（山西省水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)中心）

1 基本情況

1.1 項(xiàng)目來(lái)源

根據(jù)水利部計(jì)劃安排，2018年山西省農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)黃土高原塬面保護(hù)項(xiàng)目計(jì)劃保護(hù)塬面面積93 km2，總投資4 200萬(wàn)元，其中中央投資2 800萬(wàn)元，地方配套1 400萬(wàn)元。項(xiàng)目區(qū)涉及臨汾市的鄉(xiāng)寧、吉縣、隰縣、大寧、蒲縣、汾西等6個(gè)縣，地貌類型屬于黃土殘塬溝壑區(qū)。長(zhǎng)期以來(lái)，由于水土流失將塬面“撕裂”，塬面逐年萎縮，大片耕地被蠶食，并造成溝頭前進(jìn)、溝岸擴(kuò)張、溝床下切，有的已經(jīng)危及到村鎮(zhèn)居民住地安全，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)塬面保護(hù)項(xiàng)目的實(shí)施，以有效控制水土流失，保護(hù)塬面耕地永續(xù)利用，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和農(nóng)民群眾的收入與生活水平。

1.2 自然概況

隰縣居子村塬面保護(hù)工程，屬于2018年山西省農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)黃土高原塬面保護(hù)項(xiàng)目范圍，位于陽(yáng)頭升鄉(xiāng)后堰塬，距縣城25 km。項(xiàng)目區(qū)塬面面積5.51 km2，共有溝道69條，其中長(zhǎng)度0.05-0.5 km的Ⅲ級(jí)支溝45條，長(zhǎng)度0.5-1 km的Ⅱ級(jí)支溝16條，長(zhǎng)度1-3 km的Ⅰ級(jí)支溝8條，溝壑密度3.7 km/km2。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)主要地貌單元有塬面、梁峁坡和溝谷。大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫11℃，年均降水量517.6 mm，年均蒸發(fā)量1 639.8 mm，屬于半干旱地區(qū)。項(xiàng)目區(qū)的主要土壤類型為褐土。植被類型無(wú)明顯水平分布規(guī)律，大山深處和高山區(qū)有大片天然林，主要分布有側(cè)柏、油松、楊樹(shù)、刺槐等；塬面旱平地栽植經(jīng)濟(jì)林，樹(shù)種多為蘋(píng)果和玉露香梨；立地條件較好的荒山荒坡依托水土保持項(xiàng)目資金營(yíng)造了部分水土保持林，樹(shù)種大多為側(cè)柏、刺槐等。

1.3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況

項(xiàng)目區(qū)土地總面積9 km2，現(xiàn)有農(nóng)業(yè)人口546人，人口密度60人/km2，人均土地面積1.65 hm2。土地利用狀況：耕地面積82.15 hm2，園地239.29 hm2，林地195.5 hm2，草地213.23 hm2，村莊及工礦用地13.6 hm2，交通運(yùn)輸用地28.34 hm2，其他土地面積6.3 hm2。項(xiàng)目區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)以種植業(yè)和經(jīng)果林為主，適宜種植的糧食作物有玉米、小麥等，經(jīng)濟(jì)林以玉露香梨為主。

根據(jù)2017年國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料顯示，項(xiàng)目區(qū)農(nóng)村各業(yè)總產(chǎn)值230萬(wàn)元，農(nóng)民人均純收入4 212元。在總產(chǎn)值中，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值149.04萬(wàn)元，占64.8%；林業(yè)產(chǎn)值47.38萬(wàn)元，占20.6%；畜牧業(yè)產(chǎn)值2.99萬(wàn)元，占1.3%；副業(yè)產(chǎn)值20.93萬(wàn)元，占9.1%；其他收入9.66萬(wàn)元，占4.2%。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要收入來(lái)源為農(nóng)業(yè)。

1.4 水土流失和水土保持情況

項(xiàng)目區(qū)水土流失面積8.47 km2，占總土地面積94.1%。其中，輕度侵蝕面積3.3 km2，占39%；中度侵蝕面積1.9 km2，占22.4%；強(qiáng)烈侵蝕面積0.78 km2，占9.2%；極強(qiáng)烈侵蝕面積0.66 km2，占7.8%；劇烈侵蝕面積1.83 km2，占21.6%。據(jù)測(cè)算，年均流失泥沙量8.7萬(wàn)t，年均土壤侵蝕模數(shù)10 300 t/km2。

