白巖灘水庫水土保持方案的探討

丁毅力

（宣漢縣白巖灘水庫工程管理中心，四川 達州636165）

0 引言

水土保持[1]，是防止水土流失，使得丘陵、荒漠等地區(qū)的水土資源能夠得到充分利用的綜合性工程。主要目的是為了改善生態(tài)環(huán)境。目前，我國的水土流失現(xiàn)象還比較嚴重。據(jù)統(tǒng)計[2]，全國土壤侵蝕面積約為490萬平方公里，占國土面積的一半。造成的危害主要有：（1）破壞土地；（2）降低土壤能力，加劇干旱程度；（3）抬高河床，洪澇災害加??；（4）堵塞湖泊，影響水力資源的開發(fā)。因此，采取合理的水土保持措施，對于改善水土流失的問題，顯得十分必要。1980年至今，我國在水土保持工作上面，逐年加大力度，在退耕還林、生態(tài)環(huán)境建設、小流域綜合治理等方面，都取得了較大的成就。水土保持是一項系統(tǒng)性很強的工程，是促進人與自然協(xié)調發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。本文以四川省宣漢縣白巖灘水庫為例，分析了當?shù)氐膶嶋H情況，并結合數(shù)據(jù)，提出了水土保持設計方案。

1 白巖灘水庫水土流失現(xiàn)狀分析

通過對白巖灘水庫所在地-達州市宣漢縣的水土流失情況調查顯示，水庫工程項目建設區(qū)總面積為311hm2，項目位于各樞紐建筑物及施工臨時設施占地布置在亂石灘河段兩岸階地上，主要的占地類型為林地、荒草地和灘地。故該區(qū)域的地勢較為平緩，工程區(qū)水土流失形式以水力侵蝕為主，中強度侵蝕，侵蝕的類型包含面蝕、細溝侵蝕等。工程各建筑物占地范圍屬于宣漢縣中部中、低山中度、強度流失區(qū)，區(qū)域內容許土壤侵蝕模數(shù)為500t/km2·a。當?shù)馗鞣N程度流失的比例如圖1所示。

圖1 水土流失分配比例圖

2 水土保持措施的探討

結合上述當?shù)厮亮魇У奶攸c，在水土保持措施的選擇中。擬根據(jù)不同水土流失防治分區(qū)特點和水土流失狀況，確定各分區(qū)的水土流失防治重點和措施配置。結合本工程區(qū)自然環(huán)境、工程施工建設及運行特點，水土保持方案措施布局采取永久措施和臨時措施相結合、工程措施和植物措施相結合的原則，對工程建設和生產過程中產生的水土流失進行綜合防治。

2.1 總體方案的布局

水土流失的防治方案，首先得進行總體布局。對于該項目水土流失的總體防治措施而言，首先，應該根據(jù)不同區(qū)域的功能特點[3]，對其進行主體分區(qū)處理；然后，再結合各自的分區(qū)特點，采取不同的處理措施。其主要區(qū)域的劃分，如圖2所示。

圖2 總體區(qū)域的劃分

完成主要區(qū)域的分類之后，下一步進行的操作環(huán)節(jié)為：（1）針對每個主體區(qū)域，需再進一步地完成防治區(qū)域細化工作。例如，對于水庫樞紐工程而言，可以分為永久占地區(qū)、施工臨時占地區(qū)等。而永久占地區(qū)又包含水庫淹沒區(qū)、樞紐工程壩區(qū)等；（2）對若干已經劃分好的小區(qū)域，逐項制定針對性的防治措施。如：對水庫淹沒區(qū)，采取庫底清理；樞紐工程壩區(qū)，采取坡面綠化以及修建排水溝等措施。

2.2 邊坡穩(wěn)定計算方法

針對防治分區(qū)措施的典型設計較多，主要包括：永久建筑物的下邊坡臨時防護措施、施工臨時設施區(qū)的復耕措施以及施工公路的臨時防護措施等。限于篇幅，本文僅以渣場區(qū)的穩(wěn)定性為例進行說明。本工程樞紐區(qū)共規(guī)劃6個堆渣場，渠道規(guī)劃56個堆渣場，總占地面積34.74hm2，擋土墻抗滑、抗傾以及對渣場邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)等部分參數(shù)如表1所示。

表1 擋土墻抗滑、抗傾及堆渣場邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)允許值表

堆渣體邊坡主要為大塊體，渣體透水性好，顆粒間無凝聚力，邊坡滑動基本為直線。從坡面上任取一微分體進行穩(wěn)定分析，假設微分重W，則其滑動力計算表達式[3]為：

抗滑力為石渣體與坡面間摩擦力計算公式為：

式中，φ為石渣的內摩擦角，β為堆渣體邊坡坡度。

根據(jù)平衡條件可的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)

考慮地震時邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為：

式中：ESI——作用于I個土條的地震力；作用方向為土條滑動力方向。

3 水土監(jiān)測機制的實施

為保證白巖灘水庫水土保持工程的實施效果。需要對整個流程進行監(jiān)測，其監(jiān)測周期為3年，即覆含整個工程建設期。監(jiān)測時間段包含：項目前期監(jiān)測、施工期監(jiān)測以及運行初期監(jiān)測。采取的監(jiān)測方法有：實地植被情況調查、設置監(jiān)測站監(jiān)測降雨量、植被覆蓋量以及施工定位監(jiān)測等。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，即可分析該項目的水土保持方案設計的合理性。以施工前期為例，具體監(jiān)測過程及內容，如表2所示。

表2 施工前期水土保持監(jiān)測內容和方法

4 結論

通過分析白巖灘水庫的水土流失情況，對該項目提出了水土保持的具體措施。由于工程是以調研的水土分析數(shù)據(jù)為依據(jù)，因此可以知道，該項目沒有水土保持的制約要素存在，即各項措施的采取是合理的，項目的可行性研究是客觀的，能夠進行下一步各項工作的開展環(huán)節(jié)。未來的研究中，主要側重于各個環(huán)節(jié)的實施和效果監(jiān)測，以確保工程設計達到預期目的。

［1］趙巖,王治國,孫保平,等.中國水土保持區(qū)域方案初步研究[J].地理學報,2013,3 (68):307-317.

［2］郭索彥,李智廣.我國水土保持監(jiān)測的發(fā)展歷程與成就[J].中國水土保持科學, 2009,5(7):19-24.

［3］李銳,楊勤科,趙永安,等.中國水土保持管理信息系統(tǒng)總體設計方案[J].水土保持通報,1998,5:41-44.

［4］馬曉燕,邸利,傅志娥,等.朱岔峽水電站2號棄渣場邊坡穩(wěn)定度分析與水土保持措施[J].中國水土保持,2011,5:53-55.