和順縣井子水庫(kù)工程區(qū)水土保持措施研究

畢 鑫

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）

水庫(kù)工程建設(shè)所導(dǎo)致的水土流失，與自然條件下形成的水土流失差異較大，其強(qiáng)度和范圍，主要和地面擾動(dòng)有關(guān)。主要特點(diǎn)：一是范圍較小，以工程建設(shè)區(qū)為主，直接影響區(qū)為輔；二是局部破壞強(qiáng)度大，人為水土流失嚴(yán)重；三是分部工程造成的水土流失各異，需采取不同的防治措施；四是由于施工期較短，挖填方區(qū)需要布置臨時(shí)防治措施。只有充分了解其水土流失特點(diǎn)，并根據(jù)工程建設(shè)所在地的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的水土保持措施，才能達(dá)到預(yù)期的水土保持目標(biāo)。下面以和順縣井子水庫(kù)為例，探討水庫(kù)工程項(xiàng)目區(qū)的水土保持措施。

1 工程概況

井子水庫(kù)屬于新建的應(yīng)急水源工程，壩址位置在和順縣清漳東源梁余河支流井子河上，是一座集城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉兼顧防洪的?。ㄒ唬┬退畮?kù)。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，校核洪標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇，樞紐建筑物為Ⅳ等4級(jí)，總庫(kù)容128.2萬(wàn)m3，年供水量 70.59 萬(wàn) m3。

樞紐工程由大壩、溢洪道和導(dǎo)流輸水洞組成。大壩采用混凝土面板堆石壩，壩頂寬4 m，壩頂長(zhǎng)166.0 m，最大壩高29.5 m，壩頂上游側(cè)設(shè)L型C30鋼筋混凝土防浪墻，壩頂下游側(cè)設(shè)0.5 m×0.5 m的M7.5漿砌石排水溝，排水溝頂部設(shè)C25混凝土蓋板。

溢洪道布置在大壩右側(cè)，位于大壩軸線0+101.5-0+118.5 m處，為正槽開(kāi)敞式溢洪道。設(shè)2孔，單孔凈寬7 m。設(shè)1 m寬中墩，總寬度15 m。溢洪道總長(zhǎng)度53.12 m，由控制段、泄槽段、挑流段和尾水渠段組成。

導(dǎo)流輸水洞位于水庫(kù)樞紐左側(cè)的山體內(nèi)，從上游到下游依次為引渠段、進(jìn)口閘室段、漸變段、洞身段、出口輸水控制室，洞長(zhǎng)135.35 m，洞底縱坡0.005。

水庫(kù)工程組成包括樞紐工程、上壩公路、管理站、輸電線路、臨時(shí)工程、石料場(chǎng)、棄渣場(chǎng)、水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)和移民安置及專項(xiàng)改建等，總占地面積17.47 hm2，其中永久占地面積13.17 hm2，臨時(shí)占地面積4.30 hm2。工程開(kāi)挖回填土石方總量28萬(wàn)m3，其中挖方 9.8萬(wàn) m3，利用3.6萬(wàn)m3，調(diào)入 14.2萬(wàn) m3，調(diào)出1萬(wàn)m3，棄方9.08萬(wàn)m3。工程總投資5 457.74萬(wàn)元，其中土建工程投資4 379.25萬(wàn)元。2013年12月開(kāi)始施工準(zhǔn)備，總工期為2年，2015年底主體工程全部完工。

水庫(kù)工程區(qū)的土壤類型主要為山地褐土，植被以落葉闊葉林為主，覆蓋率較高，以水力侵蝕為主，水土流失較輕。

2 水土保持措施布設(shè)研究

為了最大限度地減少人為水土流失，按照不同施工區(qū)域的具體情況，依照主體設(shè)計(jì)安排，采取相應(yīng)的水土保持措施，以形成完整的防護(hù)體系。

2.1 樞紐工程防治區(qū)

