石嘴山市五分沟治理措施及存在问题

段克明　王国善

摘 要：五分沟排域所处的银北地区属于青铜峡灌区下游，地势低洼，地下水埋深浅，大部分农田排水困难，加之灌排设施老化，农田建设标准较低，致使部分区域土壤盐渍化程度较为严重，盐碱地改良与综合治理已成为提高耕地质量、建设高标准基本农田、增加农民收入等最关键、最核心的问题。通过土壤盐渍化治理，改造了中低产田，提高灌区农业生产能力，保障粮食安全和增加农民收入，从而缩小了城乡差距，让农民实实在在地得到了实惠，同时也为打造一个生态良好、景观优美、清新舒适、人与自然和谐发展的绿水城乡打下基础。

关键词：土壤盐渍化；砌护方案；排水流量；治理措施；存在问题

中图分类号：S157 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161132197

石嘴山市是银北地区盐渍化程度最为严重的地区，惠农区及大武口区轻、中、重盐渍区面积占全区耕地面积的24.21%。全市7.67万hm2耕地中盐渍化耕地就有2.61万hm2，占耕地总数的34.00%，这部分耕地土壤含盐量高，目前多为低产田。五分沟位于石嘴山市隆湖经济开发区，由于隆湖地势低洼，农田排水不畅。

1 项目区现状

1.1 五分沟现状

1.1.1 排水系统

五分沟西起第二农场渠（以泄洪溢流堰为起点），向东南方向延伸，穿新区水系，汇入三二支沟，由三二支沟排入第三排水沟，最终汇入黄河，沟道总长8.5km。五分沟控制排水面积0.12万hm2，同时担负排泄洪水，泄洪流量10m3/s。

1.1.2 沟道现状

0+000～4+450段，该段沟道右岸为国营前进农场土地，左岸为隆湖二站村土地，每当发生较大洪水时，溃堤时有发生，造成洪水肆虐农田、村庄。近几年每年汛期来临之前，沟道两侧村名都会自发组织对沟道清淤筑堤，由于筑堤土方均取自沟内，土质为粉土和砂土为主，无法抵御较大洪水。

4+450～7+715段，该段五分沟淤积严重，水生植物茂盛，沟道边坡基本稳定，局部发生滑塌，沟道岸坡及沟道内的杂草、芦苇茂密，两岸边坡主要为人工填土、粉质黏土及壤土。

4+450～7+715段，该段沟道不直接承泄农田排水和山洪水，农田排水和山洪水经过新区水系调蓄后达到排泄水位后，才经新区水系溢流堰、五分沟排入三二支沟。由于沟道排水功能减退，造成沟道逐渐被农田侵占。

1.2 五分沟排域盐碱地现状

1.2.1 盐碱地现状

根据《石嘴山市盐碱地开发利用规划》，项目区总面积0.12万hm2，耕地面积0.04万hm2，盐碱地面积0.08万hm2，其中盐碱地占项目区土地总面积64.7%。轻盐渍区占耕地面积的17.3%，主要分布在地势较低平，排水条件稍差的区域，分布常介于非盐渍区与中重盐渍区之间；中盐渍区面积占耕地面积的36.9%，主要分布在地形较低、排水不畅的区域，以湖泊、洼地边缘多见；重盐渍区面积占灌区耕地面积的10.5%，多分布在排水困难上农下渔的新垦地。

1.2.2 土壤盐碱化的主要原因

1.2.2.1 地形低洼，地下水位高

项目区地形低平，排水困难，地下水位高，黄河汛期，还对沟水形成顶托，使地下水更难排出，这是形成该地区土壤盐化重的最主要的原因。

1.2.2.2 排水不畅

项目区虽然干、支、斗、农沟系形成网络，但由于沟道淤塞，形成排水不畅，排水沟挖深不够，不起排除地下水降低地下水位的作用。已建有的竖井及短沟小站，现已基本报废，不起排水作用，这是造成大部分地区排水不畅，地下水位高，土壤盐化重的原因。

1.2.2.3 渠道渗漏

渠道渗漏是地下水的主要补给来源。据调查，渠道两侧350～500m范围内为渠道渗漏影响区，300m范围内为严重浸渍区，土壤盐化重，局部低洼地，形成为沼泽地带 。

2 项目区概况

2.1 项目区地理位置及范围

项目区涉及石嘴山市隆湖扶贫经济开发区二战村、西轴村，N38°53′18″～38°55′59″，E106°16′57″～106°20′44″。五分沟排水范围东到三二支沟、南到五分沟，西到第二农场渠，北到十四斗渠，控制排水面积0.12万hm2。

2.2 社会经济条件

石嘴山市隆湖扶贫经济开发区，总面积140km2，其中耕地面积0.15万hm2；共辖8个村、3个社区，总人口5.5万人，其中常住人口3.6万人。2014年，实现税收收入8900万元，完成规模以上企业工业总产值5.1亿元，农民人均纯收入达4700元，完成地方财政一般预算收入4767万元，分别比1992年增长了18倍和17倍。

3 工程总体布置

3.1 总平面布置

本次对项目区排水系统整治采用“布局维持现状，对沟道清淤疏浚、岸坡治理为主”的方案。排水系统及沟道线路均维持现状，对五分沟进行清淤整治，解决五分沟排水不畅的问题，规划治理沟道8.5km。

