侯秀明

（合陽(yáng)縣水土保持和移民工作中心，陜西 渭南 715300）

由于河床下切、河勢(shì)變化、渠道淤積、灌溉工程不配套等因素影響，合陽(yáng)引黃涵閘引水困難，需進(jìn)行引水閘改造建設(shè)，這就需對(duì)引水閘建設(shè)中的水土保持措施進(jìn)行分析。

1 概況

合陽(yáng)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，多年平均年降水量534.6 mm[1]，降水量年內(nèi)分配不均，以7—9 月最多，約占全年的58%，1 月最少，7—10 月為汛期，12 月至次年2 月為凌汛期。項(xiàng)目區(qū)沿線大部分地區(qū)主要為潮土類土壤，伴隨有鹽土、褐土和棕壤分布，其中主河道大堤內(nèi)側(cè)一般為鹽潮土，大堤兩側(cè)多為淤黏土和兩合土。工程建設(shè)內(nèi)容包括涵閘工程上游連接段、閘前鋪蓋段、閘室段、涵洞段、消能防沖段、下游連接段等，圍堰為臨時(shí)建筑物。

2 水土流失現(xiàn)狀

項(xiàng)目區(qū)位于黃河沖積平原區(qū)，區(qū)域地形平坦，土壤侵蝕強(qiáng)度為輕度到微度，水土流失主要發(fā)生在汛期，占全年流失量的80%以上。

近年來，黃河灘區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目日益增多，項(xiàng)目建設(shè)造成的水土流失急劇增加。此外，灘區(qū)開發(fā)旅游人為活動(dòng)頻繁以及灘區(qū)耕地耕作措施不合理等，經(jīng)常造成一些面蝕引發(fā)水土流失；黃河在汛期行洪時(shí)側(cè)岸侵蝕強(qiáng)烈，往往產(chǎn)生岸坡崩塌重力侵蝕，造成泥沙沖入河道淤積河床。根據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（SL 190-2007），項(xiàng)目區(qū)屬北方土石山區(qū)，土壤容許流失量為200 t/（km2·a）[2]。本次改建工程涉及區(qū)域由于地質(zhì)地貌、氣候水文、土壤植被等自然條件影響，水力侵蝕為主要土壤侵蝕類型，其次是風(fēng)力侵蝕和重力侵蝕[3]。

項(xiàng)目區(qū)地形平坦，土壤肥沃，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得天獨(dú)厚，是主要的農(nóng)、副業(yè)生產(chǎn)基地。項(xiàng)目區(qū)的水土保持主要以人工植被栽培為主體，主要表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)植被和林業(yè)植被。項(xiàng)目區(qū)大面積的植被覆蓋不僅降低了灘區(qū)的風(fēng)速和土壤沙化速度，而且能夠調(diào)節(jié)地表徑流，固結(jié)土體。目前，黃河合陽(yáng)段堤防堤肩楊柳夾道、堤坡綠草如蔭，加上大堤兩側(cè)的生態(tài)防護(hù)林擋風(fēng)防沙，已經(jīng)成為一道防洪保障線、搶險(xiǎn)交通線和生態(tài)景觀線。

3 防治措施總體布局

水土流失綜合防治措施體系是一個(gè)綜合防治體系，緊緊圍繞“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點(diǎn)、科學(xué)管理、注重效益”的方針而制定[4]。防治措施總體上按“點(diǎn)、線、面”相結(jié)合的方式進(jìn)行布局，即以工程水土流失重點(diǎn)防治部位為點(diǎn)，以交通道路為線，以主體工程區(qū)、土料場(chǎng)區(qū)、棄土場(chǎng)區(qū)、臨時(shí)堆料場(chǎng)區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)為面，全面、合理、系統(tǒng)地布設(shè)水土流失綜合防治措施體系，達(dá)到有效防治水土流失的目的。

主體工程設(shè)計(jì)中與水土保持相關(guān)的措施較多，包括表土清理、開挖邊坡防護(hù)、排水設(shè)施興建等措施，具有很好的水土保持功能。為避免防護(hù)措施重復(fù)建設(shè)，水土流失綜合防治措施體系的設(shè)立擬在原有主體工程防護(hù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)水土保持工程設(shè)計(jì)原則，進(jìn)行水土保持工程的措施布局，以形成完整的水土保持防護(hù)體系。

3.1 主體工程區(qū)

主體工程設(shè)計(jì)有漿砌石排水溝、漿砌石護(hù)坡、混凝土塊護(hù)坡、植草護(hù)坡等水土保持措施，具有很好的水土保持功能，但部分植草護(hù)坡標(biāo)準(zhǔn)較低，需補(bǔ)充設(shè)計(jì)。

