濟(jì)南市土屋峪小流域水土保持生態(tài)治理工程分析

張 瑋

(濟(jì)南市臥虎山水庫(kù)管理處， 山東 濟(jì)南 250115)

濟(jì)南市土屋峪小流域水土保持生態(tài)治理工程分析

張 瑋

(濟(jì)南市臥虎山水庫(kù)管理處， 山東 濟(jì)南 250115)

小流域治理是生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要組成部分，既有利于水利資源和環(huán)境保護(hù)體系，又有利于土壤和耕作保護(hù)體系，進(jìn)而促進(jìn)生態(tài)環(huán)境向良性循環(huán)轉(zhuǎn)化。本文以濟(jì)南市土屋峪小流域水土保持生態(tài)治理工程為實(shí)例，介紹了項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀、總體規(guī)劃和具體治理措施，包括梯田工程、人工林、堰壩工程等設(shè)計(jì)及施工技術(shù)，可為以后類似治理工程提供必要的技術(shù)參考。

濟(jì)南市； 土屋峪； 小流域； 水土保持

濟(jì)南市是水利部確定的全國(guó)第一個(gè)水生態(tài)文明城市建設(shè)試點(diǎn)城市。為全面提升濟(jì)南市南部山區(qū)水土保持綜合治理水平，更好地促進(jìn)濟(jì)南水生態(tài)文明城市建設(shè)，濟(jì)南市水利局按照市政府提出的建設(shè)生態(tài)文明“保基本、打基礎(chǔ)、出亮點(diǎn)”的總體要求，在對(duì)南部山區(qū)全面調(diào)研的基礎(chǔ)上，擇優(yōu)選取市中區(qū)土屋峪小流域開(kāi)展水土保持生態(tài)建設(shè)示范工程。

1 工程概況

土屋峪小流域位于濟(jì)南市市中區(qū)，總面積約6.44km2。該流域地勢(shì)南高北低，高程為75～460m，屬低山丘陵區(qū)。項(xiàng)目區(qū)南部支溝縱橫，比降大，干溝平均比降約3.23%，主要支溝平均比降為5%左右。區(qū)內(nèi)坡度小于5°的面積約區(qū)域占總面積的37.2%；5°～15°面積約占33.3%；15°～25°的面積約占23.7%。項(xiàng)目區(qū)北部地表相對(duì)平坦，地面坡度較小，坡長(zhǎng)較短；南部山高坡陡，易發(fā)生水土流失。

2 項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀

土屋峪小流域?qū)亵斨心纤亮魇лp—中度侵蝕區(qū)，主要表現(xiàn)為水力侵蝕。在水力侵蝕中，主要以面蝕、點(diǎn)蝕為主，其次是溝蝕。面蝕主要分布在流域內(nèi)的各類型坡面；溝蝕主要分布在荒山荒丘、溝道或土質(zhì)疏松的荒灘處。該流域水土流失大致情況見(jiàn)表1。

表1 土屋峪小流域水土流失情況

3 工程整體布局及治理措施分析

土屋峪小流域水土保持生態(tài)治理工程以區(qū)內(nèi)兩條水系作為軸線，上游布設(shè)水土保持林草以及蓄水?dāng)r沙工程；中部做到層層設(shè)防，節(jié)節(jié)攔蓄；兩側(cè)整修梯田，完善灌排蓄體系；下游出口開(kāi)展村居環(huán)境整治，入河前建設(shè)小型濕地作為生態(tài)前置庫(kù)，凈化水體。主要工程治理措施包括梯田工程、人工林、堰壩工程。

3.1 梯田工程治理技術(shù)

梯田工程是該項(xiàng)目區(qū)生態(tài)體系的重要組成部分，整修梯田工程包括整修堰坎、新建內(nèi)排水、沉沙池等工程，本項(xiàng)目整修梯田共32.68hm2。設(shè)計(jì)原則為“大彎就勢(shì)，小彎取直”，保持田面平整，以有利于耕作。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇6h最大暴雨，攔截徑流80%以上，攔砂90%以上[1]。

3.1.1 堰坎設(shè)計(jì)分析

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)有梯田堰坎現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)石坎堰為梯形斷面，坎背土面為直立豎墻，臨土面為1∶0.3放坡，堰坎頂寬為0.3m，堰坎結(jié)構(gòu)為漿砌塊石，頂部高出田面至少0.3m，頂面采用水泥砂漿抹面。基礎(chǔ)形式為矩形，清基挖深0.5m(見(jiàn)圖1)。

