選址、結(jié)構(gòu)選形、結(jié)構(gòu)設計、施工要點等，以小流域為單元開展水土流失綜合防治，有效控制了因泥沙下泄導致的河床下切，維護了溝道岸坡穩(wěn)定，在防治水土流失的同時增加了河道水景觀效果，可為深山區(qū)水土流失綜合防治提供成功經(jīng)驗。

［中圖分類號］ S157［文獻標識碼］ C［文章編號］ 1000－0941（2023）09－0029－03

岳西縣地處大別山腹地，國土面積2 373.34 km2，是安徽省唯一的純山區(qū)縣，地跨長江、淮河兩大流域?？h內(nèi)山高坡陡，水土流失嚴重，是國家級水土流失重點防治區(qū)。近年來岳西縣以小流域為單元開展水土流失綜合防治，積極探索河道內(nèi)小型跌水堰和生態(tài)護岸工程建設，構(gòu)筑了河道生態(tài)屏障，有效控制了因泥沙下泄導致的河床下切，維護了溝道岸坡穩(wěn)定，實現(xiàn)了河暢、水清、岸綠、景美的目標。根據(jù)安徽省水土保持公報，2018年岳西縣水土流失面積為709.49 km2，占國土面積的29.89%[1]；2021年岳西縣水土流失面積為682.56 km2，占國土面積的28.76%[2]，相比于2018年水土流失面積減少了26.93 km2，降幅3.80%。2021年岳西縣被水利部評為國家水土保持示范縣，為新時代深山區(qū)水土流失綜合防治和水土保持高質(zhì)量發(fā)展提供了成功經(jīng)驗。

1 區(qū)域概況

岳西縣屬安徽省安慶市，縣境內(nèi)分布有皖河、菜子湖、杭埠河、淠河等，共有河流900余條，其中集水面積5 km2以上的有104條，河道總長11 053.6 km，河網(wǎng)密度4.7 km/km2，河道平均坡降8‰～75‰。岳西縣屬亞熱帶濕潤性季風氣候區(qū)，年均降水量約1 500 mm，汛期（5—9月）平均降水量約900 mm，年徑流量約20.53億m3。河床地質(zhì)主要有花崗巖、片麻巖、河卵石、砂礫石、砂壤土等。

陡峭的河道、脆弱的地質(zhì)構(gòu)造、汛期暴雨山洪的頻發(fā)，導致岳西縣水土流失嚴重，表現(xiàn)為上中游河段河床呈V形深切；下游泥沙淤積，發(fā)生側(cè)蝕，河道岸坡崩塌，影響兩岸耕地、村莊和道路安全。河道內(nèi)水土流失影響河道的防洪功能和自凈能力，阻礙營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)，破壞河道景觀和動植物生境，造成生態(tài)系統(tǒng)服務功能下降。

2 岳西縣河道水土流失綜合防治措施

針對河道水土流失成因和現(xiàn)狀，岳西縣以小流域為單元開展水土流失綜合防治，積極探索河道內(nèi)小型跌水堰和生態(tài)護岸等水土保持工程措施建設，防止河床下切和崩塌，維持岸坡穩(wěn)定，有效預防和控制水土流失，實現(xiàn)了防洪減災、推動灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展、維護生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定等多重目標。

