潁東區烏江鎮溝塘治理實踐

鄒 濤

(阜陽市潁東區水利局湯溝排澇站，安徽 阜陽 236000)

水旱災害是潁東區主要災害之一，在潁東區區委、區政府的高度重視下，全區人民為防治水旱災害做出了巨大努力，大大提高了抗災減災能力。潁東區每年都有不同程度的水旱災情，每次災害均會對全區經濟造成較嚴重的損失，隨著經濟社會的發展，人口的增加，水旱災害造成的損失有加重的趨勢。因此，水旱災害在相當長的一段時期內，仍然是潁東經濟和社會發展的一大隱患。

1 工程概況

潁東區隸屬于安徽省阜陽市，西部與潁州區相鄰，南部與潁上縣接壤，北部與潁泉區毗鄰，東部與利辛縣相連。南北寬約30km，東西長約35km，總面積684.9km2。項目區位于阜陽市潁東區烏江鎮，西到廟口路，東至烏江，北以阜展路為界，南到濟河，覆蓋土地面積34.8km2，耕地3.93萬畝，人口3.26萬，涉及烏江鎮6個行政村。

1.1 地質條件

項目區位于濟河以北，屬于淮北沖積平原。倪灣溝總體上自北向南流入濟河，人民溝自東北向西南匯入倪灣河，老小河(濟河—倪灣溝)北接倪灣溝，南入濟河。倪灣溝兩岸地勢較平坦，但略有起伏，地面高程一般為24.100～26.800m，河底高程一般為21.500～24.300m；人民溝兩岸地面高程一般為26.100～26.800m，河底高程一般為23.200～24.100m；老小河(濟河—倪灣溝)地面高程一般為25.700～26.800m，河底高程一般為23.500～24.500m。

本工程區地層屬華北地層區華北平原地層分區阜陽小區，主要為第四系全新統(Q4)河湖相沖、淤積層，呈明顯的多層結構。土性主要為重—中粉質壤土夾薄層砂壤土、輕粉質壤土或呈互層狀，粉細砂、砂壤土或間夾輕粉質壤土層，局部并含有砂礓。

工程區地層上部為第四系全新統地層，地下水類型主要為孔隙潛水，主要受大氣降水和河水補給。

1.2 水文條件

潁東區地處暖溫帶向亞熱帶過渡地帶，屬暖溫帶半濕潤性季風氣候。季風明顯，氣候溫和，光照充足，四季分明，雨量適中，光熱水組合條件較好。冬季多偏西北風，氣候干冷，降水較少，夏季多偏西南風，氣候潮濕，是全年降雨的主要季節。多年平均氣溫14.8℃，年極端最低氣溫-20.4℃，極端最高氣溫41.4℃。多年平均無霜期約220d，平均降雨量910.1mm。降雨量年際分布很不均勻，最大年降雨量達1616.3mm，最小年降雨量僅447.1mm，相差3.6倍，每年降雨量集中在6—9月份，占全年降雨量的60%左右。多年平均水面蒸發量為970mm，年日照時數2230h，太陽輻射年總量118.7～127.9Kcal/cm2，全年穩定通過10℃期間的積溫4769.6～4867.3℃，最大凍土深20cm。

1.3 工程規模

項目區現有大、中溝7條，即倪灣溝、人民溝、團結溝、勝利溝、午濟溝、中心溝、溫家溝，建成的涵閘有倪灣溝倪家灣閘等，現狀引排水條件較完善。目前項目區已打各類機井260多眼，正常年份下，可基本保證項目區的灌溉用水需要。但在遇到嚴重或特大干旱時，由于濟河水位低，加上主干渠倪灣溝多年沒有進行治理，從濟河引水進入項目區難以實現，同時地下水位降低，從機井取水量也大為減少，由此導致項目區無水可灌，農作物大量減產。

本項目抗旱應急水源為濟河新王小莊閘以上蓄水：濟河從潁河阜陽閘上游永安閘引水，經濟河新王小莊閘節制蓄水，作為項目區抗旱應急水源，通過倪灣溝閘站、老小河擴挖及其他配套工程建設，在發生嚴重以上干旱等級的情況下，提水至項目區，能保證3.93萬畝左右作物播種期和生長關鍵期最基本用水需求。

本工程的主要建設內容有：①新建倪灣溝閘站，抽灌流量為2.0m3/s；新建團結溝節制閘；②對主要輸水線路老小河、倪灣溝及人民溝進行擴挖，擴挖總長度為7.0km，總擴挖方量為9.41萬m3。

