凤城市侵蚀沟综合治理措施探析

陈长山

（丹东市水利勘测设计研究院有限公司，辽宁 丹东 118000）

1 侵蚀沟概况

国家农业综合开发侵蚀沟综合治理工程中凤城市共计涉及8 个村，其中，2018 年，刘家河项目区涉及杨家村、尖山子村、刘家河村、秋木庄村、八道河村；2019年，四门子项目区涉及四门子村、方家村；2020年，草河街道项目区涉及山东沟村。

项目区受益村总人口2.12万人，其中，刘家河、四门子、草河项目区人口分别为1.36，0.45，0.31 万人；保护耕地1 767.61 hm2，其中，刘家河、四门子、草河项目区保护耕地分别为731.72，638.61，397.28 hm2；项目区治理侵蚀沟总面积为62.86 hm2，其中，刘家河、四门子、草河项目区治理侵蚀沟面积分别为22.31，11.08，29.47 hm2。

项目区治理侵蚀沟总计153 条，治理侵蚀沟总长度为83.865 km。刘家河项目区治理侵蚀沟37条，总长37.250 km，其中，中型侵蚀沟干沟19条、长16.792 km、沟底平均比降3.60%，小型侵蚀沟干沟18 条、长5.648 km、沟底平均比降10.00%。四门子项目区治理侵蚀沟55 条，其中，中型侵蚀沟18 条、长6.440 km，小型侵蚀沟37条、长5.855 km，侵蚀沟平均比降为1.45%～19.43%。草河项目区治理侵蚀沟61 条，其中，中型侵蚀沟16 条、长20.403 km、平均比降为1.10%～10.00%，小型侵蚀沟45 条、长13.117 km、平均比降为0.90%～111.00%。

2 治理模式

凤城市处于低山丘陵区，治理模式选用以坡耕地侵蚀沟为防治重点，沟头、沟底、沟壁综合防治的模式。沟头修筑排水式防护，配合沟头植物串带和造林；沟底结合山形地势，就地取材修筑石笼谷坊、植物谷坊和过水路面；沟壁采用土工格室护坡和石笼挡墙，防止沟底下切和沟岸坍塌扩张；对侵蚀沟和水线沟毁坏的耕地进行复垦。

3 治理措施设计

3.1 设计洪水

根据地形和实际调查，确定沟道的汇水面积、沟道长度和平均比降等沟道特性。对丹东站和林家台站的降雨资料进行分析，确定各时段设计暴雨。丹东站有48 年的各时段降雨资料，年最大1，3，6 h 降雨均值分别为45.9，66.1，85.0 mm，10 年一遇设计降雨值分别为67.4，99.2，125.0 mm。林家台雨量站设立较晚，但距离项目区较近，共计有8年的各时段降雨资料，年最大1，3，6 h 降雨均值分别为34.6，48.2，63.9 mm，10 年一遇设计降雨值分别为46.0，121.4，150.8 mm。因林家台站资料系列较短，样本的变差系数较大，且不符合一般的水文规律，所以采用丹东站的设计暴雨成果。文中采用水保规范推荐的设计洪水计算公式，分别计算各条沟的设计洪水，再依据现状沟底比降和过水断面，采用曼宁公式试算求得各沟道的水力要素（水深、过水面积、水力半径和平均流速）。

3.2 措施布局

结合地形、沟道特性、气象要素、当地植被分布和村民诉求，对于沟头和坡度较陡的耕地及开荒地，采用退耕还林、补植和植物串带等治理措施。沟底比降超过5.00%，或者侵蚀沟深度超2.0 m 处采用谷坊治理。沟道流速在1.0 m/s 以下，采用天然草皮护坡；流速在1.0～2.5 m/s，采用格室护坡；流速在2.5 m/s 以上，采用格宾石笼护坡或格宾石笼挡墙，格宾石笼以上坡面采用植物串带。对于沟口淤积分汊段，应恢复沟道、复垦耕地；沟道较窄段采用预制混凝土槽整治；沟道被侵占段采用疏通浚深。对于既是作业路，又是排水沟的侵蚀沟，采取单侧设沟路面硬化。

3.3 措施设计

1）沟道削坡整形

为了给后期工程措施和植物措施的布置创造条件，需对侵蚀沟进行削坡整形，维持坡面稳定。根据沟的深度和土壤类型的不同，坡比采用1∶1～1∶1.5 ，沟道宽度按设计流量计算，并结合现状宽度合理确定。

2）填沟工程

为了增加耕地资源、改善耕作条件，采用秸秆填沟工程恢复耕地资源，即先将耕作层土剥离，再用机械开挖深1.0 m、宽1.0 m 的沟，将打捆的玉米秸杆顺沟铺设，铺设厚度为0.5 m，回填剥离耕作层土或外购腐殖土，回填土厚度不小于0.5 m。

3）谷坊工程

结合现场调研和侵蚀沟的发展情况，分别选用柳桩编篱跌水和格宾石笼跌水两种形式防治沟道深切。对于比降陡、运输石材不方便的沟头和沟道较深处选用柳桩编篱跌水，宽度一般为3.0 m，柳木桩行株距为0.5 m×0.5 m，底部和表层设柳桩编篱，中间采用土工袋装土充填；对于石材运输方便且破坏后不会造成较大影响的沟道深切处，采用格宾石笼跌水，台阶式宽高比为1∶1，下游按2～3倍水头设防冲护脚。

4）格室护坡和格宾石笼护坡工程

设计流速大于1.0 m/s 的沟道，采用格室防护或格宾石笼防护。按沟道削坡后的坡比铺设厚度为15 cm 的透水型土工格室，并按5 级堤防要求填筑土料压实，沟底埋置深度为0.5 m。格宾石笼挡墙分两层，基础层为1.0 m×0.5 m（宽×高），上层为0.5 m×1.0 m，基础层只设前趾，前趾宽0.5 m。

5）整地工程

施工中运输建筑材料会扰动、占压干沟两侧和支沟一侧的耕地。项目实施后，对占压的耕地采取深耕、起垄等措施，使耕地恢复原有耕种条件或与侵蚀沟恢复后的耕地融为一体。

6）水土保持林

为了减少坡面汇流，较陡的坡耕地退耕还林，栽植红松，红松栽植株行距为2.0 m×2.0 m。沟头疏林地和侵蚀沟的两侧无硬防护段采取植物串带，树种选用刺嫩芽，以减少水土流失，保护耕地，刺嫩芽串带株距0.2 m，行距2.0 m。

4 治理效果

刘家河、四门子、草河项目实施后，控制水土流失面积分别为10.72，6.39，6.39 km2，保护耕地面积分别为731.72，638.61，397.28 hm2，耕地复垦面积分别为1.29，0.33，1.00 hm2，植物串带面积分别为26.50，7.16，5.65 hm2，退耕还林面积分别为1.74，5.57，0.20 hm2；各项水保措施全部生效后，平均每年可拦蓄径流总量分别为15.00，0.24，16.30 万m3，每年的保土效益分别为7 550，4 900，3 400 t。

5 结语

凤城市侵蚀沟治理采用坡沟综合治理模式，既有坡面的水土保持林，又有针对沟头、沟底和沟壁的综合治理措施。因水力条件、河道特性不同，采用整形、谷坊、护坡、植物串带、退耕还林等工程措施和植物措施，体现了因地制宜、宜林则林的原则，达到了系统治理的要求。经过对项目区实施效果的调研，综合治理措施遏制了侵蚀沟发展，有效保护了黑土资源。凤城市侵蚀沟的治理模式、综合措施，可以为其他地区侵蚀沟治理提供借鉴和参考。