鳳城市侵蝕溝綜合治理措施探析

陳長(zhǎng)山

（丹東市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 丹東 118000）

1 侵蝕溝概況

國(guó)家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)侵蝕溝綜合治理工程中鳳城市共計(jì)涉及8 個(gè)村，其中，2018 年，劉家河項(xiàng)目區(qū)涉及楊家村、尖山子村、劉家河村、秋木莊村、八道河村；2019年，四門子項(xiàng)目區(qū)涉及四門子村、方家村；2020年，草河街道項(xiàng)目區(qū)涉及山東溝村。

項(xiàng)目區(qū)受益村總?cè)丝?.12萬(wàn)人，其中，劉家河、四門子、草河項(xiàng)目區(qū)人口分別為1.36，0.45，0.31 萬(wàn)人；保護(hù)耕地1 767.61 hm2，其中，劉家河、四門子、草河項(xiàng)目區(qū)保護(hù)耕地分別為731.72，638.61，397.28 hm2；項(xiàng)目區(qū)治理侵蝕溝總面積為62.86 hm2，其中，劉家河、四門子、草河項(xiàng)目區(qū)治理侵蝕溝面積分別為22.31，11.08，29.47 hm2。

項(xiàng)目區(qū)治理侵蝕溝總計(jì)153 條，治理侵蝕溝總長(zhǎng)度為83.865 km。劉家河項(xiàng)目區(qū)治理侵蝕溝37條，總長(zhǎng)37.250 km，其中，中型侵蝕溝干溝19條、長(zhǎng)16.792 km、溝底平均比降3.60%，小型侵蝕溝干溝18 條、長(zhǎng)5.648 km、溝底平均比降10.00%。四門子項(xiàng)目區(qū)治理侵蝕溝55 條，其中，中型侵蝕溝18 條、長(zhǎng)6.440 km，小型侵蝕溝37條、長(zhǎng)5.855 km，侵蝕溝平均比降為1.45%～19.43%。草河項(xiàng)目區(qū)治理侵蝕溝61 條，其中，中型侵蝕溝16 條、長(zhǎng)20.403 km、平均比降為1.10%～10.00%，小型侵蝕溝45 條、長(zhǎng)13.117 km、平均比降為0.90%～111.00%。

2 治理模式

鳳城市處于低山丘陵區(qū)，治理模式選用以坡耕地侵蝕溝為防治重點(diǎn)，溝頭、溝底、溝壁綜合防治的模式。溝頭修筑排水式防護(hù)，配合溝頭植物串帶和造林；溝底結(jié)合山形地勢(shì)，就地取材修筑石籠谷坊、植物谷坊和過(guò)水路面；溝壁采用土工格室護(hù)坡和石籠擋墻，防止溝底下切和溝岸坍塌擴(kuò)張；對(duì)侵蝕溝和水線溝毀壞的耕地進(jìn)行復(fù)墾。

3 治理措施設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)洪水

根據(jù)地形和實(shí)際調(diào)查，確定溝道的匯水面積、溝道長(zhǎng)度和平均比降等溝道特性。對(duì)丹東站和林家臺(tái)站的降雨資料進(jìn)行分析，確定各時(shí)段設(shè)計(jì)暴雨。丹東站有48 年的各時(shí)段降雨資料，年最大1，3，6 h 降雨均值分別為45.9，66.1，85.0 mm，10 年一遇設(shè)計(jì)降雨值分別為67.4，99.2，125.0 mm。林家臺(tái)雨量站設(shè)立較晚，但距離項(xiàng)目區(qū)較近，共計(jì)有8年的各時(shí)段降雨資料，年最大1，3，6 h 降雨均值分別為34.6，48.2，63.9 mm，10 年一遇設(shè)計(jì)降雨值分別為46.0，121.4，150.8 mm。因林家臺(tái)站資料系列較短，樣本的變差系數(shù)較大，且不符合一般的水文規(guī)律，所以采用丹東站的設(shè)計(jì)暴雨成果。文中采用水保規(guī)范推薦的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算公式，分別計(jì)算各條溝的設(shè)計(jì)洪水，再依據(jù)現(xiàn)狀溝底比降和過(guò)水?dāng)嗝?，采用曼寧公式試算求得各溝道的水力要素（水深、過(guò)水面積、水力半徑和平均流速）。

3.2 措施布局

結(jié)合地形、溝道特性、氣象要素、當(dāng)?shù)刂脖环植己痛迕裨V求，對(duì)于溝頭和坡度較陡的耕地及開荒地，采用退耕還林、補(bǔ)植和植物串帶等治理措施。溝底比降超過(guò)5.00%，或者侵蝕溝深度超2.0 m 處采用谷坊治理。溝道流速在1.0 m/s 以下，采用天然草皮護(hù)坡；流速在1.0～2.5 m/s，采用格室護(hù)坡；流速在2.5 m/s 以上，采用格賓石籠護(hù)坡或格賓石籠擋墻，格賓石籠以上坡面采用植物串帶。對(duì)于溝口淤積分汊段，應(yīng)恢復(fù)溝道、復(fù)墾耕地；溝道較窄段采用預(yù)制混凝土槽整治；溝道被侵占段采用疏通浚深。對(duì)于既是作業(yè)路，又是排水溝的侵蝕溝，采取單側(cè)設(shè)溝路面硬化。

