河北省侵蝕劣地美化治理技術

馬洪飛，周健

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津 300250）

河北省侵蝕劣地美化治理技術

馬洪飛，周健

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津 300250）

以河北省山區縣侵蝕劣地美化治理為試點，應用遙感技術研究山區侵蝕劣地的成因、分布規律和美化治理格局，依據水利學、土壤侵蝕原理設計應用了防滲淤地壩建設技術、移動式設備引洪淤灌技術、徑流調控等技術，形成一個完善的山區徑流調控利用體系，生態環境得到明顯改善，推動了山區特色產業發展。

侵蝕劣地；防滲淤地壩；引洪淤灌；徑流調控

因侵蝕造成貧瘠化而難以利用的土地即為侵蝕劣地（erosion badland）。河北省侵蝕劣地主要分布在太行山、燕山、冀西北中度以上侵蝕區，面積2.92萬km2，占侵蝕面積46.13%，而侵蝕量卻占66.91%。本研究以水土保持學、水土保持徑流調控理論［1］為指導，歷時7年，開展山區縣侵蝕劣地美化治理試點工作；應用遙感技術研究山區侵蝕劣地的成因、分布規律和美化治理格局，依據水利學、土壤侵蝕原理設計應用了防滲淤地壩建設技術、移動式設備引洪淤灌技術、徑流調控等技術，形成一個完善的山區徑流調控利用體系，生態環境得到明顯改善。

1 溝道防滲淤地壩建設技術

1.1 瀝青防滲墻淤地壩

在溝道里為了攔泥、淤地所筑壩，稱為淤地壩。在黃土丘陵區，淤地壩是當地治理水土流失的措施之一［2］。在永定河上游重點治理中，共建了淤地壩100座，對全部淤地壩進行調查，以壩型、內外坡比、高度、淤地效果等6項內容為評價指標，從中兩次優選出3種壩型作為參考。

根據壩型優選的結果，采用漿砌石與土壩相結合的“混合壩型”［3］，其中漿砌石防治墻外坡比0.14，內坡比0.41，瀝青防滲層厚度0.3～0.4cm，其投資與相同尺寸的漿砌石淤地壩相比節省了25%；與相同尺寸的土質淤地壩相比，工期縮短10d，節省投資30%。

1.2 聚氯乙烯塑料薄膜防滲淤地壩

聚氯乙烯塑料薄膜防滲淤地壩需在上游邊坡鋪設厚0.06mm完整的塑料薄膜，用一般的土料埋置和鎮壓技術進行施工和定形。施工中邊坡的軟土和有機質必須清除，回填適合的土料。中部薄膜的坡比是3∶1。考慮水位降低后，由于覆土材料的重力在薄膜中造成的下坡拉力，為減小因邊坡下移和覆蓋層長期蠕動造成薄膜撕裂的可能性，薄膜中間需要粘接，相鄰2塊薄膜搭接長度不小于15cm，現場接縫要求完整，并刷寬5cm的黏合劑［3］。其投資與相同尺寸的漿砌石淤地壩相比，節省投資35%；與相同尺寸的土質淤地壩相比，防滲效果顯著提高，增加了經濟效益。

防滲效果試驗是在現場模擬的，上游邊坡坡比、塑料薄膜坡比同上，每天滲漏損失0.0022m3/m2濕周，滲漏很小。壩內存水可供灌溉之用。

瀝青防滲墻混合淤地壩和聚氯乙烯塑料薄膜防滲淤地壩，這兩種壩型相對較輕；既具備防滲蓄水功能又滿足了淤地的要求，既減輕了壩體的重量，又降低了筑壩造價，提高了安全性能，縮短了建設工期。

