王士建

（河南省豫北水利工程管理局，河南 新乡 453000）

1 小流域治理及意义

1.1 小流域治理

小流域治理是以小流域为单元，依据水土流失规律治理流域内的水土流失为中心，以基本农田优化结构和高效利用及植被建设为重点，以提高生态经济效益和社会经济持续发展为目标，建立既具有水土保持又具有高效生态经济功能的综合治理模式。

1.2 开展小流域治理的意义

开展小流域治理是贯彻落实建设生态文明和建设美丽中国的一项重要措施，是保障生态安全的需要，对改善当地小流域生态及环境系统具有重要意义。

小流域治理工程是一项综合性强，工程建设的标准高，要求严，必须有科学的技术指导和强有力的技术支持，才能确保该项工程的顺利实施。

2 项目概况

为了进一步加快河南省太行山区治理步伐，改善老区农业基础生产条件，河南省水利厅组织编制了《国家水土保持重点建设工程河南省2013—2017年建设规划》（以下简称“规划”），2012 年9 月，财政部、水利部进行了批复。林州市洹河项目区已列入“规划”内，包括洹南、洹中、凤凰山等3 个小流域，总面积189.20 km2，规划治理面积107.85 km2。共涉及姚村镇、横水镇、城郊乡、合涧镇、采桑镇、东姚镇等6个乡镇和龙山、桂园2个街道办事处的47个行政村（居委会）。

林州市洹河项目区在2013—2016 年度工程的基础上，2017 年度规划治理洹中、凤凰山两个小流域，治理面积20.00 km2，其中洹中治理面积14.87 km2，凤凰山治理面积5.13 km2。

凤凰山小流域位于太行山东麓，属于浅山区，整体地势西高东低、南高北低，最高点位于南部山岭处，海拔430.90 m，最低点海拔301.10 m，相对高差129.80 m。流域内沟壑纵横，山脚处或海拔较低处土层相对较厚些，山体高处地带土薄石厚，植被稀少，冲沟发育，地形复杂，平均沟壑密度1.85 km/km2。

3 项目区气象和地质条件

3.1 气象条件

年平均气温13℃，最冷月为1月，平均气温-0.50℃，最热月为7月，平均气温27℃。极端最高气温40.50℃，极端最低气温-21.20℃，年平均日照2 295 h，年≥10℃积温5 082.50℃，无霜期211 d。多年平均降水量611 mm，多集中在6—8 月份，且以大雨、暴雨为主。

3.2 地质条件

项目区土壤类型为褐土。主要土属有：立黄土、赤金土、褐土性黄土。其中立黄土是本区最大土属，占总面积的52%，土壤理性0～32 cm 为浅灰色中壤，粒状结构、松散、植物根系多；赤金土占40%，土壤理性0～24 cm 为浅棕黄色中壤，碎屑状结构、松散、植物根系多；其他占8%。

4 小型拦蓄引排水工程设计

4.1 设计依据

4.1.1 规范、规程

《水土保持综合治理规划通则》《水土保持综合治理技术规范》《水利水电工程制图标准水土保持图》《北方土石山区水土流失综合治理技术标准》。

4.1.2 有关文件

《国家水土保持重点建设工程河南省林州市洹河项目区建设规划（2013—2017）》《水土保持小流域综合治理项目实施方案编写提纲（试行）》《水土保持建设项目前期工作暂行规定》《水土保持工程概算定额》等技术规范、技术资料和有关文件。

4.2 小型蓄水工程设计

雨水集蓄工程是小流域综合治理的一项主要工程。项目区位于低山丘陵区，缺水严重，建设小型蓄水工程可适当缓解农业灌溉用水问题。

4.2.1 水窖的布设原则

水窖一般布设在坡脚、路边或坡面局部低凹处，水窖的分布与容量根据坡面径流总量、蓄排关系和修建省工、使用方便等原则，因地制宜具体而定。一个坡面的蓄排水工程系统可集中布设一个水窖，也可分散布设若干个较小的水窖，并且考虑防渗、防蒸发措施。水窖的位置，根据有利地形、岩性良好、蓄水容量大、工程量小、施工方便等条件具体而定。水窖进水口上游与排水沟之间布设沉沙池，以便排沙。水窖应设溢洪口，确保水窖安全。

