刘 燕
(枣庄市水利勘测设计院,山东 枣庄 277800)
庄里水库位于山东省南四湖湖东地区十字河流域,地处枣庄市的滕州市和山亭区境内,坝址位于滕州市羊庄镇西江和前台村北。庄里水库是在十字河上游新建的一座具有综合功能的大(2)型水库,工程等别为Ⅱ等。水库包括大坝、溢洪道、放水洞、发电站、管理区和移民迁占等建设内容。最大坝高33.64 m,坝长3 124 m。水库设计总库容1.33亿m3,兴利库容0.8亿m3,死库容0.07亿m3。多年平均供水量3 857.1万m3,其中滕州市鲁南煤化工基地供水量2 174.4万m3,灌区农业灌溉供水量760.1万m3,生态补水量922.6万m3。水库正常蓄水位114.56 m,防洪高水位116.13 m,汛期限制水位114.56 m,死水位101.32 m。100年一遇设计防洪水位116.72 m,2 000年一遇校核洪水位118.87 m。
由于庄里水库工程安置人口多,所需土地资源也多,且工程所在区域土地资源很少,生产安置土地紧缺。如对淹没区进行适当防护,可有效减少淹没耕地面积,大大减轻生产安置压力。因此,为保护宝贵的耕地资源,减轻生产安置压力,根据当地政府意见及库区的具体情况,在库区善崮村村西~村南、养子峪~横岭村、东江村村南和岩头村村西4处区域,设立抬田防护区。为尽量减少淹没影响占地,设计在库周具备条件的区域修建干砌块石挡土护坡,护坡背水侧填土堆高,提高土地质量。水库抬田防护工程共分为4个抬田防护区,分别是:善堌抬田防护区(47.48 hm2),养子峪~横岭抬田防护区(19.09 hm2),东江抬田防护区(20.22 hm2),岩头抬田防护区(8.51 hm2)。抬田区总面积95.30 hm2,抬田防护区抬田高程为115.06 m,工程涉及所有临时用地均应及时进行复垦。
为保证抬田区以后的土质质量,在开挖和抬田土方放置前需把原表层熟土剥离并存放、看护。开挖土方回填完毕后再把原熟土覆盖到开挖和堆放区上并整平,配合平整过程中的深翻平整,以达到土壤改良的目的。土地平整应当严格掌握标准,一般误差不大于5 cm。表层熟土覆盖完毕后,由于施工车辆的碾压,造成了土地板结密实,此时土地尚不适宜直接耕种。
各区域在抬田之前,原地面高低不平,山坡坡面涝水沿原地面低洼处排入附近的河道中,抬田后,各区域设计地面高程一致,汛期山坡坡面涝水无出路,冲刷抬田区,现状4个抬田防护区均未沿抬田区外边界布设排洪沟拦截坡面径流,易造成抬田区形成渍涝。
合理规划、提高田块归并程度,实现耕作田块相对集中。耕作田块的长度和宽度应根据气候条件、地形地貌、作物种类、机械作业和灌溉与排水效率等因素确定。
1)土地整治。表层熟土覆盖完毕后,由于施工车辆的碾压,造成了土地板结密实,此时土地尚不适宜直接耕种,因此需进行细整平。细整平主要用旋耕梨对土地经行翻耕,翻耕3遍。一是进行田间工程规划。根据地形变化情况布置田间灌排渠系、机耕道路、生产道路、条田或格田。二是确定平整单元。旱作地区以条田为平整单元,水稻种植区以格田为平整单元。三是确定田面适宜坡度。旱作地区在一个平整单元内,横向应做到没有坡度,纵向坡度应满足地面水要求。采用畦灌时,适宜的田面坡度为0.05%~0.5%,最大不超过3%,沟适宜的田面坡度为0.1%~0.5%。水稻种植区的格田则要求田面水平。四是根据田块实际需要,采用浅耕灭茬、耕翻、深松耕、耙地、耢地、镇压、平整土地、起垄、作畦等措施进行土地平整。
2)土壤改良。为培肥地力,使抬田地尽快恢复到原有地力水平,需运用农业技术措施对土壤进行改良。主要措施有深耕、施肥、客土、压沙、种植绿肥、秸秆还田等工程、农艺和生物措施,使耕地基础地力贡献率和生产能力提高。抬田后前2年内应进行深耕,每年深耕2次,深度在30cm以上,同时每年应增加有机肥的投入。
3)科技推广措施。为配合高标准农田建设,提高抬田区的机械化作业水平和科学技术水平,可对抬田区农户进行技术培训,或采取推广高产新品种等措施,对周边农田起推广示范作用,以带动项目区农业发展。
抬田后,各区域设计地面高程一致,山坡坡面涝水无出路,冲刷抬田区,故在各抬田区布设排洪沟拦截坡面径流,将坡面径流在适当位置排入庄里水库中,防治抬田区形成渍涝。
1)流域面积。根据各抬田区周边的汇流面积,推求相应设计标准的排涝流量,根据设计排涝流量计算排洪水沟断面尺寸。设计排涝流量计算公式采用清水洪峰流量公式。
根据《山东省庄里水库工程初步设计报告》中,庄里水库最大24 h净雨总量计算成果,由各不同频率设计雨量的净雨量与面雨量(加上设计前期影响雨量Pa取45 mm)之间的关系,推求出5年一遇径流系数K为0.52。经计算,善固抬田区两排洪沟汇流面积分别为0.275 km2和0.282 km2;养子峪~横岭埠两排洪沟汇流面积分别为0.207 km2和0.628 km2;东江抬田区两排洪沟汇流面积分别为0.142 km2和0.431 km2;小岩头抬田区流域面积为0.598 km2。
2)排洪沟布置。根据抬田区外边界现状地面,依据抬田设计地面,善堌防护区、养子峪~横岭防护区、东江防护区长度分别为445 m和198 m、360 m和550 m、525 m和402 m,均布设2条排洪沟,排洪沟1号和2号。另小岩头防护区,根据抬田区外边界现状地面,依据抬田设计地面,布设1条排洪沟,长度250 m。
3)排洪沟断面设计。依据《中华人民共和国防洪标准》(GB50201-2014)的规定,确定排洪沟设计洪水标准为5年一遇。排洪沟断面为梯形,采用现浇C25混凝土衬砌,厚度20 cm。
善固、养子峪~横岭埠、东江和小岩头抬田区排洪沟断面水力计算详见表1。
表1 排洪沟断面水力计算表
庄里水库是在枣庄市十字河上游新建的一座具有综合功能的大(2)型水库,用以提高地表水开发利用水平,提高十字河流域的防洪能力,缓解水资源紧缺状况,同时可发展农业灌溉和水利发电,对提高灌区抗御自然灾害、发挥水力发电上网调峰的能力将起到积极的作用,实现流域内社会、环境和经济的可持续发展。针对庄里水库抬田地目前存在的问题,提出相应的解决措施,为山东省其他地区新建大中型水库抬田地提供参考。