合阳引黄涵闸改建工程水土保持方案分析

侯秀明

（合阳县水土保持和移民工作中心，陕西 渭南 715300）

由于河床下切、河势变化、渠道淤积、灌溉工程不配套等因素影响，合阳引黄涵闸引水困难，需进行引水闸改造建设，这就需对引水闸建设中的水土保持措施进行分析。

1 概况

合阳属暖温带大陆性季风气候，四季分明，多年平均年降水量534.6 mm[1]，降水量年内分配不均，以7—9 月最多，约占全年的58%，1 月最少，7—10 月为汛期，12 月至次年2 月为凌汛期。项目区沿线大部分地区主要为潮土类土壤，伴随有盐土、褐土和棕壤分布，其中主河道大堤内侧一般为盐潮土，大堤两侧多为淤黏土和两合土。工程建设内容包括涵闸工程上游连接段、闸前铺盖段、闸室段、涵洞段、消能防冲段、下游连接段等，围堰为临时建筑物。

2 水土流失现状

项目区位于黄河冲积平原区，区域地形平坦，土壤侵蚀强度为轻度到微度，水土流失主要发生在汛期，占全年流失量的80%以上。

近年来，黄河滩区开发建设项目日益增多，项目建设造成的水土流失急剧增加。此外，滩区开发旅游人为活动频繁以及滩区耕地耕作措施不合理等，经常造成一些面蚀引发水土流失；黄河在汛期行洪时侧岸侵蚀强烈，往往产生岸坡崩塌重力侵蚀，造成泥沙冲入河道淤积河床。根据《土壤侵蚀分类分级标准》（SL 190-2007），项目区属北方土石山区，土壤容许流失量为200 t/（km2·a）[2]。本次改建工程涉及区域由于地质地貌、气候水文、土壤植被等自然条件影响，水力侵蚀为主要土壤侵蚀类型，其次是风力侵蚀和重力侵蚀[3]。

项目区地形平坦，土壤肥沃，农业生产条件得天独厚，是主要的农、副业生产基地。项目区的水土保持主要以人工植被栽培为主体，主要表现为农业植被和林业植被。项目区大面积的植被覆盖不仅降低了滩区的风速和土壤沙化速度，而且能够调节地表径流，固结土体。目前，黄河合阳段堤防堤肩杨柳夹道、堤坡绿草如荫，加上大堤两侧的生态防护林挡风防沙，已经成为一道防洪保障线、抢险交通线和生态景观线。

3 防治措施总体布局

水土流失综合防治措施体系是一个综合防治体系，紧紧围绕“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的方针而制定[4]。防治措施总体上按“点、线、面”相结合的方式进行布局，即以工程水土流失重点防治部位为点，以交通道路为线，以主体工程区、土料场区、弃土场区、临时堆料场区、施工生产生活区为面，全面、合理、系统地布设水土流失综合防治措施体系，达到有效防治水土流失的目的。

主体工程设计中与水土保持相关的措施较多，包括表土清理、开挖边坡防护、排水设施兴建等措施，具有很好的水土保持功能。为避免防护措施重复建设，水土流失综合防治措施体系的设立拟在原有主体工程防护设计的基础上，根据水土保持工程设计原则，进行水土保持工程的措施布局，以形成完整的水土保持防护体系。

3.1 主体工程区

主体工程设计有浆砌石排水沟、浆砌石护坡、混凝土块护坡、植草护坡等水土保持措施，具有很好的水土保持功能，但部分植草护坡标准较低，需补充设计。

水土保持设施布设如下：针对主体工程设计及施工特点，施工中对开挖后裸露的土边坡铺设防尘网进行苫盖；施工结束后，对工程永久占地范围内的土体裸露区域进行土地整治、乔灌草绿化，对坡面进行草皮护坡，对管护区及涵闸填土覆盖区、涵闸硬化平台进行植被绿化恢复。同时，工程土石方施工时采用洒水降尘措施，土石方运输时采用封闭运输方式。

3.2 临时堆料场区

该区用于堆放涵闸拆除、开挖时可回填利用的土方，以及可用于边坡防护、挡土墙砌筑的旧石。该区为堤顶区域，多有林草绿化，堆放前，主体施工进行了清理作业。由于该区堆放的物料以开挖的土方为主，对土壤成分等影响不大，水土保持设计时不考虑表土清理保护。

水土保持设施布设如下：施工前，修建临时拦挡措施，进行防尘网苫盖，四周修建排水沟。施工结束后，对占地区进行土地整治，恢复挡土埂和混凝土排水沟，恢复林草措施。同时，施工单位在建设过程中文明施工，经常洒水降尘，并封闭作业。

