颍东区乌江镇沟塘治理实践

邹 涛

(阜阳市颍东区水利局汤沟排涝站，安徽 阜阳 236000)

水旱灾害是颍东区主要灾害之一，在颍东区区委、区政府的高度重视下，全区人民为防治水旱灾害做出了巨大努力，大大提高了抗灾减灾能力。颍东区每年都有不同程度的水旱灾情，每次灾害均会对全区经济造成较严重的损失，随着经济社会的发展，人口的增加，水旱灾害造成的损失有加重的趋势。因此，水旱灾害在相当长的一段时期内，仍然是颍东经济和社会发展的一大隐患。

1 工程概况

颍东区隶属于安徽省阜阳市，西部与颍州区相邻，南部与颍上县接壤，北部与颍泉区毗邻，东部与利辛县相连。南北宽约30km，东西长约35km，总面积684.9km2。项目区位于阜阳市颍东区乌江镇，西到庙口路，东至乌江，北以阜展路为界，南到济河，覆盖土地面积34.8km2，耕地3.93万亩，人口3.26万，涉及乌江镇6个行政村。

1.1 地质条件

项目区位于济河以北，属于淮北冲积平原。倪湾沟总体上自北向南流入济河，人民沟自东北向西南汇入倪湾河，老小河(济河—倪湾沟)北接倪湾沟，南入济河。倪湾沟两岸地势较平坦，但略有起伏，地面高程一般为24.100～26.800m，河底高程一般为21.500～24.300m；人民沟两岸地面高程一般为26.100～26.800m，河底高程一般为23.200～24.100m；老小河(济河—倪湾沟)地面高程一般为25.700～26.800m，河底高程一般为23.500～24.500m。

本工程区地层属华北地层区华北平原地层分区阜阳小区，主要为第四系全新统(Q4)河湖相冲、淤积层，呈明显的多层结构。土性主要为重—中粉质壤土夹薄层砂壤土、轻粉质壤土或呈互层状，粉细砂、砂壤土或间夹轻粉质壤土层，局部并含有砂礓。

工程区地层上部为第四系全新统地层，地下水类型主要为孔隙潜水，主要受大气降水和河水补给。

1.2 水文条件

颍东区地处暖温带向亚热带过渡地带，属暖温带半湿润性季风气候。季风明显，气候温和，光照充足，四季分明，雨量适中，光热水组合条件较好。冬季多偏西北风，气候干冷，降水较少，夏季多偏西南风，气候潮湿，是全年降雨的主要季节。多年平均气温14.8℃，年极端最低气温-20.4℃，极端最高气温41.4℃。多年平均无霜期约220d，平均降雨量910.1mm。降雨量年际分布很不均匀，最大年降雨量达1616.3mm，最小年降雨量仅447.1mm，相差3.6倍，每年降雨量集中在6—9月份，占全年降雨量的60%左右。多年平均水面蒸发量为970mm，年日照时数2230h，太阳辐射年总量118.7～127.9Kcal/cm2，全年稳定通过10℃期间的积温4769.6～4867.3℃，最大冻土深20cm。

1.3 工程规模

项目区现有大、中沟7条，即倪湾沟、人民沟、团结沟、胜利沟、午济沟、中心沟、温家沟，建成的涵闸有倪湾沟倪家湾闸等，现状引排水条件较完善。目前项目区已打各类机井260多眼，正常年份下，可基本保证项目区的灌溉用水需要。但在遇到严重或特大干旱时，由于济河水位低，加上主干渠倪湾沟多年没有进行治理，从济河引水进入项目区难以实现，同时地下水位降低，从机井取水量也大为减少，由此导致项目区无水可灌，农作物大量减产。

本项目抗旱应急水源为济河新王小庄闸以上蓄水：济河从颍河阜阳闸上游永安闸引水，经济河新王小庄闸节制蓄水，作为项目区抗旱应急水源，通过倪湾沟闸站、老小河扩挖及其他配套工程建设，在发生严重以上干旱等级的情况下，提水至项目区，能保证3.93万亩左右作物播种期和生长关键期最基本用水需求。

本工程的主要建设内容有：①新建倪湾沟闸站，抽灌流量为2.0m3/s；新建团结沟节制闸；②对主要输水线路老小河、倪湾沟及人民沟进行扩挖，扩挖总长度为7.0km，总扩挖方量为9.41万m3。