3.2 治理方案

3.2.1 格宾石笼+干砌石护坡

格宾基础由防腐处理的合金钢丝编织成六边形双绞合钢丝网，网孔规格为60～80mm六边形，填充石料粒径60～200mm，基础宽度0.8 m，深0.6m，边坡1：2；护坡采用干砌石护坡厚度为0.3m。优点是耐久性好、抗冲刷能力强、适应地基变形的能力强；透水性好，抗冻胀性能好；对石材的要求较宽松，可因地制宜充分利用当地材料；由于施工方法为干砌，施工时不用水、不用电，施工方便；具有良好的生态效应。缺点是工程造价比传统护坡高，网片内石块的摆放位置有较高要求，且整体性和稳定性较少。

3.2.2 格栅石笼+干砌石护坡

采用干砌石和格柵石笼结合的护坡型式，护坡干砌石厚度为0.3m，压顶及坡脚齿墙采用格栅石笼，压顶格栅石笼为0.5m×0.3m，基础格栅石笼为0.8m×0.8m，边坡1：2。优点是采用材料均为传统材料，施工工艺简单、成熟；抗冲刷能力强；干砌石为透水性材料，抗冻胀性能较好。缺点是适应变形能力较差，格栅的耐久性差。

3.2.3 浆砌石护坡

浆砌石护坡厚0.3m，基础宽度0.8m，深0.8m，边坡1：2。

优点是浆砌石具有较好的整体性、密实性、强度高等特性，故其抗冲能力强，不易变形，耐久性好等特点；缺点是承载力低，抗拉抗剪强度不高。综合考虑：使用时间长，抗冻性能好，适应变形，采用方案1作为本次工程的治理措施。

4 工程设计

4.1 排域分析及排水流量计算

4.1.1 排域分析

沟道治理后排域维持现状不变，五分沟排水面积0.12万hm2，其中耕地面积0.04万hm2，盐碱地面积0.08万hm2，通过疏通沟道来降低沟道水位，对该区域盐碱地改良有着非常重要的意义。

4.1.2 排水流量计算

沟道的主要功能是排渍排涝，除此之外，要考虑泄洪流量。其中五分沟泄洪流量为10m3/s，第二农场渠渠道退水流量4m3/s，设计排渍模数为0.11m3/s.0.07万hm2，设计排水模数0.33m3/s.0.07万hm2。根据沟道运行要求，主要有4种工况。日常排水，即排渍流量；排涝，即设计排水流量；排洪，排涝流量+泄洪流量；渠道退水，具体计算见表1。

通过上述分析计算，五分沟排渍流量0.13～0.186m3/s；排澇流量0.386～0.558m3/s；最大排水流量（工况三）10.386～10.558m3/s。

4.2 沟道开挖设计

4.2.1 沟道比降确定

五分沟沿线控制性建筑物主要有泄洪涵洞、石银高速涵洞、大沙路涵洞、新区水系、沙湖大道、三二支沟等。根据实测资料，五分沟沟头至新区水系段比降约为1/3500～1/4500，新区水系至三二支沟段比降基本为1/2000，由溢流堰进行控制。最终确定五分沟沟道K0+000～K0+532段设计纵比降为1/500，K0+532～K5+736段设计纵比降为1/2000，K5+736～K7+715段设计纵比降为1/4000，K7+715～K7+780段为新区水系，该段不做工程措施。K7+780～K8+500段设计纵比降为1/2000。

4.2.2 沟道横断面设计

根据明渠均匀流公式计算沟道横断面：，式中：Q-渠道设计流量（m3/s）；n-沟道糙率； A-过水断面面积（m2）；R-水力半径（m）；b，h-分别为渠道底宽和水深（m）；i-沟道比降。

4.2.2.1 横断面

现状沟道断面为梯形断面，根据工程环境、工程地质条件、施工条件要求等因素，设计考虑采用梯形断面。

4.2.2.2 沟道边坡

沟道边坡主要根据沟深、土质、挖方情况和边坡稳定要求等因素确定。沟道沟床岩性多为粘性土及壤土，根据现状沟道断面形式，现状边坡为1：1.75～1：2。

4.2.2.3 沟床糙率

沟道边坡主要为干砌石砌护及土边坡2种型式。根据《农田排水工程技术规范》，砌护沟道砌护部分糙率值取0.025，土质边坡糙率取0.029。

4.2.2.4 沟道水力计算

沟道按照最不利水力条件计算、即按照最大排水流量计算。水力要素计算成果见表2。

4.3 沟道治理型式

根据沟道工程地质条件进行分段治理。沟道存在的主要问题是淤积，塌坡情况，故本次设计对沟道边坡进行砌护，结合沟道现状，对五分沟K0+330～K7+715段进行砌护，沟道总砌护长度为7.385km。

沟道砌护采用干砌石护坡，格宾石笼护脚的形式。砌护高按设计水位+0.3进行确定，五分沟砌护高度最终确定K0+330～K0+532 砌护高1.0m，K0+532～K5+736 砌护高1.5m，K5+736～K7+715 砌护高1.9m。

护坡采用300mm厚干砌石的形式。护脚采用800mm×800mm的金属石笼。砌护前边坡铺设土工布，起反滤作用。砌护如图1所示。

5 盐碱地治理存在问题及对策

沟道治理是解决农田排水的一项重要措施，但对于盐碱地治理，不仅要有工程措施，而且要有生物措施相结合的办法，实行综合治理。如果只有工程措施，即便不旱不涝，土壤能够脱盐，但解决不了贫瘠的问题，还是达不到持续增产的目的。发展植树造林，种植绿肥、牧草，采取生物措施，用地养地，才能不断提高土壤的肥力，从根本上改良盐碱地，达到增产、增收的目标。