2 建設思路

2.1 清淤疏浚

對項目區域內自然莊內的溝塘進行清淤疏浚，溝河以計算過的流斷面作為控制條件，在滿足斷面要求的情況下，全部清除溝底淤泥，防止水體污染。

對村內大于1000m2的塘，一般予以保留并清淤擴挖，較小的孤立的塘，予以填埋；每個自然莊，盡量只保留1～2個大的當家塘。

2.2 溝通水系

對原有村內的圍溝、蓄水溝、水塘進行清淤后用涵管、連接管與外部河道連接，清除溝上的土壩改建為涵管橋，保持水系暢通，做到污水不集中，臟水留不住。

2.3 溝塘邊坡整治

對于清淤的溝塘，施工時同時對邊坡進行整治，村內水塘、溝河邊坡一般不陡于1∶2，對原溝邊塘邊的坡灘地，利用挖方土進行回填整治，治理完成后，應做到口線基本順直，邊坡基本平整。

2.4 村內低洼地整平

各自然村內均有不同程度的廢坑塘及洼地，利用村內溝塘挖方將村內低洼地填平修整。

通過以上治理方式，可較好地提高村內的水利條件，并為下一步村莊的美化和發展提供一定的基礎條件。

3 排水溝斷面設計

按照除澇的要求，中小溝設計水面線應與地面平行，且低于地面0.5m左右。根據項目區附近地面坡降，比降取1/8000。

中小溝斷面設計采用明渠均勻流公式：

(1)

式中，Q—設計流量，m3/s；n—糙率，取n=0.025；A—過水面積，m2;R—水力半徑，m；i—水面比降，取1/5000。其中：

R=A/X

(2)

按梯形斷面設計，則：

A=(b+mh)h

(3)

(4)

式中，X—濕周，m；b—溝底寬，m；m—邊坡系數，取1∶2；h—水深，m。

村內不同類型排澇溝設計斷面參數見表1。

4 橋涵典型設計

在村內生產道路和中小溝交叉處應配置相應的橋涵，以滿足生產生活的需要。中溝上新建橋適用斷面數據見表2。

表1 村內不同類型排澇溝設計斷面參數

表2 大中溝配套橋梁斷面參數

本次規劃板梁橋主要用于中溝上，跨徑為5、8m，橋面凈寬5m，設計標準為公路2級設計。橋型為鋼筋混凝土板橋，均采用漿砌石重力式橋臺。現對跨徑5、8m橋梁進行典型設計，橋梁特性見表3。

表3 板梁橋規劃數據

4.1 跨徑5m橋

采用整體式現澆鋼筋混凝土實心板橋，1跨，跨徑5.0m，橋長10.6m。橋面凈寬5.0m，兩邊各設寬0.3m的路緣石，總寬5.6m，路面橫向排水坡度1.5%，沿橋縱向每隔4.0m每側設1個PVC排水管。

橋面板為C30現澆鋼筋混凝土簡支實心板，板長4.96m，板厚0.25m。板端下部鋪設1∶3水泥砂漿與橋臺臺帽連接。橋面設C35鋼筋混凝土鋪裝層，厚0.1m，兩側欄桿高1.1m。

橋臺為U型漿砌石重力式結構，橋臺底板為C20混凝土結構，長3.0m，寬6.4m，厚0.5m，前墻和側墻均為M10漿砌石結構，前墻寬5.9m，墻頂設厚0.3m鋼筋混凝土臺帽。橋臺總高度3.4m。

橋臺臺背填土分層回填夯實，壓實度不小于0.94(重型擊實標準)，上部設0.3m厚7%石灰土基層及0.2m厚C25混凝土路面。

4.2 跨徑8m農溝橋

采用裝配式空心板橋，1跨，跨徑8.0m，橋長13.6m。橋面凈寬5.0m，兩邊各設寬0.3m的路緣石，總寬5.6m，路面橫向排水坡度1.5%，沿橋縱向每隔4.0m每側設1個PVC排水管。

橋跨結構由4塊C30預制空心板構成，板長7.96m，板厚0.4m。中板寬1.24m，邊板寬1.24m，外側帶0.3m懸臂。板端下部設Φ200橡膠支座與橋臺臺帽連接。橋面設C35鋼筋混凝土鋪裝層，厚0.1m，兩側欄桿高1.1m。

