堤防主体工程水土保持方案及效果分析

2018-01-15汪传理

陕西水利 2017年6期

汪传理

（安徽省安庆市水利局小水电管理所，安徽安庆 246003）

0 引言

二石河位于安徽省安庆市北部新城。安庆市北部新城位于安庆市主城区西北部、宜秀区辖地范围西部的大龙山镇，北至原大龙山镇的百华村、东至原大龙山镇的桃园村，其河段堤防没有加高加固，断面低矮单薄，防洪能力偏低，汛期常造成洪涝灾害，对当地的经济发展和城镇建设造成一定影响，作为城镇基础设施之一的水利设施建设相对滞后与经济发展之间的矛盾日益突出，河道治理工程的实施已刻不容缓。然而，河流堤防工程建设会对生态环境产生一定负面影响[1-3]，如：开挖过程中扰动原地貌、损坏地表植被，难免地造成新的人为水土流失，破坏当地水土生态平衡等[4-5]。基于此，本文就该河段堤防工程水土保持的方案及效果进行分析。

1 项目区水土流失及水土保持现状

本工程土石方工程量大，在工程建设期内，工程施工扰动了原地表，地形条件、地面组成物质改变，使其原有的蓄水保土能力下降或丧失。堤防工程开挖的土方由于施工时序的关系，在利用前需要临时堆放，如堆置、防护不当，易造成水土流失。

1.1 水土流失现状

据最新遥感普查水土流失状况的成果显示，该地区水土流失面积共计246.48 km2，水土流失以中度和轻度侵蚀为主，分别占42.79%和33.78%。水土流失状况见图1。根据现场调查，项目区现状水土流失强度为微度，表现形式主要为面蚀，平均土壤侵蚀模数约500 t/km2·a。根据水利部《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果的通知》、安徽省人民政府《关于划分全省水土流失重点防治区加强水土保持工作的通知》及“安徽省水土流失重点预防保护区、重点监督区和重点治理区划分图”，项目区属于省级水土流失重点防治区内重点监督区。

图1 水土流失现状

1.2 水土保持现状

在开展水土保持监督管理工作的同时，积极开展水土流失综合治理工程。以小流域为单元，按照“水、田、林、路”综合治理的原则，以突出水土保持生态修复为重点，结合当地的自然条件和社会经济状况进行水土流失治理。安庆市主要分布着次生的、人工营造的针叶松和宽叶林，主要种类有黑松、马尾松、杉树、枫香、化香、榆、刺槐、油桐等。安庆城区绿化覆盖率为10%，开发区内绿化覆盖率达到30%。而项目区老堤防为土质堤防，目前植被覆盖率很高，约为80%，多生长各类杂草，生态效益较好。但是堤防标准低、高度不够，堤身单薄且年久失修，难以抵御洪水侵袭。

2 主体工程方案比选的分析与评价

2.1 三种主体工程方案

根据所述的状况，拟定了三种不同断面结构形式的主体工程：

方案一：简单护坡式（灌砌块石挡墙+块石斜坡断面），在迎水侧坡面以下为高灌砌块石挡墙护脚保护，挡墙基础埋深2.7 m，挡墙顶宽 1.0 m，外坡直立，内坡 1∶0.3～1∶0.5。挡墙后设1∶2斜坡至堤顶，坡面为30厚素土种植草皮。堤顶宽度3.2m。背水坡由斜坡接至原地面，坡度1∶1.5。

方案二：复合式（灌砌块石挡墙+亲水平台+条石斜坡断面），比方案一多了亲水平台。根据主体设计，迎水侧设置宽3.0m的亲水平台，在亲水平台以下为条石侧石挡墙护脚保护，挡墙基础埋深2.7m，挡墙顶宽1.0m，内坡直立，外坡1∶0.3～1∶0.5。挡墙后设1∶2斜坡至堤顶，坡面为30厚素土种植草皮。堤顶宽度6.0m，背水坡由斜坡接至原地面，坡度1∶1.5。

方案三：挡墙式（格宾挡墙断面），将方案二灌砌块石挡墙改为格宾挡墙。迎水侧设置宽3.0m的亲水平台，在亲水平台以下为格宾挡墙护脚保护。挡墙后设1∶2.0斜坡至堤顶。堤顶宽度6.0m，背水坡由斜坡接至原地面，坡度1∶1.5。

2.2 三种方案比选

三种方案主体工程技术优缺点对比见表1；水土保持经济技术指标见表2。

表1 三种方案主体工程工程技术优缺点对比

表2 三种方案水土保持经济技术指标对比

（1）从主体设计角度分析，根据周边已建堤防经验及更加亲水性、生态性的要求，结合堤防测量断面宽度不同，堤防堤脚基岩面较深，从工程安全、经济合理、生态美观等角度出发，主体设计方案二较好。

（2）从水土保持角度分析，通过比较三个不同方案的扰动地表面积、损坏水土保持设施面积、可能产生的水土流失量、挖填方量、借弃方量，简单护坡式略优于复合式及挡墙式。因此，水土保持方案一较好。

（3）综上所述，从水土保持角度考虑，方案一的各项指标明显优于方案二，但相差不大。而方案二更加生态，安全，且不存在水土保持制约性因素。因此，综合考虑，主体工程选用方案二。

3 主体工程防治区措施分析

主体工程防治区措施主要有工程措施和植物措施，项目区主体工程中具有水保功能的工程量见表3。

表3 项目区水土保持措施工程量

3.1 工程措施

（1）河道挡墙防护

主体设计中对河道护岸采取灌砌块石进行维护，抗冲能力强，可以防止水流对河岸冲刷造成的水土流失，起到一定的水土保持功能，但其以主体设计功能为主，故不界定为水土保持工程。

（2）绿化覆土

堤防坡面、亲水平台及堤顶道路需进行绿化，绿化前回铺种植土合计1.73万m3，种植土回填再进行绿化，能够起到较好的水土保持效果，方案将其界定为水土保持工程措施纳入到防治体系中。

（3）弃渣清运

主体设计中已考虑不满足回填要求的砂砾石2.58万m3运至弃渣场堆放，方案将其界定为水土保持工程措施并纳入到防治体系中。

3.2 植物措施

根据主体设计，堤防的迎水坡和背水坡分别布设草皮绿化措施，其中迎水坡绿化面积1.81万m2，背水坡绿化面积1.02万m2；同时主体还设计了在堤顶种植桂花1077棵，以及在河滩进行草籽绿化，约1.23万m2。这些绿化措施的实施，避免了坡面裸露，有助于逐步提高土坡的蓄水保土能力及稳定性，具有一定的水土保持功能。

综上，根据《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433-2008）对水土保持工程界定的原则，结合各项防护措施的防护目标，经分析，堤防各类植物措施均可纳入水土保持防护措施体系；灌砌块石挡墙虽然对水土保持有利，但以保证主体设计功能为主，不界定为水土保持措施。

此外，项目区主体工程设计中尚有部分不足之处：（1）堤防背水坡坡脚排水系统未设计；（2）临时堆料场未进行防护；（3）施工工区的排水措施未考虑；（4）施工临时占地后期的场地恢复措施未设计。后续将对其进行补充及完善。