婁煩縣壩灘聯(lián)合治理工程布局與設(shè)計(jì)

楊華峰

(太原市水土保持科學(xué)研究所)

1 基本情況

婁煩縣位于汾河水庫(kù)上游，全縣土地總面積1 289.85 km2，其中水土流失面積 991 km2，占76.83%。據(jù)測(cè)算，年均土壤侵蝕模數(shù)6 500 t/km2，是全省水土流失嚴(yán)重的縣份之一。水土流失不但破壞了生態(tài)環(huán)境，制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，而且對(duì)下游地區(qū)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。

近幾年來(lái)，婁煩縣緊緊抓住國(guó)家加大生態(tài)環(huán)境建設(shè)力度的大好機(jī)遇，積極探索水土保持生態(tài)建設(shè)新路，以國(guó)家和省級(jí)水土保持重點(diǎn)防治項(xiàng)目為龍頭，采取多種方式，擴(kuò)大治理規(guī)模，提高治理標(biāo)準(zhǔn)，加快治理速度，使水土保持治理呈現(xiàn)良好態(tài)勢(shì)。在水土保持綜合治理方面，采取了以機(jī)修梯田、淤地壩、壩灘聯(lián)合治理等為主的水土保持工程措施。特別是壩灘聯(lián)合治理，效果明顯，為彌補(bǔ)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田不足，保障糧食安全創(chuàng)造了經(jīng)驗(yàn)。

壩灘聯(lián)合治理，是在總結(jié)過(guò)去淤地壩建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)省國(guó)土資源廳的土地整理要求，緊緊扭住“耕地”這個(gè)山區(qū)開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本實(shí)際需要，以解決以往打壩淤地時(shí)間長(zhǎng)、見(jiàn)效慢的弊端。在開展壩灘聯(lián)合治理過(guò)程中，治溝打壩、灘地整理和新修梯田同步實(shí)施，使基本農(nóng)田建設(shè)快速發(fā)展，既治理了水土流失，又保證了山區(qū)耕地增加，為調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加快小康社會(huì)建設(shè)創(chuàng)造了條件。

2 壩灘聯(lián)合治理的必要性

2.1 治理水土流失的需要

婁煩縣以黃土丘陵溝壑區(qū)為主體，地形極為破碎，植被覆蓋稀疏，水土流失嚴(yán)重。持續(xù)的水土流失，造成耕地土壤的有機(jī)質(zhì)逐年下降，農(nóng)作物產(chǎn)量長(zhǎng)期低而不穩(wěn)，抵御自然災(zāi)害的能力十分脆弱。采取壩灘聯(lián)合治理工程措施對(duì)土地進(jìn)行整理，可快速防治水土流失，提高土地生產(chǎn)率和糧食綜合生產(chǎn)能力。

2.2 改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的需要

婁煩人均耕地0.3 hm2，以旱坡地占主導(dǎo)。多年來(lái)，由于干旱少雨，土地貧瘠，土地生產(chǎn)率低，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量不穩(wěn)，致使農(nóng)民年收入較低，增長(zhǎng)速度緩慢。為改變這種現(xiàn)狀，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，進(jìn)行土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高土地利用率和產(chǎn)出率，實(shí)施壩灘聯(lián)合治理非常必要。

2.3 合理利用土地資源的需要

在長(zhǎng)期的溝道淤地壩建設(shè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)下游溝灘寬闊，地面相對(duì)高差很小，絕大部分為其他草地，沒(méi)有很好利用，造成土地資源極大浪費(fèi)。如何合理利用這部分土地，將其改造成為高產(chǎn)農(nóng)田，通過(guò)深入研究，實(shí)施壩灘聯(lián)合治理是一個(gè)好辦法，既能提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，又能變荒灘為良田。

3 壩灘聯(lián)合治理項(xiàng)目區(qū)選擇

在先行試點(diǎn)過(guò)程中，婁煩縣已建成了磨石溝、圪徐溝和南梁溝3處壩灘聯(lián)合治理工程，運(yùn)行良好，為下一步的推廣起到了很好的示范引導(dǎo)。