截止項(xiàng)目實(shí)施前，累計(jì)完成治理面積3.00 km2，治理度35.4%。工程、林草等治理措施，增加了地表植被，控制了局部的水土流失。由于治理程度較低，水土流失仍十分嚴(yán)重，溝道兩側(cè)岸坡及溝頭無(wú)任何防護(hù)措施，降雨后匯水沖蝕產(chǎn)生溯源侵蝕，溝道不斷發(fā)育，塬面面積依然在逐年減少。

2 塬面保護(hù)工程布局

2.1 塬邊修埂

在塬周邊及支毛溝的溝頭部位，修筑6.9 km土質(zhì)溝邊埂，攔截耕地的匯水，防止產(chǎn)生的徑流蠶食塬面。

2.2 塬面建池修渠

在塬面的地勢(shì)低洼地帶，改造原有的排水系統(tǒng)，對(duì)舊澇池進(jìn)行清淤、鋪底和周邊砌護(hù)，將村莊道路來(lái)水引流至澇池，多余部分排入溝道，從而起到調(diào)蓄洪水、美化環(huán)境，最大限度地控制水土流失，保護(hù)塬面生態(tài)安全。

2.3 溝內(nèi)埋管

從澇池至溝道底部，鋪設(shè)285 m排水鋼管，修建1座消力池，疏導(dǎo)村莊、道路匯水，并安全地將塬面徑流送入溝底，防止塬面侵蝕及溝頭溯源侵蝕。

2.4 坡耕地改造梯田

改造坡耕地為梯田38.25 hm2，以充分?jǐn)r蓄降水，提高土地生產(chǎn)能力，減少?gòu)搅鲗?duì)坡地的沖刷與侵蝕。

3 塬面保護(hù)工程設(shè)計(jì)

3.1 澇池工程

主要建設(shè)內(nèi)容為：改造澇池1處（漿砌石襯砌），鋪設(shè)DN600排水鋼管285 m，新建鋼筋混凝土消力池1座。

3.1.1 水文計(jì)算

設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇6 h最大暴雨標(biāo)準(zhǔn)，水文計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 澇池工程水文計(jì)算成果表

3.1.2 澇池工程設(shè)計(jì)

按照10 a一遇6 h最大降雨量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，澇池的容量必須滿足干旱期所能灌溉的耕地至少1 m3/666.7 m2的用水量，容積確定為582 m3。澇池是在原澇池基礎(chǔ)上更新改造，改造后的澇池為正方形結(jié)構(gòu)，寬22.50 m，長(zhǎng)22.50 m，四周邊坡1∶1，池深3 m。通過(guò)容積計(jì)算，澇池蓄水水深1.56 m即可滿足用水要求?？紤]其他用水需求及排水管道埋設(shè)深度，設(shè)計(jì)蓄水水深1.7 m。池底清淤后為土質(zhì)結(jié)構(gòu)，采用鋪底防滲；四周采用M7.5漿砌石護(hù)坡，厚度0.5-0.3 m；在澇池池頂一周設(shè)置不銹鋼圍欄，欄桿基礎(chǔ)為C20混凝土結(jié)構(gòu)。

3.2 排水管道

澇池排水管道總長(zhǎng)度285 m，設(shè)計(jì)流量2.41 m3/s，進(jìn)出口高差為42 m，水力坡度0.147，管線比阻取0.025 3，管壁糙率取0.012。經(jīng)計(jì)算，管徑為0.58 m。結(jié)合現(xiàn)狀地形，考慮施工方便等因素，管材采用鋼管。

在排水管道的進(jìn)口設(shè)置攔污柵，管道順地形鋪設(shè)，埋設(shè)深度按耕作與最大凍土深度要求，管頂覆土不小于1.0 m。同時(shí)，在管道的水平轉(zhuǎn)彎處設(shè)置鎮(zhèn)墩，鎮(zhèn)墩采用C20混凝土。排水管道采用DN600鋼管，壁厚8 mm，外防腐采用環(huán)氧煤瀝青，厚度不小于400 μm，內(nèi)防腐采用無(wú)毒環(huán)氧涂料，厚度不小于300 μm。

3.3 消力池工程

3.3.1 水力計(jì)算

為適應(yīng)管道出流高水頭、小流量的特性，消力池工程采用深筒式消能井。根據(jù)管道直徑、設(shè)計(jì)流量及尾渠容許波高值，計(jì)算消能井參數(shù)。根據(jù)流量2.41 m3/s、管徑0.6 m，經(jīng)查算確定消能井寬2.1 m，深3.2 m。尾渠中水深Y=b/2=1.05 m。