3.3 措施設(shè)計(jì)

1）溝道削坡整形

為了給后期工程措施和植物措施的布置創(chuàng)造條件，需對(duì)侵蝕溝進(jìn)行削坡整形，維持坡面穩(wěn)定。根據(jù)溝的深度和土壤類型的不同，坡比采用1∶1～1∶1.5 ，溝道寬度按設(shè)計(jì)流量計(jì)算，并結(jié)合現(xiàn)狀寬度合理確定。

2）填溝工程

為了增加耕地資源、改善耕作條件，采用秸稈填溝工程恢復(fù)耕地資源，即先將耕作層土剝離，再用機(jī)械開挖深1.0 m、寬1.0 m 的溝，將打捆的玉米秸桿順溝鋪設(shè)，鋪設(shè)厚度為0.5 m，回填剝離耕作層土或外購(gòu)腐殖土，回填土厚度不小于0.5 m。

3）谷坊工程

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和侵蝕溝的發(fā)展情況，分別選用柳樁編籬跌水和格賓石籠跌水兩種形式防治溝道深切。對(duì)于比降陡、運(yùn)輸石材不方便的溝頭和溝道較深處選用柳樁編籬跌水，寬度一般為3.0 m，柳木樁行株距為0.5 m×0.5 m，底部和表層設(shè)柳樁編籬，中間采用土工袋裝土充填；對(duì)于石材運(yùn)輸方便且破壞后不會(huì)造成較大影響的溝道深切處，采用格賓石籠跌水，臺(tái)階式寬高比為1∶1，下游按2～3倍水頭設(shè)防沖護(hù)腳。

4）格室護(hù)坡和格賓石籠護(hù)坡工程

設(shè)計(jì)流速大于1.0 m/s 的溝道，采用格室防護(hù)或格賓石籠防護(hù)。按溝道削坡后的坡比鋪設(shè)厚度為15 cm 的透水型土工格室，并按5 級(jí)堤防要求填筑土料壓實(shí)，溝底埋置深度為0.5 m。格賓石籠擋墻分兩層，基礎(chǔ)層為1.0 m×0.5 m（寬×高），上層為0.5 m×1.0 m，基礎(chǔ)層只設(shè)前趾，前趾寬0.5 m。

5）整地工程

施工中運(yùn)輸建筑材料會(huì)擾動(dòng)、占?jí)焊蓽蟽蓚?cè)和支溝一側(cè)的耕地。項(xiàng)目實(shí)施后，對(duì)占?jí)旱母夭扇∩罡?、起壟等措施，使耕地恢?fù)原有耕種條件或與侵蝕溝恢復(fù)后的耕地融為一體。

6）水土保持林

為了減少坡面匯流，較陡的坡耕地退耕還林，栽植紅松，紅松栽植株行距為2.0 m×2.0 m。溝頭疏林地和侵蝕溝的兩側(cè)無(wú)硬防護(hù)段采取植物串帶，樹種選用刺嫩芽，以減少水土流失，保護(hù)耕地，刺嫩芽串帶株距0.2 m，行距2.0 m。

4 治理效果

劉家河、四門子、草河項(xiàng)目實(shí)施后，控制水土流失面積分別為10.72，6.39，6.39 km2，保護(hù)耕地面積分別為731.72，638.61，397.28 hm2，耕地復(fù)墾面積分別為1.29，0.33，1.00 hm2，植物串帶面積分別為26.50，7.16，5.65 hm2，退耕還林面積分別為1.74，5.57，0.20 hm2；各項(xiàng)水保措施全部生效后，平均每年可攔蓄徑流總量分別為15.00，0.24，16.30 萬(wàn)m3，每年的保土效益分別為7 550，4 900，3 400 t。

5 結(jié)語(yǔ)

鳳城市侵蝕溝治理采用坡溝綜合治理模式，既有坡面的水土保持林，又有針對(duì)溝頭、溝底和溝壁的綜合治理措施。因水力條件、河道特性不同，采用整形、谷坊、護(hù)坡、植物串帶、退耕還林等工程措施和植物措施，體現(xiàn)了因地制宜、宜林則林的原則，達(dá)到了系統(tǒng)治理的要求。經(jīng)過(guò)對(duì)項(xiàng)目區(qū)實(shí)施效果的調(diào)研，綜合治理措施遏制了侵蝕溝發(fā)展，有效保護(hù)了黑土資源。鳳城市侵蝕溝的治理模式、綜合措施，可以為其他地區(qū)侵蝕溝治理提供借鑒和參考。