四官营子小流域治理措施设计分析

林晓静

（辽宁省朝阳县水务局，辽宁朝阳122000）

四官营子小流域治理措施设计分析

林晓静

（辽宁省朝阳县水务局，辽宁朝阳122000）

小流域综合治理是水土保持生态建设的基础和核心，只有通过相关的综合治理，才能改善当地自然生态环境，提高区域防洪能力，促进区域经济发展。本文针对四官营子小流域工程综合治理措施进行了分析论述。

水土保持；小流域；工程布设；治理措施

1 流域概况

四官营子小流域位于辽宁省凌源市东南部，总面积30.95km2。流域形状呈不规则矩形，东西长8.61km，南北均宽3.8km，属土石质石灰岩低山丘陵中度侵蚀区，水土流失较为严重。水土流失特征主要以水力侵蚀为主，以面蚀和沟蚀为主要形式，侵蚀模数2980t/km2·a。流域现有水土流失面积1554hm2，其中：强度侵蚀面积597.4hm2，中度侵蚀面积140.2hm2，轻度侵蚀面积816.4hm2。严重的水土流失，造成了流域荒山秃岭、沟壑纵横。致使小流域的生态环境恶化，严重威胁着当地群众的财产和生命安全，制约了当地经济的发展及农民脱贫致富奔小康的步伐。

2 治理现状

多年来，当地政府认真贯彻、执行省委、省政府为朝阳制定的“以水土保持为中心，以造林种草为重点，实行以工程措施与植物相结合，山、水、林、田、路综合治理”的农业建设方针，开展了以小流域为单元的水土保持综合治理，使当地的自然面貌发生了变化，植被不断恢复，林地面积逐渐增加，生态环境得到改善，群众生活水平进一步提高。到2007年底共治理水土流失面积758.6hm2，占原水土流失面积的32.8%，其中水保林518.9hm2，经济林170.8hm2，退耕建果园68.9hm2。

3 工程建设规模

四官营子小流域总面积3095hm2，水土流失面积1554hm2，计划用5年时间完成综合治理面积1500hm2，其中修水平梯田140.2hm2，保土耕作230.2hm2，经济林543.4hm2，生态修复586.2hm2（建围栏5km，标志碑5个，补植293.1hm2，需苗木102.59万株，挖栽植坑97.75万个），修石谷坊15座，修作业路20km，共动用土石方71.78万m3，人工29.2万工日，机械2125台班，共需树苗102.59万株，种子12754.5kg。需投资578.56万元，其中：国家补助150万元，地方匹配150万元，群众投资及投劳折款278.56万元。

4 单项措施设计分析

4.1 水平梯田设计

在缓坡、中坡区（3°～15°）梯田一般情况下耕作区为矩形，四面或三面通路，路面宽3m。梯田田面长200～400m，以利大型机械耕作和农田灌溉。对少数地形有状的，耕作区应顺总的地势呈扇形，区内梯田埂线亦随之略有弧度。梯田的田面宽度由地面坡度选定，一般以8～30m为宜，最窄不要小于5m。田坎高度随田面宽度而变化，应大于0.8m，一般不超过3m为宜。田坎侧坡与修筑梯田的材料有关，一般以60°～75°为宜。田边应有蓄水埂，埂高0.2～0.3m，顶宽0.3m，内外坡比1∶1。田面平整，里兜水，外噘嘴，留纵坡1/400至1/600。布设详见示意图1。

梯田计算公式：

（1）—（7）式中：

θ—原地面坡度（°）；

β—梯田田坎坡度（°）；

H—梯田田坎高度（m）；

Bx—原地面斜宽（m）；

Bm—梯田田面毛宽度（m）；

B—梯田田面宽度（m）；

b—梯田田埂占地宽度（m）；

h—田埂高度（m）；

d—田埂顶宽（m）。

图1 水平梯田工程断面图

4.2 经济林设计

（1）鱼鳞坑整地。每坑平面呈半圆形，长径1.5m，短径0.8m，坑深0.6m，坑内取生土或石在下沿作成弧状埂，埂宽0.4m，埂高0.2～0.6m（中部较高，两端较低），表土回填。各坑在坡面基本上沿等高线布设，上下两行坑口呈“品”字形错开排列。根据设计造林的行距和株距，确定坑的行距和穴距。树苗栽植在坑内距下沿0.2～0.3m位置。坑的两端，开挖宽深各约0.2～0.3m、倒“八”字形的截水沟。

（2）水平槽整地。主槽长1.6m，槽宽0.6m，槽深0.6m，回土深度0.4m，槽间距0.4m，行距3.0m。附槽长1.6m，槽宽0.6m，槽深0.2m，将熟土回填，生土筑埂，拦水埂要整齐连续，起到拦水拦沙的作用，拦水埂高0.4m，埂宽0.4m，等高布设，“品”字排列。水平槽的设计防御暴雨标准采用10年一遇6h最大降雨。

栽植与抚育。山杏选用一级种子，播种造林。水平槽或鱼鳞坑内种1粒山杏核，山杏播种前要清水浸泡24h，将种子播在槽或坑中，覆土2c m，轻踏，坐水种，以保证苗木成活。造林后1～2年适时进行抚育管理，槽坑内人工除草、松土，加强管理，严禁牲畜破坏。