水土保持設(shè)施布設(shè)如下：針對(duì)主體工程設(shè)計(jì)及施工特點(diǎn)，施工中對(duì)開挖后裸露的土邊坡鋪設(shè)防塵網(wǎng)進(jìn)行苫蓋；施工結(jié)束后，對(duì)工程永久占地范圍內(nèi)的土體裸露區(qū)域進(jìn)行土地整治、喬灌草綠化，對(duì)坡面進(jìn)行草皮護(hù)坡，對(duì)管護(hù)區(qū)及涵閘填土覆蓋區(qū)、涵閘硬化平臺(tái)進(jìn)行植被綠化恢復(fù)。同時(shí)，工程土石方施工時(shí)采用灑水降塵措施，土石方運(yùn)輸時(shí)采用封閉運(yùn)輸方式。

3.2 臨時(shí)堆料場(chǎng)區(qū)

該區(qū)用于堆放涵閘拆除、開挖時(shí)可回填利用的土方，以及可用于邊坡防護(hù)、擋土墻砌筑的舊石。該區(qū)為堤頂區(qū)域，多有林草綠化，堆放前，主體施工進(jìn)行了清理作業(yè)。由于該區(qū)堆放的物料以開挖的土方為主，對(duì)土壤成分等影響不大，水土保持設(shè)計(jì)時(shí)不考慮表土清理保護(hù)。

水土保持設(shè)施布設(shè)如下：施工前，修建臨時(shí)攔擋措施，進(jìn)行防塵網(wǎng)苫蓋，四周修建排水溝。施工結(jié)束后，對(duì)占地區(qū)進(jìn)行土地整治，恢復(fù)擋土埂和混凝土排水溝，恢復(fù)林草措施。同時(shí)，施工單位在建設(shè)過程中文明施工，經(jīng)常灑水降塵，并封閉作業(yè)。

3.3 棄土場(chǎng)區(qū)

本工程棄土棄渣采取分開堆棄的方式。棄渣主要為拆除的混凝土和無法利用的舊石，該部分直接堆棄到附近城市垃圾場(chǎng)。棄土主要為主體工程清基土、圍堰拆除土方以及不能利用的土方，棄土腐質(zhì)性較好。

水土保持設(shè)施布設(shè)如下：施工中，施工單位做好灑水降塵工作。施工結(jié)束后，進(jìn)行土地整治，修建排水措施和擋水土埂，實(shí)施喬灌草綠化措施及邊坡草皮護(hù)坡措施。

3.4 土料場(chǎng)區(qū)

本工程所設(shè)料場(chǎng)全部為土料場(chǎng)，包括壤土料場(chǎng)和黏土料場(chǎng)，占地類型為耕地。

根據(jù)施工專業(yè)和征地移民專業(yè)設(shè)計(jì)，土料場(chǎng)在施工前進(jìn)行表土剝離，施工結(jié)束后進(jìn)行復(fù)耕。水土保持專業(yè)補(bǔ)充施工中增設(shè)表土堆放區(qū)的臨時(shí)攔擋和苫蓋措施。

3.5 交通道路區(qū)

工程施工道路全部為臨時(shí)施工道路。施工道路路面采用碎石路面。道路運(yùn)行期，由于施工車輛較多，建設(shè)單位要經(jīng)常灑水降塵。主體工程建成后，臨時(shí)道路不再使用，施工單位應(yīng)將碎石進(jìn)行清理。對(duì)于使用現(xiàn)有道路進(jìn)行擴(kuò)建的道路，施工結(jié)束后可直接交由地方使用。

水土保持設(shè)施布設(shè)如下：施工前，對(duì)征地范圍的耕地進(jìn)行表土剝離，并將表土運(yùn)至土料場(chǎng)的臨時(shí)堆土區(qū)。施工中，修建臨時(shí)排水溝，對(duì)于擴(kuò)建道路的部分修建永久排水溝。施工結(jié)束后，進(jìn)行土地整治，恢復(fù)植被措施。同時(shí)，施工期要經(jīng)常灑水、降塵，以防止揚(yáng)塵，保護(hù)環(huán)境。

4 水土保持措施分析與評(píng)價(jià)

4.1 工程措施

項(xiàng)目區(qū)河道整治工程包括險(xiǎn)工、控導(dǎo)工程、護(hù)堤、護(hù)岸和護(hù)灘工程。險(xiǎn)工和控導(dǎo)工程是指根據(jù)規(guī)劃治導(dǎo)線修建的河道整治工程，壩體工程施工主要為拋石護(hù)土。

