□郭偉紅（河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測總站）

坡耕地專項建設方案典型項目區(qū)措施設計

□郭偉紅（河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測總站）

坡耕地是水土流失的主要來源地之一，大量坡耕地的存在引發(fā)嚴重的水土流失，造成江河湖庫淤積，耕地資源損失，土地生產(chǎn)力降低，影響生態(tài)安全、防洪安全和糧食安全，制約經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。河南省于2013年組織有關人員編制了河南省坡耕地專項建設方案，文章以新密牛店鎮(zhèn)項目區(qū)為例，詳備闡述典型項目區(qū)坡耕地治理措施設計情況。

坡耕地；總體布置；措施設計

1 工程區(qū)概況

根據(jù)《國家發(fā)展改革委辦公廳水利部辦公廳關于開展全國坡耕地水土流失綜合治理工程專項建設方案（2013-2016）編制工作的通知》，并結合河南省坡耕地實際情況，河南省選擇了鄭州市、洛陽市、南陽市、平頂山市、三門峽市、許昌市等6個市的新密、魯山、宜陽、伊川、澠池、南召、禹州和登封共8個縣（市）作為項目縣，并從中選擇了23個項目區(qū)納入專項建設方案。

牛店鎮(zhèn)項目區(qū)位于新密市西部，距縣城約10 km?？偯娣e12.44 km2，耕地面積771.63 hm2，其中坡耕地面積541.92 hm2，宜修梯田坡耕地面積446.85 hm2；亟待維修加固梯田19.34 hm2。經(jīng)過實地調查和通過地形圖量算，項目區(qū)土地及耕地坡度組成如下：土地總面積中＜5°坡面面積358.51 hm2，占總面積的28.82%；5～15°面積864.58 hm2，占總面積的69.51%；15～25°面積20.70 hm2，占總面積的1.66%。耕地總面積771.63 hm2，占土地總面積的62.03%，其中，＜5°面積139.71 hm2，占耕地面積的18.12%；5～10°面積219.37 hm2，占耕地面積的28.42%；10～15°面積412.55 hm2，占耕地面積的53.46%。

項目區(qū)水土流失面積10.86 km2，已初步治理2.57 km2，還有8.29 km2（占項目區(qū)總面積66.70%）水土流失面積亟待治理，水土流失類型主要為水力侵蝕，主要表現(xiàn)形式為面蝕和溝蝕，部分區(qū)域伴隨有崩塌、滑坡等重力侵蝕發(fā)生。區(qū)內(nèi)支毛溝眾多，地形破碎，溝谷大多呈“U”型，平均比降1.90×10-2。根據(jù)測量和計算，項目區(qū)內(nèi)溝壑密度2.50 km/km2，溝壑面積占總面積的7.70%。

項目區(qū)土壤主要為褐土，土質粘性，土壤養(yǎng)分相對較高，土層深厚，利于坡耕地治理耕作。通過坡耕地水土流失綜合治理后，保水、保土和保肥能力將大大增加，有利于地方農(nóng)村生產(chǎn)力的提高，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。

2 總體布置與措施設計

項目區(qū)坡耕地綜合治理工程按照《水土保持綜合治理技術規(guī)范坡耕地治理技術》(GB/T16453.1-2008)等要求，做到“梯一溝一池一蓄一路”等合理配置。工程措施及總體布置為：坡改梯措施面積446.85 hm2，全部為土坎梯田，復修梯田面積19.34 hm2，主要是對項目區(qū)內(nèi)的亟待維修加固梯田進行田坎維修及沖毀田面的填墊、平整等；修建蓄水池76座，沉砂池149座，截排水溝22.47 km。蓄水池、排水溝主要布設在坡面匯流集中，集水面積大的坡改梯內(nèi)，蓄水池與截排水溝相連，根據(jù)實際需要及實地情況新修田間道路17.88 km，栽植護埂植物44.69萬株，設大標志碑4座，小標志碑31座等。

2.1 梯田工程設計

2.1.1 水平梯田斷面設計

水平梯田設計依據(jù)《水土保持綜合治理技術規(guī)范》(GB/T16453.1—16453.6—1996)。一般布置在流域或溝道中下游，坡度在5°～15°之間，土層厚度＞50 cm，土質較好，距村莊較近，靠近水源，交通方便，便于生產(chǎn)耕作的地方。按10 a一遇6 h最大暴雨量設計，根據(jù)坡改梯地塊特點和地質狀況，因地制宜，修建土坎水平梯田，采取機械施工，人工培埂，植物護埂。斷面設計要素，見圖1。