2 建设思路

2.1 清淤疏浚

对项目区域内自然庄内的沟塘进行清淤疏浚，沟河以计算过的流断面作为控制条件，在满足断面要求的情况下，全部清除沟底淤泥，防止水体污染。

对村内大于1000m2的塘，一般予以保留并清淤扩挖，较小的孤立的塘，予以填埋；每个自然庄，尽量只保留1～2个大的当家塘。

2.2 沟通水系

对原有村内的围沟、蓄水沟、水塘进行清淤后用涵管、连接管与外部河道连接，清除沟上的土坝改建为涵管桥，保持水系畅通，做到污水不集中，脏水留不住。

2.3 沟塘边坡整治

对于清淤的沟塘，施工时同时对边坡进行整治，村内水塘、沟河边坡一般不陡于1∶2，对原沟边塘边的坡滩地，利用挖方土进行回填整治，治理完成后，应做到口线基本顺直，边坡基本平整。

2.4 村内低洼地整平

各自然村内均有不同程度的废坑塘及洼地，利用村内沟塘挖方将村内低洼地填平修整。

通过以上治理方式，可较好地提高村内的水利条件，并为下一步村庄的美化和发展提供一定的基础条件。

3 排水沟断面设计

按照除涝的要求，中小沟设计水面线应与地面平行，且低于地面0.5m左右。根据项目区附近地面坡降，比降取1/8000。

中小沟断面设计采用明渠均匀流公式：

(1)

式中，Q—设计流量，m3/s；n—糙率，取n=0.025；A—过水面积，m2;R—水力半径，m；i—水面比降，取1/5000。其中：

R=A/X

(2)

按梯形断面设计，则：

A=(b+mh)h

(3)

(4)

式中，X—湿周，m；b—沟底宽，m；m—边坡系数，取1∶2；h—水深，m。

村内不同类型排涝沟设计断面参数见表1。

4 桥涵典型设计

在村内生产道路和中小沟交叉处应配置相应的桥涵，以满足生产生活的需要。中沟上新建桥适用断面数据见表2。

表1 村内不同类型排涝沟设计断面参数

表2 大中沟配套桥梁断面参数

本次规划板梁桥主要用于中沟上，跨径为5、8m，桥面净宽5m，设计标准为公路2级设计。桥型为钢筋混凝土板桥，均采用浆砌石重力式桥台。现对跨径5、8m桥梁进行典型设计，桥梁特性见表3。

表3 板梁桥规划数据

4.1 跨径5m桥

采用整体式现浇钢筋混凝土实心板桥，1跨，跨径5.0m，桥长10.6m。桥面净宽5.0m，两边各设宽0.3m的路缘石，总宽5.6m，路面横向排水坡度1.5%，沿桥纵向每隔4.0m每侧设1个PVC排水管。

桥面板为C30现浇钢筋混凝土简支实心板，板长4.96m，板厚0.25m。板端下部铺设1∶3水泥砂浆与桥台台帽连接。桥面设C35钢筋混凝土铺装层，厚0.1m，两侧栏杆高1.1m。

桥台为U型浆砌石重力式结构，桥台底板为C20混凝土结构，长3.0m，宽6.4m，厚0.5m，前墙和侧墙均为M10浆砌石结构，前墙宽5.9m，墙顶设厚0.3m钢筋混凝土台帽。桥台总高度3.4m。

桥台台背填土分层回填夯实，压实度不小于0.94(重型击实标准)，上部设0.3m厚7%石灰土基层及0.2m厚C25混凝土路面。

4.2 跨径8m农沟桥

采用装配式空心板桥，1跨，跨径8.0m，桥长13.6m。桥面净宽5.0m，两边各设宽0.3m的路缘石，总宽5.6m，路面横向排水坡度1.5%，沿桥纵向每隔4.0m每侧设1个PVC排水管。

桥跨结构由4块C30预制空心板构成，板长7.96m，板厚0.4m。中板宽1.24m，边板宽1.24m，外侧带0.3m悬臂。板端下部设Φ200橡胶支座与桥台台帽连接。桥面设C35钢筋混凝土铺装层，厚0.1m，两侧栏杆高1.1m。