2 移動式設備引洪淤灌技術

2.1 管道輸洪法

在淤灌的河灘地上整理出寬20～30m的河道，并在洪水主流集中處定點，以確定洪水進口位置；在一側埋設固定進水管吊樁，吊樁上部安置一固定滑輪，用鋼絲繩拉吊進水口，為了河道內進水管固定吊樁的穩固，可在對岸埋設拉線［4］。固定樁的埋設：在河道確定的位置處打孔，直徑在40cm，深1m以上。然后，在孔的中間設置鋼管，鋼管直徑以能夠穿入固定樁為宜，然后在鋼管四周用混凝土澆筑。

進水管要用金屬管，直徑大于輸水管的直徑，以此來增加自重和堅固性。進水管要設置金屬攔網，防止洪水中的雜物淤塞，并且還應在進水口上部1m處以上設置攔雜質柵欄。為了防止河道中段的輸水管被洪水沖壓，在河兩岸可設置兩組以上基線樁，將輸水管吊至河床以上5～10cm。

2.2 拋濺輸洪法

利用洪水沖力與動力阻力所產生的磨擦而使水產生向兩側濺射的作用，將濺射時高出河岸壩高的水，落至地面時集中排向所需用地塊，使其達到引洪目的。

主要設備有吊車、電動機、磨擦輪、扇形集水箱、輸水管等。適用于河道洪水較集中，靠近所要淤灌地塊，岸邊高于河床1～2m。施工方法是將塔架或吊車置于河岸使吊繩或吊臂伸向河道適當位置。為防止水濺至塔架或吊車上，將吊臂斜向伸至河道；吊臂處一側安置電動機和磨擦輪，用防水線路接至電機上，在河岸設置電源開關，電動機的轉動方向要與河水流向相反。

河岸塔架或吊車根據實際產生的擦濺水量和電動機負荷能力調整高度［4］。

3 徑流調控技術

3.1 水平溝截分流

水平溝在山坡上是沿等高線排列的，距離30～ 100m，稀而等距。水平溝設計分為單一水平溝設計；魚鱗坑、水平溝結合設計，前者需要單獨設計，后者可根據經驗來確定間距。

3.2 截流竹節溝

坡面截流竹節溝的規格因地制宜，一般溝深0.5m，溝底寬0.2～0.3m，溝長2m，溝間距15～30m，沿等高線排列，可充分攔蓄。竹節溝可與水土保持林相結合，在溝外側種樹，溝內攔蓄徑流以供樹木根系使用［5］。

3.3 溝頭圍埝

溝頭圍埝是在溝頭或坡面布設的分流攔截工程，分散和排走坡面徑流，防止發生溯源侵蝕。溝頭圍埝是張家口市特有的水土保持措施，可以攔截和留蓄溝頭的徑流。又分為雙層和單層溝頭圍埝。

設計時選取埝高0.6～0.8m，坡比2∶1，第1道埝距溝頭3m以上，第2道埝距第1道埝5m，距離不能太近。排水溝能排除多余徑流即可，沒有必要設計太深。

3.4 引洪漫灘工程

利用溝道或較寬的順直河床，用淤泥或河卵石筑成土埂，圍住將要漫灘的土地，在近水一頭開引洪口，另一頭留退水口，圍埂高度1.0～2.0m，埂頂寬0.5～ 1.0m，邊坡1∶1～1∶1.5。隨著灘地淤高，沿引洪口向上游修筑導游堤，就可繼續漫淤。

引洪漫灘要注意3個問題：①給溝道留出合適的水路；②防止造成新的沖刷；③既要避免引洪漫灘，又要避免河岸遭受沖淘的現象發生。

3.5 坡耕地徑流聚散工程

水平梯田田面寬度一般在5m以上，地埂高0.3～ 0.5m。可根據不同地形，修筑不同寬度的梯田，以田面較寬、便于耕作為好。在太行山區，水平梯田可設內側排水溝，排除多余的徑流。在梯田中挖許多聚流坑，規格為2m×2m、1m×2m，將徑流聚集到坑內。