2.1 設計理念

小型跌水堰和生態(tài)護岸工程設計應充分結(jié)合河道基本情況和存在問題，滿足防洪減災、生態(tài)保護、具有景觀效果、經(jīng)濟實用4個方面目標。①為了滿足河道防洪標準，跌水堰和生態(tài)護岸的設計應按照10 a一遇的標準，在村莊集中區(qū)域的河道應按照20 a一遇的標準，嚴格控制跌水堰高度和護岸邊線，保證足夠的防洪空間。②為提高侵蝕基準面，控制泥沙下泄，跌水堰高度一般不超過河床1 m，每層跌水臺階不高于30 cm，在上游形成蓄水面，堰體形成跌水坡面；生態(tài)護岸工程要起到穩(wěn)定岸坡的作用，護岸線要保持平順，不侵占河道行洪空間，護岸頂端布設植物帶起到坡面緩沖的作用。③跌水堰和生態(tài)護岸工程建設應起到提升河道生態(tài)景觀效果的作用，提供水生植物和魚類等水生動物的生存環(huán)境，保護生物多樣性。通常跌水堰設置3～5級臺階，形成連續(xù)的跌水面，生態(tài)護岸采用干砌石或混凝土框格護岸，可以提供水生動植物的繁殖空間。④跌水堰和生態(tài)護岸的選材應盡可能就地取材以節(jié)約成本，并且為滿足周邊群眾的生產(chǎn)生活用水、農(nóng)田灌溉等需求，跌水堰可與灌溉堰壩相結(jié)合，控制河床下切的同時抬高蓄水位，配套渠道引水灌溉，以增加實用性。

2.2 工程選址

深山區(qū)河道內(nèi)小型跌水堰和生態(tài)護岸工程選址時應充分調(diào)查摸清河道的坡降、寬度、徑流量、歷史洪水位、河床地質(zhì)條件、兩岸地形、河床泥沙淤積情況等立地條件，同時要現(xiàn)場勘查河道周邊的村莊和農(nóng)田分布情況、河床演變情況等。在綜合考慮上述因素的基礎上，針對山區(qū)河床地質(zhì)組成主要為砂礫石、片麻巖等的特點，跌水堰的選址需保證地基穩(wěn)定，避免河床沖刷造成跌水堰的損毀，河道坡降較大時，跌水堰適宜建在巖石基礎處；河道坡降較小時，跌水堰可優(yōu)先選擇建在巖石地基處，其次選擇砂礫石地基、密實的土質(zhì)地基。生態(tài)護岸工程選址要重點考慮設計洪水標準，避免發(fā)生岸坡崩塌或滑坡；優(yōu)先建在易發(fā)生崩塌、滑坡的河段，以及周邊存在村莊、農(nóng)田等需要重點保護的區(qū)域，以有效控制水土流失帶來的危害。

2.3 結(jié)構(gòu)選形

深山區(qū)河道內(nèi)小型跌水堰和生態(tài)護岸工程的結(jié)構(gòu)選形應綜合考慮河道水文特征、河床地質(zhì)特點、河道岸坡形狀、建筑材料等因素。跌水堰的結(jié)構(gòu)形式適宜采取堆石臺階、混凝土臺階、混凝土坡面鑲嵌卵石等重力堰體，臺階側(cè)面適宜采用魚鱗線、拋物線、波浪線、直線、折線等形式，堰體高度控制在河床底高程以上0.6～1.0 m，臺階高度一般控制在0.3 m以內(nèi)，臺階階數(shù)為3～5個。護岸工程的結(jié)構(gòu)選形適宜采取干砌石結(jié)構(gòu)、混凝土框格結(jié)構(gòu)、漿砌石結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等。岳西縣小流域河道護岸多以干砌石結(jié)構(gòu)為主，山區(qū)河道內(nèi)塊石材料較多，經(jīng)濟實用，一般2～3 a后護岸墻體可生長草本植物，塊石縫隙間有利于水生生物繁衍，具有良好的生態(tài)效益；混凝土框格結(jié)構(gòu)主要適用于卵石較多、坡降平緩的河道，邊坡高度通常在2 m左右，具有很好的景觀效果；漿砌石結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)主要適用于水流紊亂、沖刷強度大的河道。

