陇东黄土高原沟壑区塬面保护防治措施及成功做法探析

陇东黄土高原沟壑区塬面保护防治措施及成功做法探析

毛 ,文 ,科

平凉市新水工程设计咨询有限公司，甘肃平凉，744000

摘要：水土保持历来是国家改善自然条件的重点，2018年经国务院批示，水利部编制完成了《黄土高源沟壑区“固沟保源”综合治理规划(2018—2035年）》，项目的实施在甘肃省平凉市东部黄土高原沟壑区4县（区）取得了良好效果，水土保持效应明显，笔者从中总结了一些优质高效的防治措施和成功的经验，现精炼提出以与广大规水土保持工程划设计和施工建设者相互借鉴学习研讨。

关键词：黄土高原；塬面保护；工程措施；成效；设计探索

1陇东黄土高原沟壑区自然条件特征

⑴气象：陇东黄土高原沟壑区属温带干旱半干旱气候带，夏短而冬长，冬春干旱多风，夏秋阴湿多雨。区域多年平均气温7.3～10.1℃，多年平均年积温3500～4200℃，多年平均年日照2139～2380h，多年平均无霜期142～190d，多年平均风速1.2～1.9m/s，最大风速15～21.5m/s，受地形、地貌影响，六盘山～关山一带东西两侧气候差异性大，阴山、阳山、林地、裸地的小气候各有区别，西部比东部气温约低2～3℃，日照约长100～200h，风速约高0.5～1m/s。

⑵水文：陇东黄土高原沟壑区径流主要来源于大气降水，降水多少直接影响地表地下径流量。根据水文统计分析，区域多年平均降水量430～620mm，降雨在年际与年内的时空变化均较大，年内降水量主要集中在7、8、9三个月，其降水量占全年总降水量的60％以上，且多以暴雨形式出现，而11月至来年3月降水很少，仅占全年总降水量的8％左右，年际间最大降水量是最小降水量的2.5～3.6倍。区域内多年平均蒸发量642.6～875.2mm，蒸发与降水成反比，降水多的地方蒸发小，降水少的地方蒸发大，致使区域干旱指数达1.1～2.0。

⑶地形地貌：陇东黄土高原沟壑区，在雨水长期侵蚀和河川流水作用下，发育有4个具有一定规模的黄土塬，塬面平坦开阔，微向东南倾斜，塬周边冲沟发育，切割深度一般为150～200m。

⑷地质：陇东黄土高原沟壑区位于华北地台的鄂尔多斯台向斜中部，其地层系统属华北台地的一部分。由于构造运动的作用和水流的切割作用，该区出露的最老地层由古生界奥陶系灰岩，但限于局部边缘地段，根据区域地质资料及现场勘察成果，出露较为广泛的地层是白垩系和第四系砂岩砂砾石层和黄土地层，普遍可见的是厚度达70～200m的黄土层，由此构成了黄土残塬和黄土梁峁区，土石山林和岩石砂砾川谷较少。

2陇东黄土高原沟壑区塬面保护综合治理措施

为了控制塬面侵蚀和萎缩，根据黄土塬面侵蚀治理的原则，对项目区基本情况充分论证、分析，在总体布局上全面构建 “塬面塬坡综合治理、沟头沟边蓄排拦截”二层立体防治体系。根据项目区地形地貌特征，以保护塬面为中心，各措施统筹安排布置，因害设防、各有侧重、点面结合。从塬面开始依次布设沟头防护、沟头回填、沟头护坡、涝池、排水渠、排水管、消力池、竖井、消力护坦、谷坊等工程措施和林草措施，达到“塬水有序下沟、沟头不前进，沟头不扩张、塬面不缩小”的防治水土流失的效果。

⑴沟头防护：沟头防护主要以砖封沟埂和土封沟埂两种方式。①砖封沟埂是在距离回填沟头边沿10m处沿沟边线布设的砖砌封沟埂，一般采用M10水泥砂浆砌筑青砖宽0.37m，封沟埂地面以上0.9m，地面以下0.3m，基础高0.5m、宽0.4m采用C25钢筋砼现浇；其下部采用10%水泥土换填厚0.2m，再下部采用人工配合机械原土翻夯厚0.25m，压实系数不小于0.95；②土封沟埂是在距离沟头1～3m处沿沟边线布设的土封沟埂，采用黄粘土夯筑，一般沟埂顶宽0.5m、底宽1.5m、高0.5m，内外边坡为1:1，先开挖基础，然后拉运取土场土料回填，分层碾压夯实，每层厚0.25m，压实系数不小于0.95；对回填土体预留2%的沉陷量并栽植水保林。