主體設(shè)計(jì)中已安排在面板堆石壩下游側(cè)設(shè)0.5 m×0.5 m的M7.5漿砌石排水溝，漿砌石工程量為503.5 m3，但沒(méi)有考慮施工過(guò)程中的臨時(shí)防護(hù)。根據(jù)施工特點(diǎn)，需新增臨時(shí)堆放土方的攔擋、苫蓋及排水等臨時(shí)防護(hù)措施。在臨時(shí)堆土坡腳用編織袋裝土進(jìn)行攔擋，編織袋長(zhǎng)0.6 m、寬0.4 m、高0.2 m，每層編織袋間相互疊壓，防護(hù)高度0.8 m。頂面及坡面采用防護(hù)網(wǎng)苫蓋。臨時(shí)堆土周圍設(shè)排水溝，長(zhǎng)約120 m，采取梯形斷面，內(nèi)鋪土工膜。

2.2 上壩公路防治區(qū)

主體設(shè)計(jì)中在上壩公路路北側(cè)設(shè)規(guī)格為0.5 m×0.5 m的M7.5矩形漿砌石排水溝0.7 km，但沒(méi)有考慮道路的綠化美化，故需新增植物防護(hù)措施。首先，對(duì)可綠化的道路兩側(cè)共2 m寬的綠化帶進(jìn)行土地平整，面積為0.14 hm2。然后，在道路兩側(cè)栽植行道樹，樹種選擇油松，株距3 m，采用穴狀整地，規(guī)格為0.6 m×0.6 m×0.6 m，苗木選擇三年生一級(jí)苗。行道樹下空地，種植無(wú)芒雀麥。

2.3 輸電線路防治區(qū)

主體設(shè)計(jì)中未考慮水土保持措施，不符合要求。需新增施工結(jié)束后對(duì)臨時(shí)占地部分進(jìn)行土地平整措施，土地平整面積為0.1 hm2。原先是農(nóng)田的恢復(fù)農(nóng)田，原先為荒草地的種草恢復(fù)植被，草種選擇抗旱性強(qiáng)的無(wú)芒雀麥，采用撒播。

2.4 臨時(shí)占地防治區(qū)

臨時(shí)占地區(qū)域主要包括施工導(dǎo)流、施工道路和施工生產(chǎn)生活區(qū)，主體設(shè)計(jì)中未考慮水土保持措施，不符合要求。需新增工程措施、植物措施和臨時(shí)防護(hù)措施。工程措施主要為施工結(jié)束臨時(shí)設(shè)施拆除后的土地平整，面積1.91 hm2；占用耕地部分的復(fù)耕，面積6.0 hm2。對(duì)于不復(fù)耕的地域，采用撒播種草方式恢復(fù)植被，草種選擇無(wú)芒雀麥，種植面積1.85 hm2。臨時(shí)防護(hù)措施包括：在局部施工道路一側(cè)設(shè)臨時(shí)排水溝，采用梯形斷面，底寬0.4 m，深0.4 m，邊坡為1:1，內(nèi)鋪土工膜防滲，總長(zhǎng)度約2.8 km。

2.5 石料場(chǎng)防治區(qū)

工程建設(shè)所需的塊石料場(chǎng)，位于庫(kù)區(qū)井子河上游左側(cè)支溝，距壩址約3 km，有村村通水泥路相通。因石料場(chǎng)處在水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)范圍，主體設(shè)計(jì)未考慮任何水土保持防護(hù)。經(jīng)實(shí)地調(diào)查，需在石料場(chǎng)開(kāi)采邊坡實(shí)施臨時(shí)攔擋，以防止開(kāi)挖過(guò)程中將碎石、巖屑等棄入河道，加劇水土流失。采用編織袋裝土臨時(shí)攔擋，每層編織袋間相互疊壓，防護(hù)高度0.6 m。取料結(jié)束后，對(duì)石料堆放場(chǎng)地進(jìn)行清理。

