四官營子小流域治理措施設計分析

林曉靜

（遼寧省朝陽縣水務局，遼寧朝陽122000）

四官營子小流域治理措施設計分析

林曉靜

（遼寧省朝陽縣水務局，遼寧朝陽122000）

小流域綜合治理是水土保持生態建設的基礎和核心，只有通過相關的綜合治理，才能改善當地自然生態環境，提高區域防洪能力，促進區域經濟發展。本文針對四官營子小流域工程綜合治理措施進行了分析論述。

水土保持；小流域；工程布設；治理措施

1 流域概況

四官營子小流域位于遼寧省凌源市東南部，總面積30.95km2。流域形狀呈不規則矩形，東西長8.61km，南北均寬3.8km，屬土石質石灰巖低山丘陵中度侵蝕區，水土流失較為嚴重。水土流失特征主要以水力侵蝕為主，以面蝕和溝蝕為主要形式，侵蝕模數2980t/km2·a。流域現有水土流失面積1554hm2，其中：強度侵蝕面積597.4hm2，中度侵蝕面積140.2hm2，輕度侵蝕面積816.4hm2。嚴重的水土流失，造成了流域荒山禿嶺、溝壑縱橫。致使小流域的生態環境惡化，嚴重威脅著當地群眾的財產和生命安全，制約了當地經濟的發展及農民脫貧致富奔小康的步伐。

2 治理現狀

多年來，當地政府認真貫徹、執行省委、省政府為朝陽制定的“以水土保持為中心，以造林種草為重點，實行以工程措施與植物相結合，山、水、林、田、路綜合治理”的農業建設方針，開展了以小流域為單元的水土保持綜合治理，使當地的自然面貌發生了變化，植被不斷恢復，林地面積逐漸增加，生態環境得到改善，群眾生活水平進一步提高。到2007年底共治理水土流失面積758.6hm2，占原水土流失面積的32.8%，其中水保林518.9hm2，經濟林170.8hm2，退耕建果園68.9hm2。

3 工程建設規模

四官營子小流域總面積3095hm2，水土流失面積1554hm2，計劃用5年時間完成綜合治理面積1500hm2，其中修水平梯田140.2hm2，保土耕作230.2hm2，經濟林543.4hm2，生態修復586.2hm2（建圍欄5km，標志碑5個，補植293.1hm2，需苗木102.59萬株，挖栽植坑97.75萬個），修石谷坊15座，修作業路20km，共動用土石方71.78萬m3，人工29.2萬工日，機械2125臺班，共需樹苗102.59萬株，種子12754.5kg。需投資578.56萬元，其中：國家補助150萬元，地方匹配150萬元，群眾投資及投勞折款278.56萬元。

4 單項措施設計分析

4.1 水平梯田設計

在緩坡、中坡區（3°～15°）梯田一般情況下耕作區為矩形，四面或三面通路，路面寬3m。梯田田面長200～400m，以利大型機械耕作和農田灌溉。對少數地形有狀的，耕作區應順總的地勢呈扇形，區內梯田埂線亦隨之略有弧度。梯田的田面寬度由地面坡度選定，一般以8～30m為宜，最窄不要小于5m。田坎高度隨田面寬度而變化，應大于0.8m，一般不超過3m為宜。田坎側坡與修筑梯田的材料有關，一般以60°～75°為宜。田邊應有蓄水埂，埂高0.2～0.3m，頂寬0.3m，內外坡比1∶1。田面平整，里兜水，外噘嘴，留縱坡1/400至1/600。布設詳見示意圖1。

梯田計算公式：

（1）—（7）式中：

θ—原地面坡度（°）；

β—梯田田坎坡度（°）；

H—梯田田坎高度（m）；

Bx—原地面斜寬（m）；

Bm—梯田田面毛寬度（m）；

B—梯田田面寬度（m）；

b—梯田田埂占地寬度（m）；

h—田埂高度（m）；

d—田埂頂寬（m）。

圖1 水平梯田工程斷面圖

4.2 經濟林設計

（1）魚鱗坑整地。每坑平面呈半圓形，長徑1.5m，短徑0.8m，坑深0.6m，坑內取生土或石在下沿作成弧狀埂，埂寬0.4m，埂高0.2～0.6m（中部較高，兩端較低），表土回填。各坑在坡面基本上沿等高線布設，上下兩行坑口呈“品”字形錯開排列。根據設計造林的行距和株距，確定坑的行距和穴距。樹苗栽植在坑內距下沿0.2～0.3m位置。坑的兩端，開挖寬深各約0.2～0.3m、倒“八”字形的截水溝。

（2）水平槽整地。主槽長1.6m，槽寬0.6m，槽深0.6m，回土深度0.4m，槽間距0.4m，行距3.0m。附槽長1.6m，槽寬0.6m，槽深0.2m，將熟土回填，生土筑埂，攔水埂要整齊連續，起到攔水攔沙的作用，攔水埂高0.4m，埂寬0.4m，等高布設，“品”字排列。水平槽的設計防御暴雨標準采用10年一遇6h最大降雨。

栽植與撫育。山杏選用一級種子，播種造林。水平槽或魚鱗坑內種1粒山杏核，山杏播種前要清水浸泡24h，將種子播在槽或坑中，覆土2c m，輕踏，坐水種，以保證苗木成活。造林后1～2年適時進行撫育管理，槽坑內人工除草、松土，加強管理，嚴禁牲畜破壞。