4.1.1 拋石護(hù)土

項(xiàng)目區(qū)河段易被洪水沖刷造成水土流失，尤其是丁壩附近，除受重力、浮力影響外，還受水流沖擊的影響，其堤基沉降過程和沉降軌跡比較復(fù)雜。為了護(hù)堤保土，采用散拋單塊石重不小于30 kg 的方式，進(jìn)行護(hù)堤。施工中，要結(jié)合實(shí)際來水條件，確定塊石拋投入水點(diǎn)。以機(jī)動(dòng)翻斗車或10 t自卸汽車運(yùn)輸塊石至施工區(qū)沿線，局部采用手推車輔助運(yùn)至工作面，從下向上分層分段拋填。為保持壩頭的美觀，表面選用較大石塊采用亂石排整方式進(jìn)行排砌，確保接觸嚴(yán)密、表面平整。

拋投格柵土枕時(shí)，用格柵籠將土枕包住拋投水中。通過近些年的實(shí)際應(yīng)用，利用格柵土枕加固的壩垛抗水流沖刷能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，水下基本強(qiáng)度不衰減，也未出現(xiàn)老化痕跡。格柵內(nèi)土枕袋采用高強(qiáng)度編織袋。單袋體積不小于1.0 m3，即長(zhǎng)×寬×高不小于1.0 m×1.0 m×1.0 m，袋內(nèi)填充土料，格柵采用聚丙烯雙向土工格柵，網(wǎng)目尺寸為40 mm×40 mm。格柵土枕施工時(shí)采用挖掘機(jī)填土裝袋，人工封口，外包格柵，土枕和格柵用HDPE 材料繩綁扎固定，綁扎完成后，用挖掘機(jī)或推土機(jī)拋投。

4.1.2 護(hù)堤腳施工

護(hù)堤腳施工時(shí)，先在灘地挖2 m 深坑槽，底寬5 m，內(nèi)坡1∶1.2，外坡1∶1.5，采用1 m3反鏟液壓挖掘機(jī)挖槽，坑槽內(nèi)拋投混凝土四腳體（占3/4）或鍍鋅石籠網(wǎng)兜（占3/4）與散拋石（占1/4）進(jìn)行護(hù)腳。

4.1.3 護(hù)坡施工

（1）鍍鋅格賓網(wǎng)墊。為了減小護(hù)坡水土流失，采用鍍鋅格賓網(wǎng)墊進(jìn)行護(hù)坡。鍍鋅格賓網(wǎng)墊采用人工裝籠，生產(chǎn)廠家先將格賓護(hù)墊制作成半成品，然后折疊包裝成捆運(yùn)輸?shù)绞┕すさ兀诳拷惭b位置的平整場(chǎng)地上打開，將組裝好的格賓網(wǎng)網(wǎng)箱按設(shè)計(jì)的平面位置、高程安裝在壩體邊坡上。填充石料必須是堅(jiān)固密實(shí)、耐風(fēng)化的石料，經(jīng)研究確定采用粒徑級(jí)配好的塊石，單塊重不小于25 kg[5]。以機(jī)動(dòng)翻斗車或15 t 自卸汽車將石料運(yùn)輸至施工一線，人工將面層石料鋪砌平整后，進(jìn)入封蓋施工工序。蓋網(wǎng)片和框線與護(hù)墊組邊框線間每間隔25 cm綁扎1道，同時(shí)將所有邊（框）線綁扎在一起。

（2）格賓石籠網(wǎng)箱。為了減小護(hù)坡水土流失，部分護(hù)坡段采用格賓石籠網(wǎng)箱。網(wǎng)箱采用鋅-5%鋁-稀土合金鍍層的低碳鋼絲加工而成，網(wǎng)目尺寸為80 mm×100 mm，長(zhǎng)×寬×高為2.0 m×1.0 m×0.5 m，采用雙隔板結(jié)構(gòu)，箱內(nèi)隔板間距1.0 m。填充材料選用質(zhì)地堅(jiān)硬、軟化系數(shù)大于0.75、比重大于2.65 t/m3的塊石。塊石最小粒徑大于12 cm，最大粒徑一般不超過40 cm。塊石填充空隙率小于0.3。格賓石籠網(wǎng)箱施工時(shí)，由15 t 自卸汽車將塊石填充料和低碳鋼絲網(wǎng)箱運(yùn)輸至施工區(qū)，局部采用手推車輔助運(yùn)至工作面，以1 m3挖掘機(jī)裝石、人工封口，人工輔以簡(jiǎn)單器具施工。

4.1.4 漿砌石擋墻

為了減小水土流失，工程設(shè)計(jì)有M7.5 漿砌石擋墻、M7.5 漿砌石護(hù)坡、混凝土塊護(hù)坡、植草護(hù)坡、漿砌石排水溝，并對(duì)施工生產(chǎn)生活區(qū)地面進(jìn)行了硬化。

