洙趙新河治理工程中水土保持措施設計

王 茜，孟 霖

（山東省淮河流域水利管理局，山東 濟南 250100）

洙趙新河流域西靠黃河，東臨南陽湖，北接梁濟運河流域，南與萬福河和東魚河搭界，干流起源于東明縣宋砦村，向東流經菏澤市東明、牡丹、鄄城、鄆城、定陶、巨野、濟寧市嘉祥、市中區8個縣（區），于劉官屯村東入南陽湖，全長145.05 km，流域面積4 206 km2。2010-08，水利部淮河水利委員會組織編制了 《淮河流域綜合規劃》（送審稿修訂），將洙趙新河列入沂沭泗水系重要支流治理規劃中，近期按照5年一遇除澇、50年一遇防洪標準進行治理。

1 項目概況

1.1 主要建設內容

1）挖河和復堤工程。根據工程規劃，洙趙新河干流治理范圍為0+000～81+676，其中，挖河范圍為38+518～81+676，總長度43.16 km；按2級堤防加超高2.0 m確定設計堤頂高程，兩岸需復堤總長度為27.43 km；堤頂防汛路按四級公路標準設計，總長82.70 km，路面寬5.0 m。為了與干流相銜接，需對部分支流進行削坡并對支流回水段復堤，削坡共長3.00 km，復堤長度9.90 km。

2）建筑物工程。干流治理建筑物127座，其中，涵洞53座，排灌站57座，生產橋17座。改建涵洞按10年一遇設計，重建排灌站按5年一遇設計，加固建筑物規模不變。

支流影響段治理建筑物7座，其中，涵洞6座，排灌站1座。

1.2 土石方及棄土（渣）量

本工程開挖土方總量為1 000.11萬m3（自然方），回填土方總量為79.02萬m3（實方），工程棄土總量915.19萬m3（自然方，其中15.16萬m3為清表土方，工程建設完成后，清表土方將作為后期綠化、復耕用土）。舊建筑物的拆除方量3.47萬m3，棄置于棄土區底部。

1.3 項目占地

本項目總占地8 701.82 hm2，其中，永久占地1 135.40 hm2，臨時占地 7 566.42 hm2。

1.4 工程投資

工程計劃總工期24個月，估算靜態總投資6.73億元，其中工程投資5.47億元。

2 水土流失特點及危害

工程區主要涉及濟寧市的市中區、嘉祥縣，菏澤市的巨野縣、鄆城縣、鄄城縣、定陶縣、牡丹區和東明縣。根據《全國水土保持區劃》（試行）的三區劃分結果，該項目區屬黃泛平原防沙農田防護區，為山東省水土流失重點治理區。項目區內水土流失面積2 168.41 km2，其中輕度侵蝕面積1 113.41 km2，中度侵蝕面積965.31 km2，強烈侵蝕面積89.69 km2。

洙趙新河流域屬黃泛沖積平原，大面積表土以粉質黏土、砂壤土及粉砂為主。由于該治理工程建設線路長、占壓面積大，施工過程中，破壞了工程區原有的地表植被及坡面穩定，形成了新增水土流失源，嚴重影響工程區環境及生態平衡。更為嚴重的是大量棄土堆放在河岸及支溝內，如不采取措施，雨量較大時將隨徑流流入或直接滑入河道，使河道淤積，抬高河床，影響河道的過流能力，對工程區及其下游地區的防洪和當地群眾的生命、財產及生存環境構成嚴重威協。 因此，該工程的棄土必須合理堆放，并采取適當的工程措施對棄土場進行有效的防護。

3 水土保持措施設計

3.1 堤防工程防治區

該區建設內容主要包括干流堤防加固、支流回水段復堤。堤防加固屬土方開挖、填筑等施工活動較為頻繁的區域，具有地表擾動強度高的特點，主要施工作業面位于堤防邊坡及堤防兩側一定范圍內。設計要點如下：

1）對洙趙新河干流兩岸27.43km的復堤及9.90km支流回水段復堤段采取撒播狗牙草和紫羊茅混合草籽進行護坡。干流堤防迎水坡為1:3，背水坡為1:2；支流堤防迎水坡1:2，背水坡1:2。

