娄烦县坝滩联合治理工程布局与设计

杨华峰

(太原市水土保持科学研究所)

1 基本情况

娄烦县位于汾河水库上游，全县土地总面积1 289.85 km2，其中水土流失面积 991 km2，占76.83%。据测算，年均土壤侵蚀模数6 500 t/km2，是全省水土流失严重的县份之一。水土流失不但破坏了生态环境，制约了当地经济的快速发展，而且对下游地区人民群众的生命财产安全构成威胁。

近几年来，娄烦县紧紧抓住国家加大生态环境建设力度的大好机遇，积极探索水土保持生态建设新路，以国家和省级水土保持重点防治项目为龙头，采取多种方式，扩大治理规模，提高治理标准，加快治理速度，使水土保持治理呈现良好态势。在水土保持综合治理方面，采取了以机修梯田、淤地坝、坝滩联合治理等为主的水土保持工程措施。特别是坝滩联合治理，效果明显，为弥补高标准基本农田不足，保障粮食安全创造了经验。

坝滩联合治理，是在总结过去淤地坝建设经验的基础上，根据省国土资源厅的土地整理要求，紧紧扭住“耕地”这个山区开展农业生产的基本实际需要，以解决以往打坝淤地时间长、见效慢的弊端。在开展坝滩联合治理过程中，治沟打坝、滩地整理和新修梯田同步实施，使基本农田建设快速发展，既治理了水土流失，又保证了山区耕地增加，为调整农业产业结构、加快小康社会建设创造了条件。

2 坝滩联合治理的必要性

2.1 治理水土流失的需要

娄烦县以黄土丘陵沟壑区为主体，地形极为破碎，植被覆盖稀疏，水土流失严重。持续的水土流失，造成耕地土壤的有机质逐年下降，农作物产量长期低而不稳，抵御自然灾害的能力十分脆弱。采取坝滩联合治理工程措施对土地进行整理，可快速防治水土流失，提高土地生产率和粮食综合生产能力。

2.2 改善农业生产条件的需要

娄烦人均耕地0.3 hm2，以旱坡地占主导。多年来，由于干旱少雨，土地贫瘠，土地生产率低，农业产量不稳，致使农民年收入较低，增长速度缓慢。为改变这种现状，改善农业生产条件，进行土地利用结构调整，提高土地利用率和产出率，实施坝滩联合治理非常必要。

2.3 合理利用土地资源的需要

在长期的沟道淤地坝建设过程中，发现下游沟滩宽阔，地面相对高差很小，绝大部分为其他草地，没有很好利用，造成土地资源极大浪费。如何合理利用这部分土地，将其改造成为高产农田，通过深入研究，实施坝滩联合治理是一个好办法，既能提高防洪标准，又能变荒滩为良田。

3 坝滩联合治理项目区选择

在先行试点过程中，娄烦县已建成了磨石沟、圪徐沟和南梁沟3处坝滩联合治理工程，运行良好，为下一步的推广起到了很好的示范引导。

在坝滩联合治理工程项目区的确定上，其基本思路是围绕已经建成和正在建设的淤地坝坝系，选择下游沟道宽缓、荒草地面积大的地域开展，把淤地坝和荒滩、荒沟整治有机结合起来，使淤地坝工程既能尽快发挥拦泥、蓄水、淤地效益，又能保障下游沟滩地安全生产。据此思路，根据省水利厅水土保持局提出的分期分批建设81条小流域高标准精品坝滩联治工程规划，并结合科技示范园区建设，进行择优选取。根据省财政厅和省国土资源厅的要求，尽量少建骨干工程，降低耕地建设单位面积投资，新增加耕地面积占总整理土地面积的比例不低于40%。

结合上述项目思路与要求，经过认真调查研究，娄烦县下阶段最适宜开展坝滩联合治理工程的区域为凤凰沟、神堂沟、野子沟、寨沟、西沟、独子沟、韩家沟等7处。

4 建设任务、目标与规模

4.1 建设任务

项目建设的主要任务包括:治理水土流失，改善生态环境，减少向下游河库输送泥沙;增加基本农田，促进粮食增产，提高淤地坝效益;改善农村生产条件和生活环境，促进农村经济社会发展。