⑵沟头回填：根据地形地貌，对沟头比较浅，周围有充足土料的浅湾沟进行回填整治。一般沟头回填坡比1:1～1:1.25，每层回填高度不大于10m设置马道1处,马道宽度1.5～2m,在马道内侧和坡面设置高0.3m、宽0.3m、壁厚0.1m的钢筋砼矩形排水渠；施工时先采用人工配合机械对沟槽及岸坡进行表层清基处理，先开挖结合槽2道，结合槽底宽1.5m，口宽4.5m，高1.5m，开挖坡比为1:1，然后拉运取土场土料回填，分层碾压夯实，每层厚0.25～0.5m，压实系数不小于0.95；对回填坡面土体预留2%的沉陷量并种植苜蓿。

⑶沟头护坡：沟头护坡主要在美丽乡村、特色小镇、旅游景点等地方被使用。根据地方风俗习惯共总结了3种型式护坡。①六棱空心预制块铺筑护坡；②砼现浇或预制块拱形骨架护坡；③砼现浇条形框架结构护坡。护坡完成后在空心处种植苜蓿、黑麦草、三叶草等绿植措施。

(4)排水渠：为了将塬面径流水通过排水渠道汇集至涝池、消力池，排水渠采用矩形、梯形和U型三种型式，设计排水渠流速宜为0.4m/s,纵向坡度宜为0.5%～2%，底宽和深度不宜小于0.4m，转弯半径不宜小于10～20m。

(5)排水管：为了将收集到涝池、消力池的集水顺利输送至沟底平缓处，需设砼排水管、钢带波纹管、PE管等下沟排水管。砼排水管的优点是承压承载能力强，缺点是对地质、转弯角、纵向坡度要求较高，接口较多容易漏水；钢带波纹管缺点是对坡度、回填量、接口密封要求高，优点工程量小、经济划算；PE管是三种材质里面适应地形能力最强，柔韧度最高，密封效果最好，一般设计施工均选用PE管作为下沟排水管。

(6)消力池：为了使下沟排水管相互连接，并且减小水流消能，在下沟排水管末端设置消力池。一般消力池为矩形结构断面，采用长6m、宽2m、侧墙高2.5、顶宽0.3m、底宽1.05、外边坡比1:0.3、底板厚0.5m、顶板厚0.25m的C25钢筋砼现浇池，顶板上部设置高3mDN200钢通风管1根，检修口1处；基础开挖后采用人工配合机械原土翻夯厚0.5m，压实系数不小于0.95，再采用10%水泥土换填基础厚0.5m，压实系数不小于0.95，然后采用C15砼现浇厚0.1m垫层，伸缩缝采用高密度聚乙烯闭孔泡沫板填缝和聚氨酯密封胶止水。

(7)消力护坦：下沟排水管消力池后需设置消力护坦。消力护坦长度根据水位高差和流速一般宜为6～15m，宽3～6m，厚0.5m，护坦采用格槟镀锌覆高耐磨有机涂层格宾，网格型号6×15cm,网箱尺寸取长×宽×高为3×2×0.5m，格宾网箱内的填石粒径要求大小范围在150～250mm，基础采用10%水泥土换填厚1m，夯实干密度不小于1.65t/m³，底部采用人工配合机械原土翻夯厚0.5m，夯实干密度不小于1.6t/m³。

(8)林草护坡护沟：塬面保护项目主要以工程措施为主，但为了美化环境，巩固治理成果，防止回填沟头边坡水土流失，在治理后的沟头周边栽植水保林，达到稳定沟坡和美化环境的目的。一般在回填沟头、马道、土封沟埂、荒坡地和涝池周边栽植水保林和水保草。

3成功经验与做法

多年来，陇东黄土高原塬面保护项目区以水土保持生态工程项目的实施为样板，以点带面，有效地控制了水土流失，对改善生态和农业生产条件、促进农村经济发展起到了积极作用，发挥了显著的生态、经济和社会效益，也积累了丰富的综合治理经验。一是确立了广大群众作为治山治水的治理主体地位，充分调动了广大人民群众的积极性；二是以小流域为单元，实行山、水、田、林、草、路、沟统一设计，采取了工程措施和林草措施相结合，治坡与治沟相结合和“两道”防线的治理方法；三是以人为本、注重民生，统筹规划、突出重点，因地制宜、综合治理，注重科技、突出效益的原则，坚持以保护塬面为核心任务、防治侵蚀沟扩张、控制塬面萎缩为抓手，持续开展黄土高原塬面保护综合治理，结合区域实际，走“谁治理，谁管护，谁受益”的路子；四是在沟头防护、沟头回填、沟头护坡、排水渠、排水管、消力池、消力护坦、林草护塬护沟等方面积累了丰富的施工经验。

参考文献

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