擋土墻頂高程91.50 m，底板高程80.40 m，高11.10 m。鋪蓋上游引渠，兩側(cè)擋墻均為直立擋墻，鋪蓋段長(zhǎng)13.00 m，由8.00 m的平直段接半徑4.50 m的圓弧，再接3.00 m 長(zhǎng)的平直段與上游貼坡連接。平直段采用U 形槽設(shè)計(jì)，邊墻頂寬0.5 m，背坡采用1∶0.2 的邊坡，底板厚1.50 m；圓弧及連接段采用懸臂擋土墻型式。進(jìn)口混凝土擋墻、閘室段基底采用高壓旋噴樁，樁徑0.5 m，長(zhǎng)10 m，間排距1.5 m，矩形布置。樁頂設(shè)0.2 m厚水泥土墊層。涵洞段基底采用水泥土攪拌樁，樁徑0.6 m，長(zhǎng)10 m，間排距1.5 m，矩形布置。為防止③壤土層液化，進(jìn)口混凝土擋墻、閘室、涵洞段基底采用水泥土連續(xù)墻圍封。墻深15 m，沿?fù)鯄秃l外輪廓在永久縫下布置，共完成擋水土埂1 383 m3、排水溝開挖土方5 911 m3、砌混凝土板2 692 m3，這些措施均有水土保持作用。

4.2 植物措施

植物措施主要是對(duì)堤防和邊坡進(jìn)行綠化，以涵養(yǎng)水土、保護(hù)堤防。

（1）對(duì)堤防邊坡進(jìn)行綠化。堤防恢復(fù)后，為防止新修堤防邊坡被雨水沖刷，進(jìn)行植草防護(hù)，草種為耐旱型葛芭草，墩距0.2 m，呈梅花形布置。

（2）對(duì)回填區(qū)、工程管理區(qū)等非硬化區(qū)域，進(jìn)行喬、灌、草綠化。在工程管理區(qū)，對(duì)開挖邊坡設(shè)計(jì)了框格植草。對(duì)回填區(qū)，根據(jù)工程現(xiàn)狀，種植花卉和綠化樹木，喬木采用雪松、大葉女貞、垂柳、側(cè)柏、石楠球等混栽方式，株、行距為2 m×3 m；灌木為花卉類樹木，株、行距為1 m×1 m。對(duì)功能區(qū)或地勢(shì)轉(zhuǎn)變的交接處，采用綠籬進(jìn)行分割，綠籬設(shè)計(jì)規(guī)格為高60 cm×寬55 cm，苗木為石楠或小檗，二者亦可分段栽植，草種采用三葉草等。

（3）種植行道林，對(duì)大堤進(jìn)行綠化。根據(jù)黃委堤防建設(shè)的有關(guān)規(guī)定，大堤上種植行道林，種植標(biāo)準(zhǔn)如下：新堤堤頂兩側(cè)各植1 行，株距2 m。淤區(qū)頂部種植適生林，按照種植用材林、經(jīng)濟(jì)林和苗圃相結(jié)合的原則進(jìn)行，適生林株、行距為2 m×3 m。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，共種植綠化樹木56 853 棵、花卉347 975 棵、綠籬延米4 661 m，種草51.0 4 hm2，草皮護(hù)坡64 064 m2。

4.3 臨時(shí)措施

對(duì)堆土進(jìn)行攔擋，擋土袋高1.0 m、寬0.8 m，堆土表面進(jìn)行防塵網(wǎng)覆蓋，周邊設(shè)臨時(shí)土排水溝。臨時(shí)排水溝坡比1∶1，縱向比降1‰，粗糙系數(shù)0.05，斷面尺寸按流量1.826 m3/s設(shè)計(jì)。施工結(jié)束后，對(duì)占地區(qū)進(jìn)行土地整治，修復(fù)淤區(qū)擋水土埂、完善混凝土排水溝，采用栽植旱柳、法桐、泡桐（株行距為2 m×3 m）、林間撒播紫花苜蓿等進(jìn)行植被恢復(fù)。土料場(chǎng)全部為河灘地，土料開采前主體設(shè)計(jì)首先進(jìn)行表土剝離，施工結(jié)束后及時(shí)將表土回覆并復(fù)耕。

5 結(jié)語

通過分析，工程建設(shè)防治分為工程區(qū)、臨時(shí)堆料場(chǎng)區(qū)、棄土場(chǎng)區(qū)、土料場(chǎng)區(qū)、交通道路區(qū)5個(gè)防治區(qū)。按照不同布局，采用工程措施、植物措施和臨時(shí)措施等多種形式進(jìn)行水土保持防護(hù)，可有效減少水土流失，其防護(hù)方案和防護(hù)工程設(shè)計(jì)均能滿足水土保持要求，可供同類項(xiàng)目進(jìn)行參考。