2.6 棄渣場(chǎng)防治區(qū)

主體設(shè)計(jì)中未考慮棄渣場(chǎng)的防護(hù)，不符合水土保持要求。經(jīng)實(shí)地勘察，棄渣場(chǎng)地處團(tuán)北村下游2 km左右的山溝內(nèi)，為一荒溝，占地1.26 hm2。溝道頂部較平緩開(kāi)闊，溝頭切割較寬較陡，匯水面積不大，不涉及河道，周邊也無(wú)重要的基礎(chǔ)設(shè)施、工礦企業(yè)和居民點(diǎn)，地基為土基，棄渣后沒(méi)有大的安全隱患。棄渣總量為9.08萬(wàn)m3，總量不是很大。據(jù)此實(shí)際和當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，為了防止棄渣流失，需采取工程措施與植物措施相結(jié)合進(jìn)行防護(hù)。

2.6.1 工程措施

（1）擋渣墻。采用重力式漿砌石擋渣墻，長(zhǎng)度27 m，墻高5 m（地面以上墻高3 m，地下埋深2 m)，墻頂寬1 m，邊坡1:0.5。

（2）截洪溝。在棄渣場(chǎng)四周設(shè)置截洪溝，采用漿砌石矩形結(jié)構(gòu)，截洪溝長(zhǎng)度為330 m。經(jīng)明渠均勻流公式計(jì)算，截洪溝規(guī)格為：底寬0.6 m，高0.6 m，漿砌石厚0.4 m，即可滿足校核洪水標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）馬道截水溝和縱向排水溝。在棄渣場(chǎng)的馬道上布設(shè)截水溝，馬道寬4 m，截水溝規(guī)格為漿砌石矩形斷面，深與底寬均為0.3 m，側(cè)墻和底板厚亦為0.3 m。在棄渣場(chǎng)坡面布設(shè)縱向排水溝，與馬道截水溝和周邊截洪溝相互連通，通過(guò)下游護(hù)坦后將水排入下游溝道。縱向排水溝規(guī)格同馬道上布設(shè)的截水溝。

（4）擋水土埂。在棄渣場(chǎng)頂部距離邊坡2 m處設(shè)擋水土埂，長(zhǎng)度為89 m，高為0.5 m，頂寬0.5 m，兩側(cè)邊坡為1:1。

（5）護(hù)坦。為防止洪水沖刷，在截洪溝末端設(shè)置干砌石護(hù)坦，長(zhǎng)度為10 m，寬度為6 m，干砌石厚度為0.5 m，碎石墊層為0.2 m。

（6）土地整治。在棄渣場(chǎng)閉庫(kù)后，對(duì)棄渣場(chǎng)頂部及坡面進(jìn)行土地整治，土地平整面積0.76 hm2。由于棄渣中有足夠的土方，要求先將石渣堆放于底部，將土方覆于石渣的上方。

2.6.2 植物措施

在棄渣坡面上采用檸條和無(wú)芒雀麥混交，棄渣頂面采用小葉楊與無(wú)芒雀麥混交。檸條密度為4 444穴/hm2，采用40 cm×40 cm穴狀整地，要求苗高不低于0.5 m；小葉楊密度為1 111株/hm2，采用60 cm×60 cm穴狀整地，要求苗高1.5 m以上；無(wú)芒雀麥種植方式為撒播，要求種子純凈，無(wú)病蟲危害。

3 小結(jié)

水庫(kù)工程建設(shè)項(xiàng)目工程量大，局部地域擾動(dòng)劇烈，施工過(guò)程中極易造成水土流失，特別是棄渣場(chǎng)地易誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。針對(duì)不同施工區(qū)域的特點(diǎn)，采取工程措施、植物措施和臨時(shí)防護(hù)措施，不僅有利于減輕建設(shè)過(guò)程中的水土流失，還可有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境，充分發(fā)揮工程建設(shè)的綜合效益。