在壩灘聯(lián)合治理工程項(xiàng)目區(qū)的確定上，其基本思路是圍繞已經(jīng)建成和正在建設(shè)的淤地壩壩系，選擇下游溝道寬緩、荒草地面積大的地域開展，把淤地壩和荒灘、荒溝整治有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使淤地壩工程既能盡快發(fā)揮攔泥、蓄水、淤地效益，又能保障下游溝灘地安全生產(chǎn)。據(jù)此思路，根據(jù)省水利廳水土保持局提出的分期分批建設(shè)81條小流域高標(biāo)準(zhǔn)精品壩灘聯(lián)治工程規(guī)劃，并結(jié)合科技示范園區(qū)建設(shè)，進(jìn)行擇優(yōu)選取。根據(jù)省財(cái)政廳和省國(guó)土資源廳的要求，盡量少建骨干工程，降低耕地建設(shè)單位面積投資，新增加耕地面積占總整理土地面積的比例不低于40%。

結(jié)合上述項(xiàng)目思路與要求，經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)查研究，婁煩縣下階段最適宜開展壩灘聯(lián)合治理工程的區(qū)域?yàn)轼P凰溝、神堂溝、野子溝、寨溝、西溝、獨(dú)子溝、韓家溝等7處。

4 建設(shè)任務(wù)、目標(biāo)與規(guī)模

4.1 建設(shè)任務(wù)

項(xiàng)目建設(shè)的主要任務(wù)包括:治理水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，減少向下游河庫(kù)輸送泥沙;增加基本農(nóng)田，促進(jìn)糧食增產(chǎn)，提高淤地壩效益;改善農(nóng)村生產(chǎn)條件和生活環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

4.2 建設(shè)目標(biāo)

以增加耕地面積、提高耕地質(zhì)量為最終目標(biāo)。通過(guò)土地整理，將項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)有的未利用土地變成耕地，提高土地利用率，使耕地面積有效增加;通過(guò)土地平整和土層加厚，將原來(lái)高低不平、土壤貧瘠的土地變成高標(biāo)準(zhǔn)耕地，提高土地質(zhì)量;通過(guò)土地整理，因地制宜布局田塊，實(shí)施規(guī)?；?jīng)營(yíng);依據(jù)市場(chǎng)導(dǎo)向，推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加農(nóng)民收入。

4.3 建設(shè)規(guī)模及布設(shè)原則

根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)、目標(biāo)和項(xiàng)目區(qū)的水土流失、社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展要求，論證項(xiàng)目綜合治理面積和水土保持單項(xiàng)工程規(guī)模。在具體規(guī)劃設(shè)計(jì)中，遵循下列原則:一是符合水土保持規(guī)劃和土地利用總體規(guī)劃的要求;二是增加有效耕地?cái)?shù)量，提高土地生產(chǎn)力;三是工程技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，效益最大化。

5 壩灘聯(lián)合治理工程設(shè)計(jì)

5.1 單項(xiàng)工程總體布置

壩灘聯(lián)合治理單項(xiàng)工程總體布置，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)地形和地物、土地權(quán)屬、河道、交通道路、田間道路與機(jī)械作業(yè)要求等，本著因地制宜，最大限度減少挖填方量，節(jié)約投資，同時(shí)又便利生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)脑瓌t，確定單項(xiàng)工程建設(shè)布置，逐項(xiàng)(逐塊)開展設(shè)計(jì)。

5.2 單項(xiàng)工程施工設(shè)計(jì)

5.2.1 平整土地工程

采用散點(diǎn)法計(jì)算田塊內(nèi)部平整的總土方量。首先，根據(jù)等高線和田坎高度確定地塊的大小;然后，在確定的地塊內(nèi)進(jìn)行土方平衡計(jì)算。具體的計(jì)算步驟如下。