4.3 生態修復工程設計

按照以自然修復為主，人為撫育為輔的原則實施生態修復。該生態修復區采用混凝土樁間隔圍欄與人工管護相結合的方法，并進行人工補植。封育年限5年，封育方法為全封。

4.3.1 圍欄及標志牌

圍欄水泥樁采用鋼筋C 20混凝土樁，規格為長18c m、寬18c m、高210c m，栽后埋深60c m，露出地面150c m。鐵絲網格：用12#鍍鋅鐵絲網成寬80c m、網眼20c m×100c m的鐵絲網，即橫絲每20c m一道，共5道，豎絲每100c m一道，規格每卷60kg，長100m。支柱之間的間隔為4m，將鐵絲網捆扎在支柱上。每個封禁班塊留2個進出口，每個進出口安裝一個混凝土樁柱鐵絲網門。在交通要道醒目處、行政區屬更迭處、路旁、進山口設立圍欄和標志牌。標志牌采用磚砌底座、混凝土結構。設圍欄5km，標志碑5個。

4.3.2 補植造林

整地。造林前一年塊狀（方形）整地，整地時間一般春、夏、秋均可，以前一年雨季之前整地較好，按設計的造林密度確定整地坑數量。整地規格：長0.4m，寬0.4m，深0.4m，回土深度0.3m，坑距1.5m，行距2.0m。將熟土回填，生土在坑下沿筑埂，埂高0.2m，埂寬0.3m，等高布設，“品”字排列。塊狀（方形）整地坑的設計防御暴雨標準采用10年一遇6h最大降雨。

栽植與撫育。刺槐選用Ⅰ級合格苗木，植苗造林。刺槐苗木規格為：地莖粗度1.0c m以上，根長18c m。每坑栽1株刺槐，刺槐植苗前注意苗木保濕、假植、防止風吹日曬。栽前清水浸泡，栽植時打泥漿，粘生根粉，深栽分層覆土踏實，做到苗木直立，根系舒展。坐水造林，栽后隨時澆水，保證苗木成活，栽植時要保護好現有植被。造林后1～2年適時進行撫育管理，坑內人工除草、松土，加強管理，嚴禁牲畜破壞。

4.4 保土耕作設計

橫坡耕作。調整順坡耕作為沿等高線進行橫坡耕種，一般5度以上的坡地壟距為60～70c m，土質粘重、透水性差的坡耕地、壟底比降為0.3%～0.5%左右，反之壟底比降定為0.2%～0.3%。

深松耕法。采用只松不翻或上翻下松加深耕層，打破犁底層的耕作法，耕種結合，創造良好的土壤結構，增加土壤入滲，降低地表徑流對土壤沖刷。

4.5 石谷坊設計

石谷坊壩址選在“口小肚大”、工程量小、庫容大的地方，下一座谷坊的頂部大致與上一座谷坊基部等高。谷坊類型為干砌階梯式石谷坊，壩高2m，頂寬1m，迎水坡1∶0.2，背水坡1∶0.8。該小流域規劃設計石谷坊15座，布置在大房身北溝。大房身村莊以上，主溝道總長1200m，水平距離1141m，高差59m。溢洪口設在壩頂中間，采用矩形寬頂堰公式計算。

根據相同類型區尖山子小流域，塘壩處集雨面積F站=1.03km2，十年一遇6h最大洪峰流量Q站= 17.8m3/s，確定小流域溝壑設計流量。

比降i=59/1200=4.9%；

溝道淤滿后比降取沙土i1=0.5%；

古坊間距L=H/i-i1=2/4.9%-0.5%=45m；

谷坊間距應取45m，考慮到經濟等因素，取谷坊間距50m。

F設=0.014km2；

據《治河造林》水利電力出版社文獻公式

Q設=（F設/F站）n×Q站；

N取0.67；

Q設=（0.014/1.03）0.67×17.8=1.0m3/s；

矩形寬頂堰公式Q=Mb h3/2；

設b=2.5m；

h=（Q/Mb）2/3=（1.0/1.55×1）2/3=0.4m；

溢洪口底寬2.5m，深0.4m。

護坦：垂直水流方向大于溢水口寬度0.4m，順水流方向大于谷坊高度0.4m。

4.6 作業路設計

通過耕地和挖方量較大的石質路段，路面寬度不窄于4.0m，其他路段不窄于6.0m，路線盡量環山布置，并通過治理工程的中心位置。路面縱向坡度不大于15°，最小路彎半徑不小于15m，路面橫向基本水平，兩側配置邊溝，并栽植路樹。路面寬400～600c m，路兩側邊溝寬60c m，深30c m，邊溝外側埂高30c m以上，埂寬30c m。

5 結語

通過對四官營子小流域的水平梯田工程措施、經濟林工程措施、生態修復工程措施和保土耕作措施及石谷坊措施的單項工程設計分析，為該流域工程建設提供了可靠的理論依據，也為工程建設奠定了堅實的前期基礎工作，同時為類似工程建設提供了參考和借鑒作用。

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［2］和繼軍，蔡強國，路炳軍，王學強.密云水庫上游石匣小流域水土流失綜合治理措施研究［J］.自然資源學報，2008（03）.

［3］何榮星.遼陽縣大牛嶺水土保持科技示范園工程分析［J］.水利規劃與設計，2014（10）：59-61.

T V 213.4

B

1672-2469（2015）05-0037-03

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.013

林曉靜（1982年—），女，工程師。