3.3 弃土场区

本工程弃土弃渣采取分开堆弃的方式。弃渣主要为拆除的混凝土和无法利用的旧石，该部分直接堆弃到附近城市垃圾场。弃土主要为主体工程清基土、围堰拆除土方以及不能利用的土方，弃土腐质性较好。

水土保持设施布设如下：施工中，施工单位做好洒水降尘工作。施工结束后，进行土地整治，修建排水措施和挡水土埂，实施乔灌草绿化措施及边坡草皮护坡措施。

3.4 土料场区

本工程所设料场全部为土料场，包括壤土料场和黏土料场，占地类型为耕地。

根据施工专业和征地移民专业设计，土料场在施工前进行表土剥离，施工结束后进行复耕。水土保持专业补充施工中增设表土堆放区的临时拦挡和苫盖措施。

3.5 交通道路区

工程施工道路全部为临时施工道路。施工道路路面采用碎石路面。道路运行期，由于施工车辆较多，建设单位要经常洒水降尘。主体工程建成后，临时道路不再使用，施工单位应将碎石进行清理。对于使用现有道路进行扩建的道路，施工结束后可直接交由地方使用。

水土保持设施布设如下：施工前，对征地范围的耕地进行表土剥离，并将表土运至土料场的临时堆土区。施工中，修建临时排水沟，对于扩建道路的部分修建永久排水沟。施工结束后，进行土地整治，恢复植被措施。同时，施工期要经常洒水、降尘，以防止扬尘，保护环境。

4 水土保持措施分析与评价

4.1 工程措施

项目区河道整治工程包括险工、控导工程、护堤、护岸和护滩工程。险工和控导工程是指根据规划治导线修建的河道整治工程，坝体工程施工主要为抛石护土。

4.1.1 抛石护土

项目区河段易被洪水冲刷造成水土流失，尤其是丁坝附近，除受重力、浮力影响外，还受水流冲击的影响，其堤基沉降过程和沉降轨迹比较复杂。为了护堤保土，采用散抛单块石重不小于30 kg 的方式，进行护堤。施工中，要结合实际来水条件，确定块石抛投入水点。以机动翻斗车或10 t自卸汽车运输块石至施工区沿线，局部采用手推车辅助运至工作面，从下向上分层分段抛填。为保持坝头的美观，表面选用较大石块采用乱石排整方式进行排砌，确保接触严密、表面平整。

抛投格栅土枕时，用格栅笼将土枕包住抛投水中。通过近些年的实际应用，利用格栅土枕加固的坝垛抗水流冲刷能力强，稳定性好，水下基本强度不衰减，也未出现老化痕迹。格栅内土枕袋采用高强度编织袋。单袋体积不小于1.0 m3，即长×宽×高不小于1.0 m×1.0 m×1.0 m，袋内填充土料，格栅采用聚丙烯双向土工格栅，网目尺寸为40 mm×40 mm。格栅土枕施工时采用挖掘机填土装袋，人工封口，外包格栅，土枕和格栅用HDPE 材料绳绑扎固定，绑扎完成后，用挖掘机或推土机抛投。

4.1.2 护堤脚施工

护堤脚施工时，先在滩地挖2 m 深坑槽，底宽5 m，内坡1∶1.2，外坡1∶1.5，采用1 m3反铲液压挖掘机挖槽，坑槽内抛投混凝土四脚体（占3/4）或镀锌石笼网兜（占3/4）与散抛石（占1/4）进行护脚。

4.1.3 护坡施工

（1）镀锌格宾网垫。为了减小护坡水土流失，采用镀锌格宾网垫进行护坡。镀锌格宾网垫采用人工装笼，生产厂家先将格宾护垫制作成半成品，然后折叠包装成捆运输到施工工地，在靠近安装位置的平整场地上打开，将组装好的格宾网网箱按设计的平面位置、高程安装在坝体边坡上。填充石料必须是坚固密实、耐风化的石料，经研究确定采用粒径级配好的块石，单块重不小于25 kg[5]。以机动翻斗车或15 t 自卸汽车将石料运输至施工一线，人工将面层石料铺砌平整后，进入封盖施工工序。盖网片和框线与护垫组边框线间每间隔25 cm绑扎1道，同时将所有边（框）线绑扎在一起。