3.3.2 消力池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

消能井結(jié)構(gòu)采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)×寬＝2.1 m×2.1 m，井深為3.2 m，底板厚0.4 m，井壁厚0.3 m。同時(shí)，在井底中部設(shè)加厚防沖墩，并預(yù)埋鋼板。消能井基礎(chǔ)下設(shè)10 cm厚C15混凝土墊層和1.5 m厚砂礫石換填。

在消能井的下游設(shè)漸變段，與下游的海漫段相接。漸變段為C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)5 m，深2 m，寬度由2.1 m漸變?yōu)?.1 m。漸變段底板厚0.5 m，其下設(shè)10 cm厚C15混凝土墊層，邊墻為直立型，厚0.35 m。下游海漫段采用格賓石籠，長(zhǎng)12 m，寬12 m，厚0.5 m，其下設(shè)0.3 m厚砂礫石墊層。

3.4 溝邊埂工程

項(xiàng)目區(qū)溝邊埂設(shè)在支毛溝溝頭塬邊上，溝邊埂采用梯形斷面，內(nèi)外邊坡均為1∶0.75，頂寬0.5 m，底寬1.25 m，高0.5 m。建筑材料為黃土，壓實(shí)度不小于0.93。共修筑溝邊埂6.9 km，在其上單行栽種油用牡丹，既滿足溝邊埂固土作用，又能提升經(jīng)濟(jì)價(jià)值。共栽種油用牡丹13 800株，株距0.5 m。嚴(yán)格按照苗木規(guī)格和等級(jí)在當(dāng)?shù)孛缙赃x購(gòu)一級(jí)壯苗，苗齡2 a年，株高30 cm，地莖1.2 cm。

3.5 機(jī)修梯田

新修梯田38.25 hm2，涉及李家腰村12個(gè)小斑。水平梯田工程設(shè)計(jì)主要是確定不同坡度下的優(yōu)化斷面。根據(jù)坡度：5°-10°坡耕地，田面凈寬14 m，田坎坡度75°；10°-15°坡耕地，田面凈寬11 m，田坎坡度70°。田坎高度和田坎坡度相適應(yīng)，做到堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固，有利于地埂的開(kāi)發(fā)利用。

4 綜合效益分析

4.1 社會(huì)效益

項(xiàng)目緊緊圍繞黃土高原塬面保護(hù)，通過(guò)實(shí)施工程措施和植物措施，疏導(dǎo)塬面徑流，保護(hù)村莊和耕地，有效遏制侵蝕溝擴(kuò)張和塬面萎縮，可以實(shí)現(xiàn)減輕自然災(zāi)害和下游防洪壓力的目標(biāo)。在塬面邊緣修筑溝邊埂和栽植油用牡丹，可提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，為推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。

4.2 生態(tài)效益

項(xiàng)目建設(shè)以控制地面徑流和改善生態(tài)環(huán)境為主線，修建的澇池和排水系統(tǒng)，可將村莊道路來(lái)水引流至澇池再排入溝道，從而起到調(diào)蓄洪水、美化環(huán)境的作用。工程與植物措施緊密結(jié)合，可初步形成較完整的水土保護(hù)防御體系，最大限度地控制水土流失，保護(hù)塬面生態(tài)安全。新增水保治理面積5.51 km2，年可減少土壤流失量5.68萬(wàn)t。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益

項(xiàng)目實(shí)施后，將大幅度改善項(xiàng)目區(qū)的農(nóng)村生產(chǎn)生活條件，提高農(nóng)田的蓄水保土能力，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)后勁，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展提供基礎(chǔ)動(dòng)力。修筑溝邊埂6.9 km，可使23.22 hm2農(nóng)田地表徑流大部分就地?cái)r蓄入滲，增加土壤含水量，加上新修梯田38.25 hm2，可大幅度提高農(nóng)作物產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目具有社會(huì)環(huán)境公益性質(zhì)，能有效控制項(xiàng)目區(qū)內(nèi)由于水土流失帶來(lái)的塬面萎縮、溝頭前進(jìn)、溝岸擴(kuò)張、溝床下切問(wèn)題，從而保護(hù)塬面的土地資源。通過(guò)各項(xiàng)水土保持措施的實(shí)施，項(xiàng)目區(qū)的水土流失可得到有效控制，蓄水保土能力不斷增強(qiáng)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和農(nóng)民生活水平將不斷得到提高，從而加快脫貧致富奔小康的步伐。