人工河道水土流失综合防治及效益——以怀洪新河续建工程（安徽段）为例

张茂章

一、前言

怀洪新河续建工程是以分泄淮河洪水，扩大淙潼河水系排水出路为主，兼有灌溉、航运、供水等综合效益的国家“八五”期间治淮重点骨干工程。地处淮河以北，属暖温带半湿润季风气候，年均气温14℃～15℃，年降雨量800～900mm；流域土质多为砂性黄棕壤土、砂礓黑土或棕壤土；土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主。

怀洪新河大部分河段是利用老河道和现有的湖泊洼地整治而成，在安徽省境内长约95km。工程建设主要包括河道的开挖、拓宽、切滩、切嘴，堤防新建及加固，跨河建筑物建设等。原生河道和地表受扰面积较大，新增土方量也很大。在挖、填方量较大地段，出现大量集中沟蚀。原状水土流失强度270t/km2·a，属本省水土流失重点监督区，需采取措施加以监督控制。

二、水土流失综合防治措施

怀洪新河水土流失综合防治以生物措施为主，工程措施为辅，与主体工程建设进度同步衔接；进行合理配置，避免或减轻洪水对堤防岸坡的冲刷，防止河槽淤积和堤坡侵蚀；实现合理利用水土资源，美化工程环境，改善生态平衡的防治目标。本工程标准断面示意见图1。

1.工程措施

包括护坡和护岸导流工程，截流沟和排水沟。护坡和护岸主要用干砌石和混凝土砌块对迎流顶冲或流速较大的河段进行防护；截流沟主要沿符怀新河段堆土区外堤脚设置，以截汇坡面雨水，减少堆土区水土流失；排水沟与截流沟垂直成T字连通，将积水经滩地排入河道。

（1）护坡材料选择干砌块石和混凝土砌块（平面咬合型），脚槽一般位于坡脚，块石（砌块）与土体结合部间铺设0.1m碎石反滤垫层。封顶高度基本在设计洪水位以上，尺寸与脚槽基本一致。

（2）护岸工程主要位于部分冲刷严重岸滩和大型水闸出口段两侧边滩，用干砌块石进行坡式护岸。勒脚基本在稳定河床土层上砌放，稳定性不好的岸滩采取抛石固基。块石砌筑后灌注混凝土砂浆。护岸顶部与滩地基本齐平或略高。封顶尺寸与护坡基本一致，也要在坡面加做0.1m碎石垫层。具体按河岸滩断面的地质和土质情况确定。

（3）排水工程主要是在符怀新河段堤顶道路右侧修筑顺堤向截流沟；与之相应，每隔100m布置一纵向排水沟，穿路部分用Φ0.5m钢筋混凝土预制涵管。排水涵管上接截流沟，沿堤坡经滩地和岸坡，排水至河道。

2.生物措施

指采取植树种草及管护等措施，达到防治水土流失、保护和合理利用水土资源、改良土壤、维护和提高土地生产力的目的。本工程主要在河道外侧栽植防浪林，堆土区和堤防内侧栽植用材（经济）林，堤坡铺被草皮。

（1）防浪林主要栽植在迎水侧，宽度限制在护堤地范围内。选择速生、耐淹、耐贫瘠、消波性强的柳树、意杨、枫杨等。为避免单一树种引发大面积虫害，可多选几种适生树种交叉栽植。行洪河道按4m×5m或3m×5m株行距配置，垂直水流方向的行距要宽一些，以减少阻水断面。

（2）用材林主要栽植在背水侧护堤地和堆土区（冲填区）。选择速生丰产、抗逆性强、出材率好、经济价值高的深根性树种。怀洪新河选择的是不同品系的杨树，株行距加大到5m×5m或6m×6m，既固土保土，又生产大径材，提高经济收益。经济林主要综合考虑立地条件、经济价值及根系的固土能力等因素，实现经济收益与水土流失防治兼顾。本工程栽植的主要是梨、桃等。

（3）堤坡植草能有效防止降雨径流和土壤侵蚀，本工程护坡草皮基本为自然生长的草类。符怀新河段综合考虑工程土质、特性及堤防岸线长、便于日常管理等因素，选择人工籽播适于粗放管理的狗牙根草皮，其萌生能力强、生长快，具匍匐状发达根系，能有效减少雨水冲刷坡面。

（4）水闸及管理区的防治目标一是保持水土，二是美化环境。按照传统园林布局原则，根据地形变化组织观赏空间，适当辅以园林小品，丰富风景层次；通过配置适应性和抗逆性较强、常绿且具一定观赏价值的乔、灌、草和花卉，建设优美的生态环境。同时与工程措施配合，有效防治水土流失。

经过综合防治及多年连续绿化、补植，怀洪新河已基本建成较完备的水土保持立体防护系统：其中护坡护岸12km，截流和排水沟10km，防浪林带255km，共32万株；用材林48万株；经济林5000亩。