2.4 結(jié)構(gòu)設計

深山區(qū)河道內(nèi)小型跌水堰和護岸工程的結(jié)構(gòu)設計應在調(diào)查的基礎上，綜合考慮堰體和護岸墻體防洪安全、堰體和護岸（含直立式擋墻）的應力和穩(wěn)定性等因素。跌水堰結(jié)構(gòu)設計時要重點復核堰體自重及多種荷載組合下堰體上、下游水壓力、揚壓力、淤沙壓力等，計算堰體應力；堰體消能防沖設計主要是根據(jù)設計標準洪水及水力計算，科學選擇消能形式，合理擬定消能建筑物尺寸，并根據(jù)各部位不同的抗沖刷強度要求，對結(jié)構(gòu)進行分區(qū)。同時，要明確堰體施工重點部位、施工工藝、施工組織安排等。堰體兩端與岸坡或護岸銜接處設計時應明確銜接方式，計算設計和校核洪水位對兩岸的滲透壓力。護岸結(jié)構(gòu)設計時要重點復核墻體地基允許承載力、抗傾抗滑穩(wěn)定性及基礎抗沖刷深度等。護岸的巖石基礎需開挖平臺，砂質(zhì)基礎需布設混凝土平臺，臨河側(cè)需增加齒墻防止沖刷。此外，堰體和護岸結(jié)構(gòu)設計時應明確項目實施過程中水土流失易發(fā)區(qū)域，并針對性地提出具體防治措施。

2.5 施工過程

深山區(qū)河道內(nèi)小型跌水堰和生態(tài)護岸工程的施工過程不可避免會對地表產(chǎn)生擾動，施工期如何預防和控制水土流失、保證工程質(zhì)量達標和安全生產(chǎn)是各參建單位需要重點關注的難點。施工過程中，項目法人應統(tǒng)籌協(xié)調(diào)設計、施工、監(jiān)理、監(jiān)測等參建單位，督促參建各方認真落實水土保持責任，強化工程質(zhì)量、施工進度、工程投資等目標控制，全過程實施水土保持監(jiān)管。河道內(nèi)小型跌水堰和生態(tài)護岸工程施工的關鍵是要做好基礎地表清理、開挖面防護、施工圍堰填筑和養(yǎng)護、施工臨時道路修筑等，其施工時序應按照施工放樣—材料準備—安排班組—清理表土—土石方開挖—主體工程施工。施工中有以下需注意的重點內(nèi)容：一是施工放樣應根據(jù)設計圖紙中的堰體和護岸基礎尺寸，在施工場地確定堰體上、下游斷面和堰體兩端的開挖線，以及護岸基礎和邊坡的開挖線，再布設施工圍堰，形成干燥的基礎面。二是施工單位負責組織調(diào)配施工班組、建筑材料和設備、施工電源等，同時修建施工臨時道路。三是施工期間要重點管理工程進度，但要保證工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)等。要做好基坑開挖和排水、堰體混凝土澆筑養(yǎng)護、表層卵石鑲嵌、護岸基礎澆筑和墻體砌筑等關鍵部位施工，落實好堰體基坑和護岸開挖邊坡、施工圍堰堆坡的臨時苫蓋措施和截排水系統(tǒng)修建，在圍堰拆除、施工后期河道平整等過程中做好水土流失預防和控制，避免造成河道水體污染。四是做好工程驗收工作，對每個單元工程和分部工程進行工程質(zhì)量和外觀的評定，形成工程竣工驗收報告。

3 岳西縣水土流失綜合防治實踐與成效

“十三五”期間，岳西縣開展小流域河道內(nèi)小型跌水堰和生態(tài)護岸工程建設，配套建設沿河植物帶，共對23條小流域?qū)嵤┧亮魇ЬC合治理，治理水土流失面積452.9 km2，整治深山區(qū)河道35條，修建跌水堰210座，修建生態(tài)護岸35 km，建成濱河植物帶27 000余m2，構(gòu)建河道蓄水面積52 000余m2，保護農(nóng)田910 hm2，保障灌溉農(nóng)田1 010 hm2，保護村莊37個、農(nóng)村道路125 km。