橋臺為U型漿砌石重力式結構，橋臺底板為C20混凝土結構，長3.1m，寬6.4m，厚0.5m，前墻和側墻均為M10漿砌石結構，前墻寬5.9m，墻頂設厚0.3m鋼筋混凝土臺帽。橋臺總高度為3.5m。

橋臺臺背填土分層回填夯實，壓實度≥0.94(重型擊實標準)，上部設0.3m厚7%石灰土基層及0.2m厚C25混凝土路面。

跨徑5m上部結構尺寸及配筋采用《公路橋涵設計手冊》(河北省交通規劃設計院，2004年5月第一版)提供的標準圖集；跨徑8m上部結構采用交通部公路橋涵標準圖JT/GQB 002—1993《裝配式鋼筋混凝土斜空心板橋上部構造》。

本項目5、8m農溝橋無地質資料。根據淮北地區經驗，一般土層地基承載力允許值能達到120kPa以上，本次設計橋臺地基承載力按120kPa控制，計算抗滑穩定時，橋臺混凝土地板地基土的摩擦系數采用0.35。

U型橋臺的穩定計算考慮以下4種工況:①僅受恒載作用；②車輛荷載僅布置在橋跨內；③車輛荷載僅布置在臺后破壞棱體上；④車輛荷載同時布置在臺前橋跨和臺后破壞棱體上。

5 水塘擴挖設計

本項目區的自然村內水塘較多，水塘的作用為平豐水年村內降雨調蓄，增加生態環境美化功能，涵養地下水源。現有水塘由于是歷史開挖、積澇等多種原因形成，水塘大小深淺不一，塘邊坡一般為1∶1.5～1∶2.5，塘口線曲折不平整。本次設計擬對水塘清淤并進行邊坡，塘口整治。

本地區的地下水位為2～4m，因此水塘挖深一般以4～5m為宜，邊坡選用1∶2，塘口先盡量順直，清淤的底淤泥運至村內其他需填塘的位置，優質土用于塘口整平。水塘擴挖典型設計如圖1所示。由于水塘一般都與外河不相連接，為做好水系溝通，在水塘臨近外河的一側，采用直徑0.8m的波紋管進行連通，埋深一般為3m，可使水塘內積水及時外排，污水不滯留，不淤積。

6 溝河塘土方工程施工

(1)河道開挖應以現有中線作為參考，道路側邊緣盡量留>1m為控制線，并進行順直，溝口線距現有道路較近。施工時應采用圍堰攔斷河道，陸上施工機械開挖的方式分段施工，如需圍堰填筑應利用河道灘地土方，河道疏浚完成后再予以拆除回填，不另設取土場地。

圖1 水塘擴挖典型設計示意圖

(2)河道開挖土方應首先用于河道兩側低洼地，并進行整平，其余應運至現狀村內所需坑塘回填。運輸時應注意環境保護，車輛應采取車廂防護等措施，運輸過程中淤泥不應出現灑落現象。

(3)河道土方開挖完成后，應對河道邊坡進行修整和必要的碾壓。邊坡應滿足設計要求，河口線應平整、順直，不得出現局部凸凹、塌陷、滑動等現象。

原河坡凹陷處需進行回填，處理時應先將原河道淤泥清除，原老河道岸坡清基并開挖成約30cm寬、20cm高臺階，臺階向內側傾斜1%坡度，再逐層回填，回填土不得采用淤泥、腐殖土等不合規范要求土方，在施工時嚴格30cm一層攤鋪并逐層壓實。回填土寬度應超出設計邊坡≥30cm，待壓實后再修坡整平，回填土壓實度≥0.92。

(4)本次施工中有橋梁的地段，如橋梁施工與河道施工同時進行，應在施工時確定施工邊界線，不應影響橋梁的護坡和橋臺施工，防止對橋梁產生不良影響。

7 結語

本方案在主體工程防護的基礎上，從防治水土流失、恢復水土保持功能的角度，對裸露的地表采取林草植被恢復和綠化美化措施，在技術上考慮了植被的快速覆蓋要求。完整的水土流失綜合防治體系的建立，可以有效控制工程建設造成的水土流失。經分析計算，方案實施后，擾動地表治理率95%以上，水土流失治理程度97%以上，林草覆蓋率30%，植被恢復系數98%。

隨著本方案的實施，項目區環境和水土保持工程將得到恢復和加強，保障了主體工程的安全和使用壽命，同時完整的環境和水土流失防護體系不僅保護了環境，控制了水土流失，而且區域環境得到極大改善。