圖1 堰坎剖面

堰坎施工步驟及注意事項(xiàng)如下：

a.基礎(chǔ)開(kāi)挖。采用人工開(kāi)挖形式，開(kāi)挖深度符合要求，對(duì)于松軟地段需進(jìn)行夯實(shí)和填土，必要時(shí)充填碎石。

b.堰坎砌筑。采用分層砌筑形式，每層厚度30cm左右，砌筑要求平整、穩(wěn)定，密實(shí)、錯(cuò)縫。

c.養(yǎng)護(hù)。漿砌石養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于15d，定期灑水，在冬季還需采取必要保溫措施。

3.1.2 排水沉沙設(shè)計(jì)分析

本項(xiàng)目分別在堰坎底部相鄰田面內(nèi)側(cè)及外側(cè)設(shè)置橫向和縱向排水溝。縱向排水溝根據(jù)地形沿垂直等高線方向布設(shè)，并在兩排水溝交匯處設(shè)置矩形沉沙池。田面排水溝設(shè)于田坎下，做成竹節(jié)狀，然后匯入道路旁主排水溝。為便于徑流蓄滲，本項(xiàng)目排水溝采用直接開(kāi)挖土溝方式施工，溝寬0.4m，深0.4m。沉沙池采用砌磚抹面結(jié)構(gòu)，凈深0.5m，寬0.5m，厚度為0.15m，池長(zhǎng)1.0m[2]。

3.2 人工林工程治理技術(shù)

本項(xiàng)目人工林工程包括水土保持林和經(jīng)濟(jì)林兩種形式，可以兼顧項(xiàng)目區(qū)水土保持和農(nóng)民收入。

3.2.1 水土保持林工程設(shè)計(jì)

a.樹(shù)種選擇。根據(jù)土屋峪小流域特點(diǎn)及當(dāng)?shù)亓?xí)慣，在坡度較陡、土層瘠薄的荒地選擇側(cè)柏作為水保林樹(shù)種。為保證栽植成活率，苗木采用帶土球苗木，苗高0.5m，地徑至少0.5cm；栽種密度：株行距為2.5m×2m，2000株/hm2。

b.整地作業(yè)。為熟化土壤、提高成活率，需對(duì)栽種土地進(jìn)行平整。本項(xiàng)目采用“小魚(yú)鱗坑”，沿等高線布設(shè)，上下行呈“品”字形排列。魚(yú)鱗坑設(shè)計(jì)長(zhǎng)徑0.6～0.8m，短徑0.4～0.5m，坑深0.6m，坑內(nèi)側(cè)兩端各開(kāi)挖寬深0.2m、倒“八”字形截排水溝(見(jiàn)圖2)。

圖2 魚(yú)鱗坑剖面

c.造林時(shí)間及方式。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)在春季雨水較多時(shí)造林，采用40cm以上容器苗，隨起隨栽，栽植深于苗木原土痕2～5cm，栽后壓實(shí)[3]。

3.2.2 經(jīng)濟(jì)林工程設(shè)計(jì)

a.樹(shù)種選擇。本著“生態(tài)與經(jīng)濟(jì)兼顧”的原則，選擇價(jià)值高、在本地區(qū)生長(zhǎng)良好的樹(shù)種作為栽種對(duì)象，本項(xiàng)目最終選擇核桃。要求苗木規(guī)格達(dá)到苗高1m，地徑1cm，根系發(fā)達(dá)，頂芽飽滿，無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷；栽種密度：株行距均為4m×5m，500株/hm2。

b.整地作業(yè)。本項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)林采用大穴整地，具體規(guī)格：長(zhǎng)×寬×深=0.6m×0.6m×0.6m。回填時(shí)，先將半風(fēng)化土回填于底部至過(guò)半處，再將熟土回填于其上，最后在上部覆填半風(fēng)化土。

c.栽植方法。在挖穴時(shí)將表土和心土分別放置，并均勻摻入農(nóng)家肥和化肥。回填時(shí)，要求心土和表土各自返還原位。填土至地表約20cm時(shí)，植入苗木，使苗木根系舒展，培土踏實(shí)，灌足植苗水。為提高造林質(zhì)量，第二年要適時(shí)進(jìn)行補(bǔ)植[4]。

