摘要：小水坪灌區工程始建于上世紀50年代，由于興建年代較早，受當時歷史條件制約，設計技術標準較低，施工質量較差，經過50多年的運行，灌區工程嚴重老化，渠道滲漏嚴重，存在許多險工險段，同時由于配套設施不完善，使得實際灌溉面積銳減，僅有1.73萬畝，遠未達到設計灌概面積。因此，對小水坪灌區進行續建配套及節水改造，搞好灌區的除險加固和續建配套，完善管理設施，改善管理條件，使之達到灌區設計效益，不僅切實可行，也是十分必要的。從水土保持角度而言，該工程為典型線性工程，具有跨距長、點分散等特點，水土流失生態因子差異大，渠系建筑物眾多，水土保持設計難度大，一旦發生水土流失則影響面廣、危害嚴重，因此能否做好灌區的水土保持措施，將直接關系到整個工程水土流失防治工作的成敗。本文通過總結灌區的水土保持設計經驗，提出“必須樹立以線為主、點線結合的思想，并從典型設計入手，才能全方位把握水土流失防治要點”。
　　關鍵詞：灌區，線性工程，水土保持
　　
　　1概述
　　1.1工程概況
　　灌區設計干渠2條，全長46.65km；支渠8條，全長16.83km。續建配套及節水改造工程建設內容主要包括：①灌溉干渠及支渠險工險段加固，防滲改造；②重新修建3座渡槽，其余6座需修補加固；③對21座涵洞除險加固；④更新改造人行橋153處、放水閘27處；⑤危房改造1200m2以及完善其他配套管理設施。工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級，次要建筑物為5級。本工程建設總占地為：52.26hm2，其中永久占地36.78hm2，臨時占地15.48hm2；
　　1.2方案批復情況
　　2009年8月，清遠市水利水電勘測設計院有限公司編制完成《連州市小水坪灌區續建配套及節水改造工程水土保持方案報告書》，2009年10月廣東省水利水電技術中心在連州市，主持召開了方案技術評審會，方案獲順利通過。2010年8月，廣東省水利廳對《方案報告書》進行了批復。
　　2灌區水土保持設計難點
　　經預測，本工程建設擾動原地貌面積52.26hm2，損壞水土保持設施面積18.5hm2，其中應繳納補償費面積6.44hm2，棄土棄渣總量16.07萬m3（含表土剝離），可能造成的土壤流失總量為7910.2t，其中新增土壤流失量為7447.2t。渠道區和棄渣場新增水土流失量依次為4929.1t和1838.6t，分別占項目區新增流失總量的66%和25%，是水土流失防治的重點區域。
　　2.1跨度大、生態因子多變
　　本工程位于連州市豐陽鎮、西岸鎮、東陂鎮境內，灌區設計干渠2條，全長46.65km；支渠8條，全長16.83km。工程具有跨度大，點分散的水土流失特點。
　　區內地勢低平開闊，地面起伏和緩，坡度在5～15度之間。地貌有峰叢洼地、殘丘坡地、剝蝕侵蝕丘陵等。因地質、地形和氣候條件的復雜性，土壤類型主要為：赤紅壤、紅壤以及水稻土等多種土類。該區地帶性植被均為亞熱帶常綠闊葉林，森林覆蓋率較大。據2006年國家衛星遙感水土流失航片成果，連州市水土流失面積31668.68hm2，占連州市幅員面積的28%。
　　2.2灌區建筑物類型多
　　灌區由2條干渠及8條支渠組成，主要有渠道、涵洞、渡槽、水閘和人行橋等渠系建筑物。
　　（1）渠道區