4.2 建设目标

以增加耕地面积、提高耕地质量为最终目标。通过土地整理，将项目区现有的未利用土地变成耕地，提高土地利用率，使耕地面积有效增加;通过土地平整和土层加厚，将原来高低不平、土壤贫瘠的土地变成高标准耕地，提高土地质量;通过土地整理，因地制宜布局田块，实施规模化经营;依据市场导向，推进农业结构调整，增加农民收入。

4.3 建设规模及布设原则

根据项目建设任务、目标和项目区的水土流失、社会经济现状及发展要求，论证项目综合治理面积和水土保持单项工程规模。在具体规划设计中，遵循下列原则:一是符合水土保持规划和土地利用总体规划的要求;二是增加有效耕地数量，提高土地生产力;三是工程技术可行，经济合理，效益最大化。

5 坝滩联合治理工程设计

5.1 单项工程总体布置

坝滩联合治理单项工程总体布置，结合项目区地形和地物、土地权属、河道、交通道路、田间道路与机械作业要求等，本着因地制宜，最大限度减少挖填方量，节约投资，同时又便利生产和运输的原则，确定单项工程建设布置，逐项(逐块)开展设计。

5.2 单项工程施工设计

5.2.1 平整土地工程

采用散点法计算田块内部平整的总土方量。首先，根据等高线和田坎高度确定地块的大小;然后，在确定的地块内进行土方平衡计算。具体的计算步骤如下。

(1)田面平均高程确定。根据每个田块的已知高程点，加权确定田块的平均高程。如果整个项目区的已知高程点较少，在有些高程点特别少的田块根据地形的变化趋势采取内插法增加高程点，以便保证计算的精度。田面平均高程根据田块的所有已知高程点计算得出，各高程点大于平均高程的是挖方，小于平均高程的是填方。

(2)挖填平均深度确定。挖方区的平均挖深计算，是将大于平均高程的各控制点高程相加除以点数，然后减去平均高程即得。同理，填方区的平均填高计算，是将小于平均高程的各控制点高程相加除以点数与平均高程相减即得。

(3)挖填方面积确定。通过下式进行计算:

挖方面积Ac＝Aahf/(hc+hf)

填方面积Af＝Aahc/(hc+hf)

式中:Aa—测量田块的总面积，m2;

hc—挖方区平均挖深，m;

hf—填方区平均填高，m。

(4)挖填土方量确定。通过下式进行计算:

挖方量Vc＝Achc

填方量Vf＝Afhf

(5)田坎高度、外侧坡度及田块覆土。结合当地地形实际确定田坎高度，一般田坎高度在1-3 m，田坎外侧坡取75°-85°，覆土厚度取0.5 m。

(6)施工方法。土地平整可通过取高填低相互平衡，就地取土的办法平整，尽量减少工程量。平整及覆土步骤为:整平地面后根据沟道两岸地形取土进行覆土，覆土厚度为0.5 m。取土场位于沟道两岸的黄土地，底土平整均可采用74 kW推土机，综合运距按50 m计，推土时在田块内先使用横推法，后使用纵推法，个别零星地边采用人工平整。

经设计计算，选定的7处坝滩联合整治项目土地平整工程量见表1。

表1 坝滩联合整治土地平整工程量计算成果表

5.2.2 排洪渠工程

坝滩联合治理项目区在上游主沟道修建了淤地坝，淤地坝的下泄流量和下游未控制流域面积的集水量采用排洪渠送入下游，在高差较大地方修筑跌水。排洪渠采用土质渠道，断面形式为梯形，跌水采用浆砌石砌筑。根据工程的具体情况，排洪渠的土石方开挖施工以1 m3挖掘机开挖为主，并辅以人工进行修坡。各项工序的内容及质量控制方法如下:测量放线→挖(填)控制断面→沟渠开挖、回填→纵向坡降控制→横向断面整形→交叉建筑物衔接→人工修坡整坡。

5.2.3 道路工程

坝滩联合治理项目区，为了便于交通，沿排洪渠以渠堤代路。一般渠堤宽3.0 m，路基厚度0.5 m，全部为素土夯实，边坡比1∶1。挖排洪渠的土用于垫路，采用推土机推筑压实。

6 结语

坝滩联合治理项目实施后，可将昔日的荒草地变成田成方、路相通的稳产高产田，不仅可以有效控制项目区的水土流失，而且可促进农业结构调整，增加农民收入，发展区域经济，是娄烦县在新形势下对土地利用方式、农业经济增长新模式的有益尝试，将为生态县的建设起到支撑作用。