各要素間關系：田坎高度H＝BxSinθ；原坡面斜寬Bx＝H/sinθ；田坎占地寬b＝Hctgα；田面毛寬Bm＝Hctgθ；田面凈寬B＝Bm－b＝H（ctgθ－ctgα）。

2.1.2 田面設計

田面設計以坡度參考，一般是地面坡度越陡，田面寬度越小，相應的田坎越緩；坡度越緩則相反。按照典型設計，確定項目區(qū)田面寬度一般在10～15 m之間，在橫向上須有0.20%～0.30%的比降，利于積水排出。

2.1.3 田坎設計

圖1 水平梯田斷面設計圖

項目區(qū)坡改梯全部為土坎梯田，坡度在5～20°；田坎的側坡從保持田坎穩(wěn)定性考慮，總的原則是田坎越高，側坡越緩，設計中確定田坎側坡時，考慮的因素還有地質土地條件、土層厚度等，田坎側坡的設計根據(jù)項目區(qū)實際情況主要設計有65°和70°兩種。田坎地埂高設計應以能攔蓄設計頻率暴雨為標準，設計埂高為0.30 m，頂寬0.30 m，內(nèi)外坡1:1，埂坎內(nèi)外側坡均為45°。

2.2 維修加固梯田設計

項目工程區(qū)內(nèi)有部分老梯田，梯田部分田坎由于自然因素遭到破壞，出現(xiàn)田坎塌落，田面沖毀等情況。對該部分梯田存在問題進行修復，主要包括田坎維修加固及田面局部平整和客土回填，最終達到新修梯田設計標準。為避免機械對梯田的破壞，增加工程量，加大投資，該部分梯田采用人工施工方式。

2.2.1 田面維修設計

以原田面為參考，對沖毀田面進行外運客土回填修復，回填部位下層夯實，上面留最少40 cm虛土，維修部位回填后應高出原地面10～20 cm。

2.2.2 田坎加固設計

項目區(qū)毀壞梯田全部為石坎梯田，對田坎加固要與原田坎相銜接、嵌實咬緊，要做到大石砌下，低石放穩(wěn)，石縫錯開，小石填縫，分層砌筑，防止鼓凹，側坡齊勻。

2.3 配套措施設計

2.3.1 蓄水池設計

根據(jù)《水土保持綜合治理技術規(guī)范小型蓄排引水工程》（GB/T16453.4—2008）對蓄水池進行設計。蓄水池設計標準按10 a一遇24 h最大暴雨。蓄水池容量設計根據(jù)坡面來水量，結合區(qū)域灌溉面積而定，通過水文計算，項目區(qū)蓄水單池凈容量分別設計為55 m3。根據(jù)項目區(qū)土壤地質條件，按以往施工經(jīng)驗，蓄水池采用矩形池，池口用預制混凝土蓋板封閉，設計凈池長7 m，凈寬3.50 m，凈深2.30 m，凈蓄水量55 m3，壁厚0.25 m，鋪底0.30 m，采用漿砌石基礎，混凝土底板、側板，混凝土空心頂板。建于緩坡上的蓄水池，一般是在臨坡一側埋設管道取水。管道進口離池底的距離，視來沙量大小而定，大則要高些，但至少高于池底20 cm，這樣可以充分利用池內(nèi)蓄水，出水口設閘閥控制。為了防止池中水漫頂，沖毀水池，須設溢水口，設計方法:蓄水池進水處的沉沙池設三個口，一個進水口，一個入蓄水池的蓄水口和一個入排水溝的排水口，三水口高程關系是排水口高程高于蓄水口高程，蓄水口高程低或平于進水口高程。蓄水池封閉蓋板采用混凝土空心頂板，封閉時，在蓄水池一角留一大小為0.50 m×0.50 m的清淤口，方便人員進出蓄水池清淤或定期檢查維護。

2.3.2 沉砂池設計

項目區(qū)沉砂池設計標準按10 a一遇24 h最大暴雨量設計。沉砂池根據(jù)地形，斷面采用矩形斷面，單池容量統(tǒng)一設計為4.50 m3。長3 m，寬1.50 m，深1.00 m，池體用M7.50水泥砂漿砌磚，厚為15 cm，池壁用M10水泥砂漿抹面，再刷3次水泥漿防滲。