　　渠道均為明渠。干渠沿山邊等高線走，部分為深切方及高填方渠道。本次續建配套及節水工程對渠道防滲采取三面光現澆砼襯砌，對不同的渠道險段采取不同的處理方法，對內坡經常垮方或滑坡渠段主要采取削坡與漿砌石護坡相結合的處理方法；嚴重垮方或滑坡且削坡工程量太大的渠段則改建涵洞渠；對外坡坡腳常垮方或滑坡渠段采取放緩邊坡與擋土墻防護相結合的處理方法。
　　（2）涵洞區
　　灌區總共有涵洞21處，涵洞采用無壓型。本次擬對全部涵洞進行加固改造。
　　（3）渡槽區
　　本工程涉及渡槽類型全部為單排架鋼筋砼渡槽。槽身橫斷面型式主要為矩形和U形。干、支渠上渡槽共9座，渡槽總長967m。本次擬對3座損毀嚴重的渡槽拆除重建，其余6座修補加固。
　　（4）水閘和人行道區
　　本次設計配置153處人行橋，21處放水閘。
　　2.3要求高、標準嚴
　　從水土流失防治區的角度分析，灌區地處廣東省水土流失重點預防保護區，執行建設類一級防治標準。
　　從區域水土保持生態功能重要性分析，灌區沿線的水系東陂河是北江水系連江一級支流，為連州市的重要江河。
　　綜上所述，整個灌區的水土保持生態功能十分重要，必須嚴格執行建設類項目一級防治標準，以保護好工程區的生態環境。
　　灌區雨量豐沛，多年平均降雨量均超過800mm，原地貌侵蝕強度總體為輕度，因此水土流失總治理度、林草植被恢復率、林草植被覆蓋率絕對值向上調整2，土壤流失控制比向上調整為1，即在考慮地區差異后，對這六項指標提出了更嚴格的要求。經調整，渠線區設計水平年水土流失防治目標為：擾動土地治理率97%、水土流失總治理度97%、土壤流失控制比1、攔渣率95%、林草植被恢復率99%、林草植被覆蓋率27%。
　　3灌區水土保持設計思路
　　為合理布設水土保持措施，并分區作典型設計、統計工程量，將渠線區分為渣場、渠道、隧洞、渡槽、倒虹管及泵站共六個防治亞區。因各區的臨時防護措施設計思路基本相同，下文只在渡槽區進行了詳細敘述，其余各區不再重復。
　　3.1渣場區
　　3.1.1土石方平衡
　　本工程共計挖方33.78萬m3；填方22.01萬m3；通過項目區內調配利用后借方4.3萬m3，主要為渠道、渡槽、攔河陂等工區襯砌所需石方及沙礫墊層用沙；工程棄渣16.07萬m3；其中項目區剝離表土5.5萬m3，剝離表土就近選擇地勢低洼地區臨時堆放，并做好臨時攔擋措施和臨時排水措施，施工結束后用作項目區綠化覆土；永久棄渣10.57萬m3，永久棄渣擬在項目區沿線設置永久棄渣場棄置。
　　3.1.2棄渣分布特點
　　灌區棄渣總體為線性、分散分布。
　　單位長度各渠系建筑物棄渣產生量是：總干渠2.26m3/m，涵洞1.06m3/m，渡槽1.28m3/m，人行橋及水閘0.05m3/m。
　　從上述可知，雖然灌區棄渣為線性分布，但單位長度棄渣量并不小，難以就地消納，如果沿線無序堆放，則會形成帶狀“疤痕”，影響景觀。因此考慮對棄渣采取集中定點處置方式，雖然在一定程度上增加了運距，但對沿途景觀破壞小、并且容易集中布設水土保持防護措施。
　　3.1.3渣場規劃
　　（1）渣場選擇原則
　　首先是少占耕地資源，渣場上游集水面積小，周邊無公共設施、工礦企業、居民點等重要保護對象。
　　其次是控制渣場數量和運距。要求在具體施工時，填筑材料優先考慮利用開挖料，盡量做到自我平衡，減少棄渣量和渣場個數。運渣距離一般控制在1km以內，確保集中堆渣方案的可操作性。
　　第三是所選渣場能夠充分利用當地機耕道或者灌區的施工便道，盡量避免新建運渣公路。