3.6 其他截流分流貯流工程

包括崩塌區截流工程、泥石流截流分流工程、荒坡地徑流聚散工程、村莊道路聚散工程、溝道貯用工程等。

4 應用與效益

從2006年以來，山區侵蝕劣地美化治理與社會主義新農村建設活動相結合，農民開發治理的積極性空前高漲。據統計，截止到2012年年底，已累計完成侵蝕劣地美化治理面積1550km2，涉及示范區小流域70條。主要治理措施：水平梯田6.0km2，溝壩地1.5km2，營造水土保持林600km2，經濟林390km2，薪炭林90km2，人工種草3km2，封禁治理459.5 km2，小魚鱗坑8280萬個，大魚鱗坑2340萬個，雙層圍埝7.5km，水平溝39km，護壩26km，谷坊1800多座，攔沙壩60座，塑料薄膜防滲淤地壩2座，防滲墻淤地壩1座。景觀環境、旅游環境和生態環境明顯改善，植物覆蓋度提高20%～40%，涌現出涉縣四合流域、邢臺縣折戶溝、靈壽縣北莊、行唐縣廟嶺溝、曲陽縣北臺、滿城龍居村、蔚縣雙井山和黑山、崇禮三六南和東溝、尚義常青河和永勝地、涿鹿西山坡和焦家梁、懷來天龍山和辛川、宣化龍洋河、懷安第六屯和中所堡、萬全縣上保寺、陽原一吐泉、宣化區三北溝、下花園區龍池溝、赤城頭道川和雙山寨、沽源紅旗灘和榛子溝、豐寧新嶺和胡麻營、灤平土城和五道營、興隆苗爾洞、遵化劉備寨、圍場艾林河等一大批治理典型。

美化治理區優化了農村產業結構，提高了土地生產率，形成了以示范區為中心的6大支柱產業：①杏產品產銷產業；②葡萄產銷產業；③紅棗供銷產業；④蔬菜產銷一條龍產業；⑤蘋果供銷產業；⑥奶牛及飼草產業。農民受教育程度大大提高，人均收入增加40%以上。

5 結語

（1）徑流調控體系的組成，本著有截分、利于調節和合理利用的原則，把徑流資源通過截流、聚集、貯用等設施，分散攔蓄，綜合利用。

（2）著眼于國內市場需求，圍繞山區農業結構調整，農民增收致富和生態環境建設，以山區開發的集約化、產業化為目標，推動了山區特色產業，綠色產業發展，并形成了當地經濟發展的支柱產業。

［1］郭廷輔，段巧甫.水土保持徑流調控理論與實踐［M］.北京：中國水利水電出版社，2004.

［2］河北省水利廳.河北省水土保持總體規劃［R］.1999.

［3］河北省水利廳.談移動式設備引洪淤灌技術對洪水資源的開發利用［A］.河北省第六次水土保持生態環境建設學術研討會論文匯編［C］.2004.

［4］河北省水土保持工作總站.河北省水土保持大示范區建設技術研究［R］.2006.

［5］馬洪飛，周健，溫美軍.白堊紀惡劣地形區水土保持綜合治理技術［A］.水利可持續發展與科技創新［C］.2011（12）：159-160.

Beautification and Management Technology in Hebei Eroded Inferior Lands

MA Hong-fei，ZHOU Jian
（Hebei Research Institute of Investigation&Design of Water Conservancy&Hydropower,Tianjin 300250，China）

The beautification and management of Hebei mountain eroded inferior lands as the pilot,the remote sensing technology is applied to research the cause、regularities of distribution and pattern of beautification and management of the mountain eroded inferior lands.Designing and applying the technologies of anti-seepage warping dam construction、flood diversion by mobile unit for irrigation and warping、runoff regulation according the hydraulics and soil erosion theory, forming a perfect montanic runoff regulation and utilization system,the ecological environment is improved obviously and promoting the development of mantanic characteristic industry.

eroded inferior lands;anti-seepage warping dam;flood diversion for irrigation and warping;runoff regulation

X14

A

1672-9900（2013）02-0021-03

2012-11-20

馬洪飛（1983-），女（漢族），河北石家莊人，工程師，主要從事水利和水土保持工程設計，（Tel）13920355770。