4.3 生态修复工程设计

按照以自然修复为主，人为抚育为辅的原则实施生态修复。该生态修复区采用混凝土桩间隔围栏与人工管护相结合的方法，并进行人工补植。封育年限5年，封育方法为全封。

4.3.1 围栏及标志牌

围栏水泥桩采用钢筋C 20混凝土桩，规格为长18c m、宽18c m、高210c m，栽后埋深60c m，露出地面150c m。铁丝网格：用12#镀锌铁丝网成宽80c m、网眼20c m×100c m的铁丝网，即横丝每20c m一道，共5道，竖丝每100c m一道，规格每卷60kg，长100m。支柱之间的间隔为4m，将铁丝网捆扎在支柱上。每个封禁班块留2个进出口，每个进出口安装一个混凝土桩柱铁丝网门。在交通要道醒目处、行政区属更迭处、路旁、进山口设立围栏和标志牌。标志牌采用砖砌底座、混凝土结构。设围栏5km，标志碑5个。

4.3.2 补植造林

整地。造林前一年块状（方形）整地，整地时间一般春、夏、秋均可，以前一年雨季之前整地较好，按设计的造林密度确定整地坑数量。整地规格：长0.4m，宽0.4m，深0.4m，回土深度0.3m，坑距1.5m，行距2.0m。将熟土回填，生土在坑下沿筑埂，埂高0.2m，埂宽0.3m，等高布设，“品”字排列。块状（方形）整地坑的设计防御暴雨标准采用10年一遇6h最大降雨。

栽植与抚育。刺槐选用Ⅰ级合格苗木，植苗造林。刺槐苗木规格为：地茎粗度1.0c m以上，根长18c m。每坑栽1株刺槐，刺槐植苗前注意苗木保湿、假植、防止风吹日晒。栽前清水浸泡，栽植时打泥浆，粘生根粉，深栽分层覆土踏实，做到苗木直立，根系舒展。坐水造林，栽后随时浇水，保证苗木成活，栽植时要保护好现有植被。造林后1～2年适时进行抚育管理，坑内人工除草、松土，加强管理，严禁牲畜破坏。

4.4 保土耕作设计

横坡耕作。调整顺坡耕作为沿等高线进行横坡耕种，一般5度以上的坡地垄距为60～70c m，土质粘重、透水性差的坡耕地、垄底比降为0.3%～0.5%左右，反之垄底比降定为0.2%～0.3%。

深松耕法。采用只松不翻或上翻下松加深耕层，打破犁底层的耕作法，耕种结合，创造良好的土壤结构，增加土壤入渗，降低地表径流对土壤冲刷。

4.5 石谷坊设计

石谷坊坝址选在“口小肚大”、工程量小、库容大的地方，下一座谷坊的顶部大致与上一座谷坊基部等高。谷坊类型为干砌阶梯式石谷坊，坝高2m，顶宽1m，迎水坡1∶0.2，背水坡1∶0.8。该小流域规划设计石谷坊15座，布置在大房身北沟。大房身村庄以上，主沟道总长1200m，水平距离1141m，高差59m。溢洪口设在坝顶中间，采用矩形宽顶堰公式计算。

根据相同类型区尖山子小流域，塘坝处集雨面积F站=1.03km2，十年一遇6h最大洪峰流量Q站= 17.8m3/s，确定小流域沟壑设计流量。

比降i=59/1200=4.9%；

沟道淤满后比降取沙土i1=0.5%；

古坊间距L=H/i-i1=2/4.9%-0.5%=45m；

谷坊间距应取45m，考虑到经济等因素，取谷坊间距50m。

F设=0.014km2；

据《治河造林》水利电力出版社文献公式

Q设=（F设/F站）n×Q站；

N取0.67；

Q设=（0.014/1.03）0.67×17.8=1.0m3/s；

矩形宽顶堰公式Q=Mb h3/2；

设b=2.5m；

h=（Q/Mb）2/3=（1.0/1.55×1）2/3=0.4m；

溢洪口底宽2.5m，深0.4m。

护坦：垂直水流方向大于溢水口宽度0.4m，顺水流方向大于谷坊高度0.4m。

4.6 作业路设计

通过耕地和挖方量较大的石质路段，路面宽度不窄于4.0m，其他路段不窄于6.0m，路线尽量环山布置，并通过治理工程的中心位置。路面纵向坡度不大于15°，最小路弯半径不小于15m，路面横向基本水平，两侧配置边沟，并栽植路树。路面宽400～600c m，路两侧边沟宽60c m，深30c m，边沟外侧埂高30c m以上，埂宽30c m。

5 结语

通过对四官营子小流域的水平梯田工程措施、经济林工程措施、生态修复工程措施和保土耕作措施及石谷坊措施的单项工程设计分析，为该流域工程建设提供了可靠的理论依据，也为工程建设奠定了坚实的前期基础工作，同时为类似工程建设提供了参考和借鉴作用。

［1］李凤荣，张凤勇.阜新市黑土区水土流失综合防治措施［J］.东北水利水电，2011（07）.

［2］和继军，蔡强国，路炳军，王学强.密云水库上游石匣小流域水土流失综合治理措施研究［J］.自然资源学报，2008（03）.

［3］何荣星.辽阳县大牛岭水土保持科技示范园工程分析［J］.水利规划与设计，2014（10）：59-61.

T V 213.4

B

1672-2469（2015）05-0037-03

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.013

林晓静（1982年—），女，工程师。