　　（2）渣場設置
　　根據上述渣場選擇原則，灌區共規劃了6個渣場，其中山坡型渣場2個、天然凹地型渣場4個。渣場大多位于渠道兩側500范圍內。
　　3.1.4代表性渣場選擇原則
　　因灌區涉及渣場個數較多，不可能在方案報告書階段對其一一進行設計，因此在上述二類渣場中，各選擇代表性渣場作典型設計，并以此推算工程量。然而工程量估算能否接近實際，與是否合理選擇代表性渣場關系密切。
　　本方案在選擇代表性渣場時，主要考慮了如下因素：1）堆渣庫容適中，能反映該類型渣場的平均水平；2）地形、地質、上游區間來水等條件一般化，確保設計的水土保持措施具有可比性。
　　根據上述原則，分別在二類渣場中選出了2個渣場作典型設計。
　　3.1.5典型設計
　　3.1.5.1沖溝型渣場
　　山坡型渣場的最大特點是上游匯流不集中、集雨面積偏小。
　　本工程山坡型渣場坡度大于250，基巖裸露，覆蓋層厚度小于1.0m。因上游無集中匯流區，渣場下游采用重力式擋渣墻進行攔擋。在堆渣邊界設排洪溝截洪，截洪后由攔渣墻左右兩側排至沖溝下游。渣體堆放在壩頂以上按1：2削坡。綜合護坡，渣體堆放在墻頂以上按1：2削坡，坡面采用M7.5砌石框格護坡，框格中間撒播百喜草草籽，形成綜合護坡，堆渣結束后在渣面撒播百喜草草籽。
　　3.1.5.2天然凹地型渣場
　　天然凹地四面環山，渣體堆放在天然凹地內，不會發生滑塌等現象，不設置攔擋、排洪措施。堆渣結束后對渣面進行植被恢復。
　　3.2渠道區
　　3.2.1工程措施
　　從水土保持角度，將渠道區細化為半挖半填段、全挖方段、全填方段。
　　半挖半填段，在挖方段上邊坡設置仰斜式擋墻。為排除擋墻后的積水，在墻體內布設排水孔，水平間距一般2m，上下間距0.6m，孔徑10cm，以梅花狀分布為宜。為防止填方邊坡土石滑塌，考慮在填方坡面用C15混凝土框格護坡，為減少坡面徑流對邊坡的沖刷，將框格設計為截水型，框格成正方形，框格條邊距3m，每個框格條上設寬25cm，高10cm的截水邊，在框格內鋪設草皮，形成綜合護坡。在山區修建旁山渠道時，地形坡度較大，上邊坡來水含沙量較大，為了避免泥沙進入渠道，考慮在渠道挖方邊坡內側每5m高設1.0m寬戧道，并在戧道內側設0.3×0.3m的排水溝，用于攔截坡面來水，然后經過合適的位置，排入渠道下邊坡。
　　全挖方段，在渠道的兩側挖方段，對挖方邊坡設擋墻，擋墻設計思路同半挖半填段。為了避免泥沙進入渠道，考慮在渠道兩側挖方邊坡每5m高設1.0m寬戧道，并在戧道內側設0.3×0.3m的排水溝，用于攔截坡面來水。
　　全填方段，為防止填方邊坡土石滑塌，考慮在兩側填方坡面用C15混凝土框格綜合護坡。
　　3.2.2植物措施
　　3.2.2.1護坡綠化
　　結合當地立地條件，在C15混凝土框格護坡的框格內滿鋪狗牙根草皮。
　　3.2.2.2上邊坡綠化
　　（1）上邊坡為坡耕地治理區
　　在渠道經過上邊坡為坡耕地的地段，水土流失嚴重，對渠道的危害極大。為防治周邊水土流失對渠道造成影響。在渠道上邊坡側密植灌木林帶，林帶寬3～5m。選用低矮灌木大葉黃楊，品字型等高排列，株距0.3m。待苗木生長穩定后，在空閑裸露地撒播三葉草，撒播密度為12g/m2。
　　（2）上邊坡為非耕地治理區
　　根據占壓地類、土壤情況、地形地貌等生長條件進行造林布置。