2.3.3 排水工程設計

排水溝布設在梯田區(qū)兩端，與坡面等高線正交，大致與梯田兩端的道路同向。建設位置選擇在地質穩(wěn)定，地基穩(wěn)固地段，避免滑坡、坍塌等不良地質地段。排水溝防御暴雨標準，按10 a一遇24 h最大降雨量設計。排水溝斷面設計通過試算法求得。經(jīng)實地調查，所規(guī)劃排水溝匯水面積均＜0.10 km2，按照0.10 km2匯水面積計算，設計洪水流量為0.58 m3/s。

排水溝設計為土質排水溝和混凝土“U”型排水溝兩種。土質排水溝主要布設在地勢較緩、土質較好不易沖刷地段。斷面為梯形，安全超高取0.10 m，糙率取0.04，比降0.02。經(jīng)計算，深0.50 m，底寬0.40 m，邊坡1:1的梯形斷面排水溝可滿足排水要求；混凝土“U”型排水溝主要布設在地勢較陡、土質較疏松易沖刷地段。設計安全超高取0.10 m，糙率取1.80×10-2，比降0.04。采用水深0.40 m，底寬0.40 m，圓弧半徑0.15 m。預制混凝土“U”型槽壁厚8 cm。

2.3.4 田間道路工程設計

田間道路根據(jù)不同的地形、地勢，采取沿溝走邊、沿脊走嶺的方式布設，通常結合排水溝一起修建。項目區(qū)田間道路一般設計為3 m寬的土路，便于小型機械通過及人、畜行走。路面坡度根據(jù)地形而異，最大坡度不能超過12°。同時，為方便村民進地耕作方便，根據(jù)現(xiàn)場地形，在合適地塊及主要路口設進地管涵，長4 m，管涵直徑40 cm，在管涵進出口設計漿砌石“一”字翼墻進行擋護，“一”字翼墻基礎深0.50 m，長1.20 m，高0.90 m，寬0.50 m。施工時結合實際地形，采用半挖半填的施工方式，盡量減少土方工程量。道路應先于坡改梯或同步實施。

2.3.5 梯田埂坎植物防護設計

為有效防護梯田埂坎，應進行植物防護。防護植物選擇適應性強、經(jīng)濟價值高、見效快、生命周期長、對農(nóng)作物生長影響小的黃花菜。此次規(guī)劃栽植黃花菜44.69萬株。護埂植物栽植方式：田埂上部栽植一排黃花菜，株距均為1 m，上下呈“品”字型布置。

2.4 標志碑設計

在項目區(qū)主要交通路口和顯眼位置設計布設標志碑，以起到宣傳作用。本次規(guī)劃在項目區(qū)建設標志碑4座，碑面高2 m，寬3 m，厚度0.25 m；底座高0.50 m，長3.70 m，厚0.50 m；基礎高0.50 m，長4 m，厚0.70 m。標志碑墻體為磚砌結構，外貼黑色瓷片，碑正面粘貼有項目名稱、建設單位，建設時間等字樣的瓷片，標志碑背面粘貼有工程概況等字樣的瓷片。同時，在各地塊內(nèi)布設小標志碑31個，碑面高0.80 m，寬1.20 m，厚度0.20 m；基礎高0.60 m，埋深0.20 m，露出地面0.40 m，長1.50 m，厚0.40 m。標志碑墻體為磚砌結構，外貼黑色瓷片，碑正面粘貼有水土保持生態(tài)建設過程、水土保持圖標，圖斑號等字樣的瓷片，標志碑背面粘貼有水保宣傳標語等字樣的瓷片。

3 結語

河南省坡耕地專項建設方案規(guī)劃項目區(qū)通過4a的建設，水土保持措施全部實施生效后，治理區(qū)可年攔蓄利用水量能力為556.39萬m3。每年保土能力32.31萬t，保土效率76.39%，坡耕地治理度達到77.25%。項目區(qū)水土流失將基本得到控制，生態(tài)環(huán)境明顯改觀，人民生活水平顯著改善，預期經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益顯著。

S157

B

1673-8853（2016）11-0063-03

2016-09-15

（責任編輯：左英勇）

郭偉紅（1979-），女，工程師，主要從事水土保持科研及管理、水土保持方案技術評審、資質管理等工作。