三、水土保持工程综合效益

水土保持工程综合效益包括基础效益、经济效益、社会效益和生态效益。怀洪新河已初步形成水土流失得以有效控制、经济效益初步显现、社会效益贡献大、生态环境显著改善、综合效益明显的水土保持防护体系。

1.基础效益

（1）保水效益：通过增加的地表植被调整降水再分配、改良土壤结构、增加土壤入渗，植被根系与坡面土壤有机结合提高保水能力。据初步研究，怀洪新河正常蓄水位条件下，每年补给地下水1086万m3，地下水向河道排泄574万m3，每年净补给地下水512万m3。说明除河道水位对地下水蓄量起重要作用外，植被对水源涵养和削弱地表径流也起一定作用。

（2）保土效益：护坡护岸工程能提高堤防抗冲能力，保证土质堤防完整；截流和排水工程可避免水流集中冲刷，减缓堤防和堆土区的水土流失；在岸滩、堆土区和堤坡种植生物，利用根系提高土体表层抗剪强度，有效保护岸坡和减轻土壤侵蚀。水保工程实施前，符怀新河段堆土区雨淋沟较多，沟头前进量、下切量，沟岸扩张量逐年增加；工程实施后，减轻沟蚀效益非常明显，基本保持稳定。据初步观察测算，该段无保护岸滩平均已受冲后退约4m；护坡护岸工程保护地段的堤身基本免予冲刷，较无保护段减少约2.3万m3/km的冲刷量。另外，怀洪新河历经两次大水分洪和每年的高水位排涝，堤防基本无浪窝浪坎出现，保土效益显著。

2.经济效益

（1）直接经济效益：①促进和保证工程影响范围内约3万亩土地的粮食作物“10年丰,10年增”，仅单季小麦亩产量就由以前的300kg/a增加到400kg/a左右，按1.9元/kg国家收购现价计算，约增570万元，年增近60万元。②河道共植防浪林和用材林约80万株，目前单株材积平均0.15m3左右，按现行市场价600元/m3计算，总价值达7200万元，年增预期收入720万元。③已建成的果园和苗圃年净增收入约30万元。④61万m2的护坡草皮为今后发展集约化畜牧业生产奠定了基础。⑤沿河优美的风景、良好的生态环境带动了两岸旅游经济的发展。

（2）间接经济效益：①实施植树种草等生物措施，使工程产生的大量弃土得到有效防护和充分利用，恢复和提高土地生产力。②水土流失的减少，在一定程度上减少了河道淤积，改善了河道水质，增加了水生物多样性。③实施水保工程，保证了堤防和河道的抗洪能力。2003年、2007年淮河流域遭遇特大洪水，怀洪新河二度分洪，分别分泄淮河洪水17.18亿m3和2.28亿m3，降低淮干蚌埠段水位0.40m左右和0.45m左右；缓解了淮南、蚌埠城市圈堤及淮北大堤等重要堤防的防汛压力，为重要圩堤抢险争取了时间，避免了一般堤防及蚌埠以下的方邱湖等行洪区进洪损失，保证了津浦铁路等重要设施的安全运行。据测算，对淮干产生的防洪效益约为23.0亿元和6.0亿元。

3.社会效益

主要体现在提高防洪保障能力、减轻洪水影响范围内的灾害影响等方面。大面积的人工森林群落能削减风力，减轻风蚀风沙危害。植物的蓄水保水性能既提高河道土地的蓄水能力，也在一定程度上减轻干旱季节对周边土地农业生产的影响。水利工程用地得到合理利用，不仅提高了水管单位的经济收入，而且由于当地群众参与林木管护，也能获得一定的经济收益，为促进沿河群众脱贫致富作出了贡献。

4.生态效益

（1）通过栽植防浪林护岸和草皮护坡，减轻洪水对堤防岸坡的冲刷。

（2）植物措施能有效改善土壤理化性质，提高土壤肥力，增强田间持水和入渗能力；改善植物生长环境条件，形成生态系统良性循环。

（3）植物群落能形成良好的小气候，改善贴地层的温度、湿度和风力，增强植物的光合作用，净化并改善空气质量。

（4）利用植物的观赏特性和季节变化，美化水利工程背景景观，使水利工程开发建设与影响区环境治理协调发展。同时，生态环境质量的提升，本土小型动物和鸟类得以栖息和繁衍，候鸟数量逐年增多。

四、结语

由于水土流失直接关系国家生态、防洪、粮食和饮水安全，因此，水土保持工程必须在综合考虑多重因素影响的情况下，进行科学规划和设计。总体安排以预防为主，与主体工程同步规划、同步设计、同步实施。但人工河道的水保措施有其特殊性，有别于山区和丘陵地区的水保规划。水土流失防治应坚持治理与开发相结合的原则。通过多年的观察和总结，人工河道的水土保持工程应在确保实现水保效果的同时，兼顾经济、生态效益同步发展，以利形成工程建设→安全保护→科学管护→工程效益的良性循环