（2）格宾石笼网箱。为了减小护坡水土流失，部分护坡段采用格宾石笼网箱。网箱采用锌-5%铝-稀土合金镀层的低碳钢丝加工而成，网目尺寸为80 mm×100 mm，长×宽×高为2.0 m×1.0 m×0.5 m，采用双隔板结构，箱内隔板间距1.0 m。填充材料选用质地坚硬、软化系数大于0.75、比重大于2.65 t/m3的块石。块石最小粒径大于12 cm，最大粒径一般不超过40 cm。块石填充空隙率小于0.3。格宾石笼网箱施工时，由15 t 自卸汽车将块石填充料和低碳钢丝网箱运输至施工区，局部采用手推车辅助运至工作面，以1 m³挖掘机装石、人工封口，人工辅以简单器具施工。

4.1.4 浆砌石挡墙

为了减小水土流失，工程设计有M7.5 浆砌石挡墙、M7.5 浆砌石护坡、混凝土块护坡、植草护坡、浆砌石排水沟，并对施工生产生活区地面进行了硬化。

挡土墙顶高程91.50 m，底板高程80.40 m，高11.10 m。铺盖上游引渠，两侧挡墙均为直立挡墙，铺盖段长13.00 m，由8.00 m的平直段接半径4.50 m的圆弧，再接3.00 m 长的平直段与上游贴坡连接。平直段采用U 形槽设计，边墙顶宽0.5 m，背坡采用1∶0.2 的边坡，底板厚1.50 m；圆弧及连接段采用悬臂挡土墙型式。进口混凝土挡墙、闸室段基底采用高压旋喷桩，桩径0.5 m，长10 m，间排距1.5 m，矩形布置。桩顶设0.2 m厚水泥土垫层。涵洞段基底采用水泥土搅拌桩，桩径0.6 m，长10 m，间排距1.5 m，矩形布置。为防止③壤土层液化，进口混凝土挡墙、闸室、涵洞段基底采用水泥土连续墙围封。墙深15 m，沿挡墙和涵闸外轮廓在永久缝下布置，共完成挡水土埂1 383 m3、排水沟开挖土方5 911 m3、砌混凝土板2 692 m3，这些措施均有水土保持作用。

4.2 植物措施

植物措施主要是对堤防和边坡进行绿化，以涵养水土、保护堤防。

（1）对堤防边坡进行绿化。堤防恢复后，为防止新修堤防边坡被雨水冲刷，进行植草防护，草种为耐旱型葛芭草，墩距0.2 m，呈梅花形布置。

（2）对回填区、工程管理区等非硬化区域，进行乔、灌、草绿化。在工程管理区，对开挖边坡设计了框格植草。对回填区，根据工程现状，种植花卉和绿化树木，乔木采用雪松、大叶女贞、垂柳、侧柏、石楠球等混栽方式，株、行距为2 m×3 m；灌木为花卉类树木，株、行距为1 m×1 m。对功能区或地势转变的交接处，采用绿篱进行分割，绿篱设计规格为高60 cm×宽55 cm，苗木为石楠或小檗，二者亦可分段栽植，草种采用三叶草等。

（3）种植行道林，对大堤进行绿化。根据黄委堤防建设的有关规定，大堤上种植行道林，种植标准如下：新堤堤顶两侧各植1 行，株距2 m。淤区顶部种植适生林，按照种植用材林、经济林和苗圃相结合的原则进行，适生林株、行距为2 m×3 m。经统计，共种植绿化树木56 853 棵、花卉347 975 棵、绿篱延米4 661 m，种草51.0 4 hm2，草皮护坡64 064 m2。

4.3 临时措施

对堆土进行拦挡，挡土袋高1.0 m、宽0.8 m，堆土表面进行防尘网覆盖，周边设临时土排水沟。临时排水沟坡比1∶1，纵向比降1‰，粗糙系数0.05，断面尺寸按流量1.826 m3/s设计。施工结束后，对占地区进行土地整治，修复淤区挡水土埂、完善混凝土排水沟，采用栽植旱柳、法桐、泡桐（株行距为2 m×3 m）、林间撒播紫花苜蓿等进行植被恢复。土料场全部为河滩地，土料开采前主体设计首先进行表土剥离，施工结束后及时将表土回覆并复耕。

5 结语

通过分析，工程建设防治分为工程区、临时堆料场区、弃土场区、土料场区、交通道路区5个防治区。按照不同布局，采用工程措施、植物措施和临时措施等多种形式进行水土保持防护，可有效减少水土流失，其防护方案和防护工程设计均能满足水土保持要求，可供同类项目进行参考。