5.2.2 水窖设计

该项目区的水窖布设在坡改梯地块内或经果林地块内，水窖分为两种类型一种为封闭式，另一种为开敞式。封闭式按5 m3/hm2的标准布设，此次水窖根据当地实际需求单座蓄水池设计容积为32 m3，配套设置沉砂池等。

封闭式矩形水窖为地下结构，采用C25S6F100 混凝土浇筑，水池外壁、内壁及顶板顶面、底面采用1:2防水水泥砂浆抹面，厚20 mm，底板混凝土浇筑厚30 cm，侧壁混凝土厚30 cm。单座容积32 m3，长3.30 m，宽3.30 m，深3 m。共布置蓄水池10座。

沉砂池布设在水窖进水口的上游2 m处，排水沟排出的水先进入沉沙池，泥沙沉淀后，再将清水排入池中，具体位置紧靠水窖，沉沙池为矩形，尺寸为1 m×1 m×1 m，C20混凝土池底及池壁厚均为0.10 m。水窖与沉沙池连接处设置铅丝网拦污栅，防止杂物流入。

4.3 排水工程设计

排水沟断面要因地制宜，环山开挖，应能排泄设计洪水。梯田的溢水口与纵向排水沟应用跌水形式联结，以每块梯田为一水平段，以每层田坎高为一跌水，在跌水处做好防冲消能措施（石方衬砌或修消力池）。分层拦蓄，构成较完善的防御体系，达到保护梯田区、林草措施、保土耕作措施区的安全。

4.3.1 排水沟的布设原则

排水沟布设在坡改梯和经果林地的两侧坡面上，用以排除截水沟不能容纳的地表径流，与截水沟较低的一端或两端相连接，最终出口与天然排水道相连接。排水沟根据其排水去处的位置而定在坡面上的比降，当排水出口的位置在坡脚时，排水沟大致与坡面等高线成正交布设。排水沟水量有一部分进入蓄水池，一部分流入天然沟道或渠道中，其断面设计结合当地实际。

4.3.2 排水沟的设计

4.3.2.1 设计流量确定

根据《水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程》，小型蓄排引水工程设计标准采用10 年一遇24 h 最大降雨量，排水沟排洪流量采用修正推理公式Qm=0.28 K0iF求得。

经查《河南省年最大1h 点雨量等值线图》及《河南省年最大1h 点雨量Cv 等值线图》，得出项目区最大1h 点雨量为40 mm，Cv=0.55，Cs=3.50 Cv，取P=10%，查《皮尔逊Ⅲ型曲线的模比系数Kp值表》得Kp=10%=1.72，由此计算得项目区10年一遇最大1 h降水为68.80 mm。

根据流量计算公式：

纵向排水沟采用矩形断面，深0.40 m、底宽0.40m，可满足排水沟超高的要求。

此次设计排水沟5.20 km，矩形断面，底宽0.40 m，深0.40 m，C20混凝土结构，渠壁及渠底厚均为0.10 m。排水沟工程量计算见表1。

表1 排水沟工程量计算表

经计算，土方0.16万m3，C20混凝土0.07万m3，需投工0.27万个，机械台班408个。

6 结语

通过坡改梯工程，蓄水保土，保护耕地资源，提高粮食单产，增加粮食产量；涵养水源、控制面源污染，维护饮水安全；通过营造水保林、封山育林，有效增加植被覆盖面积，减少水土流失，防治滑坡、崩塌与泥石流等，减轻山地灾害；改善农村生产条件和生活环境，促进农村经济社会发展。