濟南市土屋峪小流域水土保持生態(tài)治理工程分析

張 瑋

(濟南市臥虎山水庫管理處， 山東 濟南 250115)

濟南市土屋峪小流域水土保持生態(tài)治理工程分析

張 瑋

(濟南市臥虎山水庫管理處， 山東 濟南 250115)

小流域治理是生態(tài)環(huán)境建設的重要組成部分，既有利于水利資源和環(huán)境保護體系，又有利于土壤和耕作保護體系，進而促進生態(tài)環(huán)境向良性循環(huán)轉(zhuǎn)化。本文以濟南市土屋峪小流域水土保持生態(tài)治理工程為實例，介紹了項目區(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、堰壩工程等設計及施工技術，可為以后類似治理工程提供必要的技術參考。

濟南市； 土屋峪； 小流域； 水土保持

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

1 工程概況

土屋峪小流域位于濟南市市中區(qū)，總面積約6.44km2。該流域地勢南高北低，高程為75～460m，屬低山丘陵區(qū)。項目區(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%。項目區(qū)北部地表相對平坦，地面坡度較小，坡長較短；南部山高坡陡，易發(fā)生水土流失。

2 項目區(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，上游布設水土保持林草以及蓄水攔沙工程；中部做到層層設防，節(jié)節(jié)攔蓄；兩側(cè)整修梯田，完善灌排蓄體系；下游出口開展村居環(huán)境整治，入河前建設小型濕地作為生態(tài)前置庫，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

梯田工程是該項目區(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，本項目整修梯田共32.68hm2。設計原則為“大彎就勢，小彎取直”，保持田面平整，以有利于耕作。設計標準為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 堰坎設計分析

根據(jù)項目區(qū)現(xiàn)有梯田堰坎現(xiàn)狀，設計石坎堰為梯形斷面，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，堰坎結構為漿砌塊石，頂部高出田面至少0.3m，頂面采用水泥砂漿抹面。基礎形式為矩形，清基挖深0.5m(見圖1)。

圖1 堰坎剖面

堰坎施工步驟及注意事項如下：

a.基礎開挖。采用人工開挖形式，開挖深度符合要求，對于松軟地段需進行夯實和填土，必要時充填碎石。

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、錯縫。

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

3.1.2 排水沉沙設計分析

本項目分別在堰坎底部相鄰田面內(nèi)側(cè)及外側(cè)設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，并在兩排水溝交匯處設置矩形沉沙池。田面排水溝設于田坎下，做成竹節(jié)狀，然后匯入道路旁主排水溝。為便于徑流蓄滲，本項目排水溝采用直接開挖土溝方式施工，溝寬0.4m，深0.4m。沉沙池采用砌磚抹面結構，凈深0.5m，寬0.5m，厚度為0.15m，池長1.0m[2]。

3.2 人工林工程治理技術

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

3.2.1 水土保持林工程設計

a.樹種選擇。根據(jù)土屋峪小流域特點及當?shù)亓晳T，在坡度較陡、土層瘠薄的荒地選擇側(cè)柏作為水保林樹種。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，需對栽種土地進行平整。本項目采用“小魚鱗坑”，沿等高線布設，上下行呈“品”字形排列。魚鱗坑設計長徑0.6～0.8m，短徑0.4～0.5m，坑深0.6m，坑內(nèi)側(cè)兩端各開挖寬深0.2m、倒“八”字形截排水溝(見圖2)。

圖2 魚鱗坑剖面

c.造林時間及方式。本項目設計在春季雨水較多時造林，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[3]。

3.2.2 經(jīng)濟林工程設計

a.樹種選擇。本著“生態(tài)與經(jīng)濟兼顧”的原則，選擇價值高、在本地區(qū)生長良好的樹種作為栽種對象，本項目最終選擇核桃。要求苗木規(guī)格達到苗高1m，地徑1cm，根系發(fā)達，頂芽飽滿，無病蟲害和機械損傷；栽種密度：株行距均為4m×5m，500株/hm2。

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

c.栽植方法。在挖穴時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，要求心土和表土各自返還原位。填土至地表約20cm時，植入苗木，使苗木根系舒展，培土踏實，灌足植苗水。為提高造林質(zhì)量，第二年要適時進行補植[4]。

3.3 堰壩工程治理技術

為攔蓄地表徑流，解決農(nóng)田灌溉用水需求，本項目計劃在地質(zhì)良好、來水豐富、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。設計標準都為10年一遇6h最大暴雨125.6mm。

3.3.1 堰壩設計

為了加強堰壩的穩(wěn)定性，新建堰壩斷面采用梯形斷面，漿砌塊石結構。具體尺寸設計見表2。本項目有6座堰壩，單寬流量為處于5～10m3/s，該類型堰壩設計如圖3[5]所示。

表2 漿砌石堰壩尺寸參考

圖3 堰壩剖面結構

3.3.2 堰壩施工分析

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

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.砌筑時交錯搭接，杜絕出現(xiàn)空縫、孔洞。本項目每1m2均勻設置一處拉結石。

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

4 結 語

土屋峪小流域經(jīng)過水土保持生態(tài)治理后，項目區(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t，減沙保土率為80.3%，可有效減少有機質(zhì)、總氮、總磷流失，有效減輕洪澇、干旱等自然災害，減輕了下游水利工程的防洪壓力，對保護當?shù)剞r(nóng)田、交通、工礦、城鎮(zhèn)和群眾生命財產(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)測與效益評價[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)濟型治理模式——以科爾沁地區(qū)牛固圖小流域為例[J].水土保持通報，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價方法探討[J].土壤學報，2009(5)：35-38.

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

[5] 余新曉.小流域綜合治理的幾個理論問題探討[J].中國水土保持科學，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