(1)田面平均高程確定。根據(jù)每個(gè)田塊的已知高程點(diǎn)，加權(quán)確定田塊的平均高程。如果整個(gè)項(xiàng)目區(qū)的已知高程點(diǎn)較少，在有些高程點(diǎn)特別少的田塊根據(jù)地形的變化趨勢(shì)采取內(nèi)插法增加高程點(diǎn)，以便保證計(jì)算的精度。田面平均高程根據(jù)田塊的所有已知高程點(diǎn)計(jì)算得出，各高程點(diǎn)大于平均高程的是挖方，小于平均高程的是填方。

(2)挖填平均深度確定。挖方區(qū)的平均挖深計(jì)算，是將大于平均高程的各控制點(diǎn)高程相加除以點(diǎn)數(shù)，然后減去平均高程即得。同理，填方區(qū)的平均填高計(jì)算，是將小于平均高程的各控制點(diǎn)高程相加除以點(diǎn)數(shù)與平均高程相減即得。

(3)挖填方面積確定。通過(guò)下式進(jìn)行計(jì)算:

挖方面積Ac＝Aahf/(hc+hf)

填方面積Af＝Aahc/(hc+hf)

式中:Aa—測(cè)量田塊的總面積，m2;

hc—挖方區(qū)平均挖深，m;

hf—填方區(qū)平均填高，m。

(4)挖填土方量確定。通過(guò)下式進(jìn)行計(jì)算:

挖方量Vc＝Achc

填方量Vf＝Afhf

(5)田坎高度、外側(cè)坡度及田塊覆土。結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦螌?shí)際確定田坎高度，一般田坎高度在1-3 m，田坎外側(cè)坡取75°-85°，覆土厚度取0.5 m。

(6)施工方法。土地平整可通過(guò)取高填低相互平衡，就地取土的辦法平整，盡量減少工程量。平整及覆土步驟為:整平地面后根據(jù)溝道兩岸地形取土進(jìn)行覆土，覆土厚度為0.5 m。取土場(chǎng)位于溝道兩岸的黃土地，底土平整均可采用74 kW推土機(jī)，綜合運(yùn)距按50 m計(jì)，推土?xí)r在田塊內(nèi)先使用橫推法，后使用縱推法，個(gè)別零星地邊采用人工平整。

經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，選定的7處壩灘聯(lián)合整治項(xiàng)目土地平整工程量見(jiàn)表1。

表1 壩灘聯(lián)合整治土地平整工程量計(jì)算成果表

5.2.2 排洪渠工程

壩灘聯(lián)合治理項(xiàng)目區(qū)在上游主溝道修建了淤地壩，淤地壩的下泄流量和下游未控制流域面積的集水量采用排洪渠送入下游，在高差較大地方修筑跌水。排洪渠采用土質(zhì)渠道，斷面形式為梯形，跌水采用漿砌石砌筑。根據(jù)工程的具體情況，排洪渠的土石方開挖施工以1 m3挖掘機(jī)開挖為主，并輔以人工進(jìn)行修坡。各項(xiàng)工序的內(nèi)容及質(zhì)量控制方法如下:測(cè)量放線→挖(填)控制斷面→溝渠開挖、回填→縱向坡降控制→橫向斷面整形→交叉建筑物銜接→人工修坡整坡。

5.2.3 道路工程

壩灘聯(lián)合治理項(xiàng)目區(qū)，為了便于交通，沿排洪渠以渠堤代路。一般渠堤寬3.0 m，路基厚度0.5 m，全部為素土夯實(shí)，邊坡比1∶1。挖排洪渠的土用于墊路，采用推土機(jī)推筑壓實(shí)。

6 結(jié)語(yǔ)

壩灘聯(lián)合治理項(xiàng)目實(shí)施后，可將昔日的荒草地變成田成方、路相通的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)田，不僅可以有效控制項(xiàng)目區(qū)的水土流失，而且可促進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加農(nóng)民收入，發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)，是婁煩縣在新形勢(shì)下對(duì)土地利用方式、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新模式的有益嘗試，將為生態(tài)縣的建設(shè)起到支撐作用。