3.3 堰壩工程治理技術(shù)

為攔蓄地表徑流，解決農(nóng)田灌溉用水需求，本項(xiàng)目計(jì)劃在地質(zhì)良好、來(lái)水豐富、用水需求大的地方修建攔水堰壩，形成節(jié)節(jié)攔蓄的溝道景觀，包括新建攔水堰壩10座，加高堰壩1座。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都為10年一遇6h最大暴雨125.6mm。

3.3.1 堰壩設(shè)計(jì)

為了加強(qiáng)堰壩的穩(wěn)定性，新建堰壩斷面采用梯形斷面，漿砌塊石結(jié)構(gòu)。具體尺寸設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。本項(xiàng)目有6座堰壩，單寬流量為處于5～10m3/s，該類型堰壩設(shè)計(jì)如圖3[5]所示。

表2 漿砌石堰壩尺寸參考

圖3 堰壩剖面結(jié)構(gòu)

3.3.2 堰壩施工分析

該類型堰壩適宜建于基礎(chǔ)穩(wěn)定、承載力較大的基礎(chǔ)上，整體性好，斷面體積小。施工注意事項(xiàng)有以下幾點(diǎn)：

a.采用分皮臥砌鋪漿法方式施工，每皮高30cm左右，在交接及拐角處設(shè)置較大塊石，較大空隙先填筑砂漿，鋪漿厚度為4～5cm。

b.砌筑時(shí)交錯(cuò)搭接，杜絕出現(xiàn)空縫、孔洞。本項(xiàng)目每1m2均勻設(shè)置一處拉結(jié)石。

c.每日砌筑高度應(yīng)小于1.0m，每砌筑3～4層進(jìn)行找平。若中途停工，必須保證縫隙內(nèi)灌滿砂漿。

4 結(jié) 語(yǔ)

土屋峪小流域經(jīng)過(guò)水土保持生態(tài)治理后，項(xiàng)目區(qū)水土流失治理度由24.08%提高到99.7%，每年可減少土壤侵蝕量1.04萬(wàn)t，減沙保土率為80.3%，可有效減少有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷流失，有效減輕洪澇、干旱等自然災(zāi)害，減輕了下游水利工程的防洪壓力，對(duì)保護(hù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)田、交通、工礦、城鎮(zhèn)和群眾生命財(cái)產(chǎn)安全起到了極為重要的作用。

[1] 熊康寧，王恒松，劉云.畢節(jié)石橋小流域水土保持綜合治理生態(tài)監(jiān)測(cè)與效益評(píng)價(jià)[J].水土保持研究，2012(8)：15-18.

[2] 吳文奇.北方土石山區(qū)水土保持生態(tài)經(jīng)濟(jì)型治理模式——以科爾沁地區(qū)牛固圖小流域?yàn)槔齕J].水土保持通報(bào)，2009(6)：53-56.

[3] 孫昕，李德成，梁音.南方紅壤區(qū)小流域水土保持綜合效益定量評(píng)價(jià)方法探討[J].土壤學(xué)報(bào)，2009(5)：35-38.

[4] 趙愛(ài)軍.小流域綜合治理模式研究[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010(5)：29-32.

[5] 余新曉.小流域綜合治理的幾個(gè)理論問(wèn)題探討[J].中國(guó)水土保持科學(xué)，2012(4)：18-21.

Analysis on small river basin soil and water conservation ecological management project in Ji’nan Tuwuyu

ZHANG Wei

(Ji’nanWohushanReservoirManagementOffice,Ji’nan250115,China)

Small river basin governance is an important part in ecological environment construction. It is beneficial to water resources and environmental protection system, and conductive to soil and farming protection system, thereby contributing to the transformation of ecological environment to virtuous cycle. In the paper, small river basin soil and water conservation ecological management project in Ji’nan Tuwuyu is adopted as an example. Current situation of soil and water loss, overall plan and specific management measures in project area are introduced, including terrace project, artificial forest, weir dam engineering and other design and construction technology, thereby providing necessary technical reference for similar projects in the future.

Ji’nan; Tuwuyu; small river basin; soil and water conservation

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.01.017

TV82

A

2096-0131(2017)01- 0058- 03