桥台为U型浆砌石重力式结构，桥台底板为C20混凝土结构，长3.1m，宽6.4m，厚0.5m，前墙和侧墙均为M10浆砌石结构，前墙宽5.9m，墙顶设厚0.3m钢筋混凝土台帽。桥台总高度为3.5m。

桥台台背填土分层回填夯实，压实度≥0.94(重型击实标准)，上部设0.3m厚7%石灰土基层及0.2m厚C25混凝土路面。

跨径5m上部结构尺寸及配筋采用《公路桥涵设计手册》(河北省交通规划设计院，2004年5月第一版)提供的标准图集；跨径8m上部结构采用交通部公路桥涵标准图JT/GQB 002—1993《装配式钢筋混凝土斜空心板桥上部构造》。

本项目5、8m农沟桥无地质资料。根据淮北地区经验，一般土层地基承载力允许值能达到120kPa以上，本次设计桥台地基承载力按120kPa控制，计算抗滑稳定时，桥台混凝土地板地基土的摩擦系数采用0.35。

U型桥台的稳定计算考虑以下4种工况:①仅受恒载作用；②车辆荷载仅布置在桥跨内；③车辆荷载仅布置在台后破坏棱体上；④车辆荷载同时布置在台前桥跨和台后破坏棱体上。

5 水塘扩挖设计

本项目区的自然村内水塘较多，水塘的作用为平丰水年村内降雨调蓄，增加生态环境美化功能，涵养地下水源。现有水塘由于是历史开挖、积涝等多种原因形成，水塘大小深浅不一，塘边坡一般为1∶1.5～1∶2.5，塘口线曲折不平整。本次设计拟对水塘清淤并进行边坡，塘口整治。

本地区的地下水位为2～4m，因此水塘挖深一般以4～5m为宜，边坡选用1∶2，塘口先尽量顺直，清淤的底淤泥运至村内其他需填塘的位置，优质土用于塘口整平。水塘扩挖典型设计如图1所示。由于水塘一般都与外河不相连接，为做好水系沟通，在水塘临近外河的一侧，采用直径0.8m的波纹管进行连通，埋深一般为3m，可使水塘内积水及时外排，污水不滞留，不淤积。

6 沟河塘土方工程施工

(1)河道开挖应以现有中线作为参考，道路侧边缘尽量留>1m为控制线，并进行顺直，沟口线距现有道路较近。施工时应采用围堰拦断河道，陆上施工机械开挖的方式分段施工，如需围堰填筑应利用河道滩地土方，河道疏浚完成后再予以拆除回填，不另设取土场地。

图1 水塘扩挖典型设计示意图

(2)河道开挖土方应首先用于河道两侧低洼地，并进行整平，其余应运至现状村内所需坑塘回填。运输时应注意环境保护，车辆应采取车厢防护等措施，运输过程中淤泥不应出现洒落现象。

(3)河道土方开挖完成后，应对河道边坡进行修整和必要的碾压。边坡应满足设计要求，河口线应平整、顺直，不得出现局部凸凹、塌陷、滑动等现象。

原河坡凹陷处需进行回填，处理时应先将原河道淤泥清除，原老河道岸坡清基并开挖成约30cm宽、20cm高台阶，台阶向内侧倾斜1%坡度，再逐层回填，回填土不得采用淤泥、腐殖土等不合规范要求土方，在施工时严格30cm一层摊铺并逐层压实。回填土宽度应超出设计边坡≥30cm，待压实后再修坡整平，回填土压实度≥0.92。

(4)本次施工中有桥梁的地段，如桥梁施工与河道施工同时进行，应在施工时确定施工边界线，不应影响桥梁的护坡和桥台施工，防止对桥梁产生不良影响。

7 结语

本方案在主体工程防护的基础上，从防治水土流失、恢复水土保持功能的角度，对裸露的地表采取林草植被恢复和绿化美化措施，在技术上考虑了植被的快速覆盖要求。完整的水土流失综合防治体系的建立，可以有效控制工程建设造成的水土流失。经分析计算，方案实施后，扰动地表治理率95%以上，水土流失治理程度97%以上，林草覆盖率30%，植被恢复系数98%。

随着本方案的实施，项目区环境和水土保持工程将得到恢复和加强，保障了主体工程的安全和使用寿命，同时完整的环境和水土流失防护体系不仅保护了环境，控制了水土流失，而且区域环境得到极大改善。