　　占地類型以林地、灌林地為主的地段，土層較厚，土壤養分充足，適合高大喬木的生長：1）在渠道兩邊較瘠薄的地段，株間混交馬占相思、杉木，株行距4×4m，品字型等高排列；2）在渠道兩邊土層較深厚的地段，株間混交大葉女貞、九里香，株行距3×3m，品字型等高排列3）在渠道兩側土層淺薄不宜栽植深根系高大喬木的地段，帶狀混交大葉黃楊、夾竹桃，兩者為淺根系植物，根系橫向擴展，株行距1×1m，品字型排列；4）在沿線平緩地段，種植慈竹純林，其根系橫向平展，對表層土能起到很好的水土保持作用，慈竹間距2×2.5m，品字型排列。
　　占地類型以荒草地為主的地段，采用如下混交林方式：1）在坡度10～20°的地段，株間混交馬占相思×夾竹桃喬灌混交林，馬占相思株距2.5m，行距3m，定植點矩形排列。夾竹桃間植于栓皮櫟中，間距2.5×3m。2）在10°以下地段，移栽毛竹純林，間距2m×2m，品字型等高排列。
　　待苗木生長穩定后，在空閑裸露地撒播百喜草。
　　3.3涵洞區
　　涵洞為地下建筑物，地表的水土保持措施相對較簡單，主要考慮涵洞進、出口部位。
　　出于對自身安全的考慮，主體設計對洞口開挖面采取了加固，防止坍塌和水土流失，因此方案僅補充截排水工程。在洞口上方及周邊修建截排水溝，過水斷面尺寸為深0.5m，底寬0.4m，頂寬0.6m。
　　施工結束后在洞口空閑裸露地種植百喜草，密度為12g/m2。
　　3.4渡槽區
　　3.4.1臨時措施
　　鑒于該區建筑物布置和地形的特殊性，水土保持措施主要以施工臨時防護措施為主。
　　（1）編織袋攔擋
　　施工棄渣在轉運到渣場前，將臨時堆放在渡槽兩端和渡槽支撐周邊，需采用編制袋進行臨時攔擋。具體操作程序為：開挖的土方裝袋后，就地攔擋施工開挖料，待回填時再拆袋，多余的土方在施工結束后拆除，用作項目區綠化覆土。攔擋尺寸一般高0.6m、寬1.0m。
　　（2）臨時截排水溝
　　在渡槽兩端、渡槽支撐周邊開挖土渠，以臨時疏導雨水和減小坡面徑流對開挖面的沖刷。由于施工時間較短，采用簡易溝道，過水斷面為梯形斷面，頂寬0.5m，底寬0.3m，深0.2m。
　　3.4.2植物措施
　　在渡槽支撐周邊征地范圍內，行間混夾竹桃、九里香，混交株距0.5m，行距0.75m。
　　在渡槽兩端：1）在土層較深厚的地段，株間混交馬占相思×夾竹桃，株行距3×3m，品字型等高排列；2）在土層淺薄不宜栽植深根系高大喬木的地段，帶狀混交大葉黃楊×夾竹桃，兩者為淺根系植物，根系橫向擴展，株行距1×1m，品字型排列。
　　施工結束在空閑裸露地，撒播百喜草。
　　3.5水閘及人行橋
　　水閘及人行橋區，水土保持措施主要以施工臨時防護措施為主，設計思路同渡槽區。
　　施工結束后，在空閑裸露地撒播百喜草。
　　5結語
　　灌區工程一般由水源區、渠道組成。從水土保持角度，水源區為點式工程，水土流失部位較集中，易于采取集中防治措施，而渠道區為典型線性工程，涉及區域廣，局地氣候特征變化大，穿越的地形復雜多變，水土流失生態因子差異大，渠系建筑物類型多，野外踏勘工作繁重，水土保持設計難度大，一旦發生水土流失則影響面廣、危害嚴重，因此能否做好渠道區的水土保持措施，將直接關系到整個工程水土流失防治工作的成敗。在渠道區水土保持設計中，必須樹立以線為主、點線相結合的思想，并從典型設計入手，才能全方位把握水土流失防治要點。
　　參考文獻
　　1.《連州市小水坪灌區續建配套及節水改造工程水土保持方案報告書》，2009年，清遠市水利水電勘測設計院有限公司