海拉尔区谢尔塔拉水土流失重点治理项目谷坊工程设计与效益分析

摘 要：海拉尔区谢尔塔拉水土流失重点治理项目在综合治理过程中，对侵蚀沟实施的工程措施主要是谷坊工程。本文通过对实施的谷坊工程设计和辅助工程的阐述，分析了施工后的效益，工程评估对谷坊工程等总体治理程度达到国家标准要求，通过优化配置措施，从根本上治理了水土流失，改善生态环境，流域内基本恢复了过去青山绿水的自然植被。

关键词：谷坊工程；水源涵养区；效益分析

中图分类号：S157 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180833046

海拉尔区谢尔塔拉水土流失重点治理项目属于国家农业综合开发东北黑土区水土流失重点治理工程，2011年8月1日内蒙古自治区水利厅以内水保[2011]252号文件批复，建设期为3a（2011—2013年）。项目区总面积11596.00hm2，水土流失面积为9627.52hm2，占总面积的83.02%。新增水土流失治理面积8231.31hm2，治理程度达到85%。针对项目区流域内出现的水土流失采取生物措施、耕作措施和工程措施的综合运用，其中工程措施主要采用了谷坊工程。谷坊工程长期以来被广泛应用于各种水土保持治理工程与实践中，谷坊工程发挥的防汛保护作用对小流域治理成果影响很大[1]。

1 项目区自然概况

项目区位于谢尔塔拉项目区九队一组治理区，地理坐标：1200201～1201601N，491421～492047E，海拔650～700m之间，东西宽约10.74km，南北长约12.14km。行政区划涉及海拉尔区哈克镇谢尔塔拉农场，属额尔古纳河水系海拉尔河流域，属呼伦贝尔高平原区。气候为温带大陆性季风气候，春季多风少雨，气候干旱；夏季温凉短促，降雨集中；秋季降温快，霜冻早；冬季漫长而寒冷。年均气温-2.1℃。≥10℃有效积温1936.2℃，无霜期103d，最大冻土深2.85m。年日照时数平均为2807h。多年平均降水量352.3mm，年蒸发量1300mm。自然植被属于典型地带性草甸草原植被；土壤类型以水平地带性分布的黑钙土为主，兼有少部分暗栗钙土[2]。

2 谷坊的设计

选一典型侵蚀沟（U型），沟长1500m，顶宽4m，沟深2m。

2.1 谷坊间距计算[3]

L=H/（I-I′）=1.0/（0.05-0.008）= 23.80（m）

式中：L——谷坊间距m；

H——谷坊底到溢洪口底高度（H取1.0m）；

I——原沟床比降取0.05；

I′——谷坊淤满后的比降取0.008。

2.2 谷坊数量的确定

N=1500/24=63（座）

2.3 谷坊溢洪道口设计

溢洪道口尺寸，石谷坊的溢洪口一般在坝顶采用矩形宽顶堰[4]。

2.4 谷坊体积计算

设计谷坊高度为1.0m，宽4.0m，迎水坡1：0.2，背水坡1：0.8，基础埋深0.5m，沟坡结合槽深0.5m，谷坊横部面上坝顶宽1.3m，消力坎长2.6m。

本次设计在侵蚀沟内修筑干砌石谷坊2392座，动用土方25044.24m3，石方44036.72m3。

3 谷坊施工

3.1 定线

根据测定的谷坊位置（坝轴线）按设计的谷坊尺寸，在地面上划出坝基轮廓线[5]。

3.2 清基

将轮廓线内的浮土草皮、乱石、树根等全部清除。

3.3 挖结合槽

沿坝轴线中心，从沟底至两岸沟坡开挖结合槽及削力坎槽[6]。

3.4 砌石

根据设计尺寸，从下向上分层垒砌，逐层向内收坡。块石应首尾相接，错缝砌筑，大石压顶，平整地砌削力坎[7]。要求石料厚度不小于25cm，接缝宽度不大于2.5cm，同时应做到“平、稳、紧”，即砌石顶部要平，每层铺砌要稳，相邻石料要靠紧。

4 谷坊的辅助措施

对流水侵蚀沟采取工程和栽培植物措施相结合办法进行治理，沟头修跌水，沟底修谷坊，并以柳条做成阶梯，减轻大水的冲刷力；将柳条编制成格子，减少冲刷，缓和水流；沟侧土坡插柳枝，育林封沟，顺水保土。柳树的成活率高，根系容易形成网络结构，可有效减缓水流对土坡的冲击，且柳树的生长力旺盛，形成跌水效果要远远高于水泥筑成的跌水工程，在减缓水土流失同时，可增加植被覆盖，改善生态效益[8]。

5 效益分析

进行谷坊工程设计及应用后能有效防止冲刷沟的水土流失，能改善区域生态环境，保护耕地[1]，从经济、生态和社会3个方面都取得了效益，给当地农场的机械化耕作创造了良好条件。

5.1 经济效益

据国家标准《水土保持综合治理效益计算方法》（GB/T15774—1995）、國家行业标准《水利建设项目经济评价规范》（SL72—94）及松辽委《流域水土保持各项措施参数表》等，综合项目区实际，确定每项治理措施的增产定额，经过计算进行经济评价。

5.2 生态效益

水土保持工程实施后，经过水土保持综合治理能够大大改善流域内的生态环境，取得明显的生态效益。

通过采取各项水土保持措施，年保土能力达2.17万t，年蓄水能力达58.64万m3。

5.3 社会效益

通过水土保持综合治理，对原有的水土流失进行根治，减轻了水土流失对土地的破坏。由于各项措施的蓄水保土作用，减轻了坡面、沟道的洪水、泥砂给下游带来的危害，特别是对改善和减轻谢尔塔拉镇区的排洪沟的泄洪压力。各种农业耕作措施的应用，减轻了干旱、洪涝对农牧业生产的威胁。进一步改善了农村产业结构，提高土地利用率，加快群众脱贫致富步伐，促进经济社会的全面发展。

海拉尔区谢尔塔拉水土流失重点治理项目区实施流域内各项水土保持措施，尤其是谷坊工程措施后，对流域内的社会、技术、经济、环境等方面进行了全面的评价。评价结果为：总体治理程度达到国家标准要求，通过合理地调整土地利用结构，优化配置措施，能够从根本上治理水土流失，改善生态环境，流域内基本恢复了过去青山绿水的植被，促进当地农场农村社会经济进步。

参考文献

[1]钟天凤.石谷坊在牤牛河小流域综合治理工程中的应用[J].地下水，2017，39（1）：100-101.

[2]闫瑞瑞，杨桂霞，张宏斌，等.呼伦贝尔草甸草原牧草产量及载畜力估算[J].草业科学，2010（12）：140-147.

[3]耿庆珍，于洋.丘陵区冲刷沟内谷坊工程设计实例[J].黑龙江水利科技，2008，36（3）：180

[4]王洪洋.加筋土石坝漫顶溃坝机理研究[D].北京：北京工业大学，2016.

[5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T16453.3-2008水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术[M].中国标准出版社，2009.

[6]司雪琴，李宏峰.浅议原州区水土保持项目技术标准及要求[J].农业科技与信息，2009（18）：15-16.

[7]王留记，马光宇，陈士新.浅析水土保持综合规划、治理、管理的技术手段与措施[J].河南水利与南水北调，2013（7）：37-38.

[8]孙莉英，蔡强国，陈生永，等.东北典型黑土区小流域水土流失综合防治体系[J].水土保持研究，2012，19（3）：37-40.

作者简介：于春岭（1965-），男，黑龙江依安县，水利工程师，研究方向：水资源保护与小流域治理研究。