鞏留縣阿克加孜溝小流域水土保持現澆混凝土堤防護坡設計

張金云

（新疆鞏留縣農業農村局，新疆 鞏留 835400）

1 概況

阿克加孜溝位于鞏留縣阿克圖別克鎮西南部，阿克加孜溝位于烏孫山北麓，總地勢南高北低。治理水土流失面積45.0 km2，采取措施主要為谷坊、護岸工程措施；營造經濟混交林、溝岸防沖林、撒播草籽、圍欄草場封禁等。本次實施共布設植物（柳、楊）谷坊91座，綠濱石籠谷坊175座，主溝道護岸0.83 km；撒播草籽296.07 hm2，種植護坡防護、經濟混交林和溝岸防沖林139.91 hm2及完善相關灌溉設施。封禁草場16.57 km2，共需圍欄114.42 km，大門41套，標志牌2座，水土保持監測點2個。主要為天然草場、農田及少量人工林，水土流失主要表現為人為活動引起的水土流失。

阿克加孜溝主溝水土流失主要表現為上斷溝道下切侵蝕，侵蝕程度較輕。主要侵蝕區域在流域中游段及下游部分溝道，溝道深度較深，侵蝕程度嚴重。兩岸植被生長情況較差；支溝水土流失主要由于常年春夏季降雨較多，山洪沖刷導致中上部溝道下切侵蝕嚴重，溝道較窄且較深，最深處可達10 m～15 m，且溝道兩旁多為農田及荒坡，區域草場退化，坡面流失加重，使區內土層變薄，土壤養分流失，形成惡性循環，生態環境持續惡化。山區暴雨及冰雪融化極易形成山洪，洪水攜帶大量泥沙，淤積下游河道，增大防洪抗災的投入，對下游阿克加孜克村和齊納爾村居民的生命財產安全造成威脅。故對該區域進行水土保持治理已經刻不容緩。

2 工程總體布置

經現場實地勘測，阿克加孜溝村防洪主要集中在阿克加孜溝中下游河道下切侵蝕，岸坡沖刷嚴重段。水力侵蝕強度水土流失重點治理共計三段，分別為中游阿克加孜村莊段，中下游過水路面段和下游省道237公路橋上下游段。防洪堤向西南沿原河道進行布置。工程區處于天山地震帶的西段，屬外圍中強地震的波及區，地勢平緩，主要是耕地。沿堤線粉土層結構稍密，無鹽脹問題，具有輕微濕陷性，層厚0.5 m～1.5 m，下部為礫卵石層，厚度大于10 m。溝岸兩側地下水埋深大于10 m。

水土流失重點治理三段護岸設計采用現澆混凝土防洪堤護坡。結構型式采用C20現澆混凝土板型式，迎水面邊坡為1∶1.75，背水面邊坡為1∶1.5，設計河床以上護坡厚15 cm，設計河床以下采用20 cm。護坡堤頂寬4.0 m，堤身采用天然砂礫料逐層碾壓，0.075 mm粒徑含量小于10%。堤高1.5 m，基礎按照1∶1.75邊坡向河床下埋深3.0 m，下部設置b×h為0.5 m×0.5 m的C20F200現澆混凝土堤腳。在堤腳以上設計河床以下設置3 m×1 m鉛絲石龍，在防洪堤沿線過水路面處，上游和下游各30 m，在設計河床下1.0 m處平鋪寬20 m厚80 cm的鉛絲石籠，采用10#鉛絲編網，填充卵石不小于15 cm，鉛絲石籠每塊長5.0 m，采用鉛絲綁扎連接。巡渠路兩側種植林草，并配套灌溉措施。根據工程區特點，結合地質條件及現場踏勘，兼顧考慮實施條件、施工難易程度以及有關資料和該地區護岸工程實踐經驗等，本次護岸工程采用綠賓石籠護岸型式。

3 護坡結構形式選擇

根據阿克加孜溝特點，結合地質條件及現場踏勘，兼顧考慮實施條件、施工難易程度以及有關資料和該地區河道整治實踐經驗等，本次工程堤防采用護坡式，提出以下3種方案：

方案一：防洪堤采用C20F200W4現澆混凝土板護坡型式，迎水面邊坡為1∶1.75，背水面邊坡為1∶1.5，設計河床線以上采用厚15 cm現澆混凝土板，設計河床線以下采用厚20 cm現澆混凝土板。堤頂寬4.0 m，堤身采用天然河床砂礫料逐層碾壓，0.075 mm粒徑含量小于10%。護坡基礎按照1∶1.75邊坡向河床下埋深3.0 m，下部設置b×h為0.5 m×0.5 m的C20F200現澆混凝土堤腳。

方案二：防洪堤采用梯形斷面排洪渠型式，采用全斷面30 cm厚C20細石混凝土砌石護坡，板下設有30 cm厚砂礫石墊層。迎水面邊坡為1∶1.75，背水面邊坡為1∶1.5，堤頂寬4.0 m，堤身采用砂礫料逐層碾壓。

方案三：采用綠賓生態石籠梯形斷面護坡型式，在河道兩岸采用50 cm×150 cm×300 cm綠賓生態石籠護坡，迎水面邊坡為1∶1.5，背水面邊坡為1∶1.5，堤頂寬4.0 m。

綜上所述，工程措施方案技術經濟比較見表1。

表1 工程措施方案技術經濟比較表

4 效果分析

通過對上述方案的建筑材料、施工條件、運行條件、水力條件、生態環境、投資等方面的技術經濟比較，方案一具有建筑材料充足，可就地取材，施工簡單，運行維修方便、水利條件較好、且較為經濟，同時管理維修方便等優點，故選定方案一為推薦方案。

通過本次護岸工程采用現澆混凝土護岸型式，防洪堤迎水面采用C20F200W4現澆混凝土板護坡型式，護坡混凝土板厚15 cm，其迎水面邊坡采用1∶1.75。C20F200W4現澆混凝土板基礎按1∶1.75邊坡延伸向下，厚度20 cm，埋深3.0 m。主堤堤身為天然砂礫料夯實，0.075 mm粒徑含量小于10%，相對密度在0.75以上，其背水邊坡采用1∶1.5。

根據項目區的地形、地貌特征，水土流失特點，本次項目以生物措施治理和工程措施治理相結合的方法，工程措施為生物措施提供服務和保護，以治理水土流失為中心，兼顧生態效益和經濟效益進行布局。河道內布設谷坊、建設灌溉渠道；營造護坡防護、經濟混交林、溝岸防沖林、農田防護林，結合溝道兩側天然草場進行圍欄封禁，達到控制溝底下切、溝岸擴張、攔蓄泥沙、增加地表覆蓋度，改善農牧區生態環境和生產條件的作用（見圖 1）。

圖1 已完成工程措施圖

5 結語

在此基礎上再增加工程措施投資，實施護岸工程延續段，防止中下游水力侵蝕水土流失。加強水土保持相關學習，提升運行管理，對項目區做好配套管理工作，縣主管部門及社會各界關心支持配合水保工作，確保項目的經濟效益社會效益最大化發揮。該項目于2019年10月全部完工，工程投入800萬元。建成后，各項設計治理措施均產生了一定的基礎、社會及經濟效益，其蓄水保土效益顯著，從國民經濟的角度看，項目的建設是經濟、合理、可行安全的，項目的建設是十分必要和可行的。