“十四五”期間，岳西縣持續(xù)在小流域河道內(nèi)開展小型跌水堰和生態(tài)護岸工程建設，同時配套沿河植物帶和景觀綠地，并及時對河道內(nèi)各項水土保持工程進行運行管護，對水土流失情況開展監(jiān)測評價，有效遏制了河床下切和岸坡崩塌，減少了山洪災害造成的損失，有效預防和控制了河道內(nèi)水土流失，提升了河道水生態(tài)景觀效果，增加了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，取得了顯著的生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益。如岳西縣楓樹河小流域河道總長7 000多m，平均坡降達28.8‰，兩岸分布有村莊、水田、旱地，河道兩岸常發(fā)生崩塌，河床下切嚴重，最大下切深度1.5 m。經(jīng)過實地調(diào)查，2021年對楓樹河小流域開展跌水堰和生態(tài)護岸綜合配置的小流域水土保持綜合治理工程，共布設跌水堰13座，其中3座跌水堰兼有灌溉功能，建設干砌石護岸1 500 m、生態(tài)框格護岸300 m及濱河綠地2處共300 多m2，沿河栽植櫻花、紅楓、桂花等2 000多株。楓樹河小流域水土保持綜合治理工程實施后有效控制了河床下切和岸坡崩塌等問題，減少了河道水土流失，同時提升了水生態(tài)景觀。再如岳西縣黃龍河小流域河道全長8 km，2021年對其實施水土保持綜合治理工程，共布設跌水堰13座，跌水堰最大高度0.8 m，堰體結(jié)構(gòu)形式為混凝土重力臺階堰，臺階側(cè)面采用了魚鱗線、拋物線、波浪線等形式，跌水堰穩(wěn)固了河床，形成連續(xù)水面，還建設干砌石護岸1 347 m，漿砌石護岸210 m，維持了岸坡穩(wěn)定，避免了新增水土流失。再如岳西縣下邊河上游段多以花崗巖、砂礫石為主，下游段地質(zhì)多以片麻巖、砂質(zhì)為主，2022年對其實施水土保持綜合治理工程，新建跌水堰4座，加固跌水堰5座，建設干砌石護岸860 m、河道灘地生態(tài)濕地1處和濱河植物景觀帶1 200多m2；跌水堰選址和護岸工程選址充分結(jié)合立地條件，減少了深基坑開挖，節(jié)省了工程投資，取得了較好的防洪效果和景觀效果。

4 結(jié)束語

岳西縣在實施小流域水土保持綜合治理工程過程中，始終堅持以預防和控制水土流失為目標，因地制宜，全面調(diào)查整條溝道的地形、地質(zhì)、水文等實際情況，綜合考慮生態(tài)修復和治理要求，滿足河道的防洪、生態(tài)、景觀、自凈、排水等功能需要，積極探索深山區(qū)河道內(nèi)建設小型跌水堰和生態(tài)護岸的防治水土流失新模式，做到科學選址、合理選型、精準設計、精細施工。經(jīng)過多年來的探索和實踐，基于河道內(nèi)建設小型跌水堰和生態(tài)護岸工程的岳西縣小流域水土保持綜合治理工程有效保護了水土資源，構(gòu)筑了水生態(tài)屏障，控制了水土流失，提升了河道的生態(tài)系統(tǒng)服務功能。這一成功經(jīng)驗在岳西縣周邊的潛山市、太湖縣得到了成功實踐，可在類似地區(qū)推廣應用，推進深山區(qū)小流域水土保持高質(zhì)量發(fā)展。

[參考文獻]

[1] 安徽省水利廳.2018年安徽省水土保持公報[R].合肥：安徽省水利廳：38.

[2] 安徽省水利廳.2021年安徽省水土保持公報[R].合肥：安徽省水利廳：46.

收稿日期： 2023-07-11

第一作者： 劉寶林（1969—），男，安徽岳西人，高級工程師，主要從事水土保持管理工作。

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（責任編輯 李佳星）