2）對新修的堤頂防汛道路兩側新修排水溝，排水溝為梯形斷面，按5年一遇設計標準設計，底寬0.8 m、深 0.8 m，邊坡 1:1，縱比降 1/1 000。

3）排水順接工程。堤頂排水溝一般與區域排水體系不相通，從而導致排水對項目區以外的沖刷和淤積。因此，排水溝與交叉的溝道、河流相接時，在排水溝的泄水口處布設一定數量的跌水和沉沙池設施，在保證排水溝與區域排水體系有效銜接的前提下，避免對項目區以外區域的沖刷。

本方案設計的排水順接工程主要是小型沉沙池，起到沉淀排水中攜帶的泥沙和消力的作用。由于本項目排水溝末端大部分直接進入農田，沉沙池設計中按粒徑≥0.4 mm的粗顆粒泥沙進行沉積計算。該工程沉沙池設計平面結構為矩形結構，寬1.6 m，長2.6 m，深1.0 m，壁厚0.30 m，漿砌塊石結構。沉沙池進水口頂高與排水溝泄水口底高程持平，出水口底高程與區域排水系統底高持平，使路面排水平穩過渡到區域排水系統。

4）堤防管理范圍。根據主體工程設計，在復堤段堤防外側考慮了5 m的保護范圍，考慮到棄土區占用大部分管理范圍等因素，在無棄土的堤防管理范圍內采取喬、灌、草綠化；喬木選擇速生楊和速生柳，隔行混交，行間距 3.0 m×2.0 m，高約 2.5～3.0 m；草籽選用狗牙根和紫羊茅混合草籽。

在城鎮居民密集段，根據房屋道路布設情況，建造綠地花園，綠地點綴觀賞性強的綠化灌木；途經耕地段考慮農業生產環境的要求布設護堤林，距堤防2.0 m栽植雙行喬木，行距為1.5 m，裸地全面種草。

3.2 棄土區防治區

該區新增的水土保持工程措施主要為土地整治、坡面排水、攔擋等措施，植物措施為斜坡撒草籽綠化。設計要點如下：

3.2.1 工程措施

1）土地整治。棄土區坡面在采取植物措施之前須采取土地整治措施，剔除碎石雜物，使土體達到可種植狀態，整治深度為40～80 cm，整治面積24.05 hm2。

2）坡面排水。為及時排除棄土區頂面和坡面降雨徑流，需設置橫向和縱向排水溝。首先在棄土區坡腳處沿河道方向開挖一條縱向排水溝，并與當地排灌系統相連接。根據當地水文資料，該地區10年一遇最大24 h暴雨值為61 mm，Pa為50 mm，利用P+Pa～R關系曲線，查R為54 mm；m取0.031。利用湖西地區排水模數公式確定排水溝的流量。經分析計算，日排水流量Q日為0.18 m3/s。根據該設計流量，利用明渠均勻流公式分別對棄土區坡腳及斜坡處的排水溝進行斷面設計。經計算，坡腳排水溝斷面為矩形，底寬為0.5 m，溝深為0.5 m。

另外，在棄土區斜坡上沿河道方向每隔100 m修建一條橫向排水溝，排水溝設計斷面形式為矩形，底寬取0.3 m，溝深為0.3 m，并與棄土區頂部邊埂處排水溝相連接。

3）攔擋工程。棄土前沿棄土場周邊設置土質攔擋土埂。土埂頂寬0.8 m，高0.5 m，兩側邊坡比1:1。經估算，土埂長約30 km，填筑土方19 500 m3。

3.2.2 植物措施

根據施工組織設計，本次棄土區占地全部為臨時占地，棄土區總長86.32 km、高度為2.5 m，邊坡1:3。坡度較緩，采用撒播草籽的植物防治措施。草種選取狗牙根和紫羊茅，狗牙根和紫羊茅屬禾本科種，草皮堅實，耐踐踏，保持水土功能強，防護效果好。

4 結語

洙趙新河治理工程的實施，將使該流域的防洪標準達到50年一遇，除澇標準達到5年一遇，為該地區經濟社會的可持續發展創造了有利條件。通過以上水土保持防治措施的實施，可以有效控制產生水土流失的各種因素，使工程更好地發揮應有的作用。