錦凌水庫(kù)水土流失預(yù)測(cè)及其防治體系研究

周 爽

(北票市下府水利服務(wù)站，遼寧北票 122113)

科學(xué)研究及工程設(shè)計(jì)

錦凌水庫(kù)水土流失預(yù)測(cè)及其防治體系研究

周 爽

(北票市下府水利服務(wù)站，遼寧北票 122113)

水庫(kù)工程建設(shè)過(guò)程中，不同功能區(qū)水土流失量及其危害的預(yù)測(cè)與防治，是解決水土流失問(wèn)題的重中之重，也是減小工程建設(shè)對(duì)生態(tài)破壞的關(guān)鍵。本文通過(guò)研究錦凌水庫(kù)水土流失和水土保持現(xiàn)狀，針對(duì)工程特點(diǎn)、項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)條件以及施工對(duì)環(huán)境的影響程度，利用公式法和類(lèi)比法定量計(jì)算工程施工前后水土流失量，提出了水土流失防治體系，構(gòu)建了水土流失治理措施和防治體系。通過(guò)對(duì)水土保持情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提出的防治措施發(fā)揮了良好的防治效果，達(dá)到了減少水土流失、保護(hù)生態(tài)的目的。本研究成果可為水利工程建設(shè)防治水土流失提供借鑒和指導(dǎo)。

水土保持；防治體系；研究

1 概 述

近年來(lái)，國(guó)家加大了水土流失治理力度，在黃河流域?qū)嵤┝松现杏嗡帘３种攸c(diǎn)防治工程、國(guó)家水土保持重點(diǎn)治理工程、黃土高原淤地壩試點(diǎn)工程、農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)水土保持項(xiàng)目等國(guó)家重點(diǎn)水土保持項(xiàng)目，水土流失防治工作取得了較大成效。但隨著我國(guó)基礎(chǔ)工程建設(shè)的迅速發(fā)展，水土流失問(wèn)題仍然存在。其中，水庫(kù)工程的建設(shè)將直接導(dǎo)致工程所在地的土壤侵蝕模數(shù)增大，水土流失量相應(yīng)增加，嚴(yán)重威脅到人民的生命安全和社會(huì)的發(fā)展。

本文通過(guò)研究錦凌水庫(kù)水土流失和水土保持現(xiàn)狀，提出了錦凌水庫(kù)水土流失的預(yù)測(cè)方法，構(gòu)建了水土流失防治體系，提出了水土流失防治措施，取得了顯著的防治效果，解決了水土流失嚴(yán)重、水土保持難度大的問(wèn)題，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

2 水土流失及保持現(xiàn)狀研究

2.1 水土流失現(xiàn)狀

錦凌水庫(kù)工程項(xiàng)目區(qū)，涉及錦州市的太和區(qū)、凌海市。根據(jù)《遼寧省人民政府關(guān)于確定水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的公告》和《關(guān)于劃分國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的公告》，項(xiàng)目區(qū)屬于省級(jí)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)，非國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)，水力侵蝕為主要侵蝕類(lèi)型，平均土壤侵蝕模數(shù)為2500 t/（km2·a），侵蝕強(qiáng)度為輕度和中度。項(xiàng)目區(qū)位于遼西低山丘陵區(qū)，土壤流失容許量為200t/（km2·a）。

根據(jù)調(diào)查資料，項(xiàng)目區(qū)總面積545.84km2，水土流失總面積為189.76km2，占總面積的34.76%。其中，輕度侵蝕面積為95.13km2，占水土流失面積的50.13%；中度侵蝕面積為78.36km2，占水土流失面積的41.30%；強(qiáng)度侵蝕面積為12.74km2，占總水土流失面積的6.71%；極強(qiáng)度水土侵蝕面積為1.44km2，占水土流失面積的0.76%；劇烈侵蝕面積為2.08km2，占水土流失面積的1.10%（見(jiàn)表1）。

2.2 水土保持現(xiàn)狀

截至目前，項(xiàng)目區(qū)總治理面積162.58km2，其中，修建水平梯田13.93km2，改壟3.16km2，水保林97.93km2，果樹(shù)梯田34.69km2，生態(tài)修復(fù)工程12.87km2，塘壩15座，谷坊1812座，小河道治理5.50km，作業(yè)路14km，溝頭防護(hù)0.80km（見(jiàn)表2）。

表1 項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀

表2 項(xiàng)目區(qū)水土保持治理現(xiàn)狀

3 水土流失預(yù)測(cè)

3.1 預(yù)測(cè)單元

對(duì)各防治區(qū)的擾動(dòng)地表區(qū)域加以預(yù)測(cè)，具體預(yù)測(cè)樞紐工程區(qū)的主體工程區(qū)、水庫(kù)管理局區(qū)、施工場(chǎng)地區(qū)、道路區(qū)、料場(chǎng)區(qū)及移民安置區(qū)、專(zhuān)項(xiàng)設(shè)施改建區(qū)等區(qū)域水土流失量。

3.2 預(yù)測(cè)時(shí)段

對(duì)各預(yù)測(cè)單元進(jìn)行水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段的確定，需要考慮該項(xiàng)目的工程特點(diǎn)、施工過(guò)程和施工方法，以及采用植被覆蓋不能即時(shí)產(chǎn)生保持水土效果。工程完成后，對(duì)永久性建筑物周?chē)醋鲇不幚淼牡貐^(qū)，采取植被覆蓋措施，以降低水土流失程度。但是自然恢復(fù)期的植物發(fā)揮作用時(shí)間有所延后，因此，該時(shí)期初始階段仍會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的水土流失。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的植被生長(zhǎng)的自然條件、植被形成或恢復(fù)時(shí)間以及土壤結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)間，確定自然恢復(fù)期預(yù)測(cè)時(shí)段為3年。

3.3 預(yù)測(cè)措施

依據(jù)該工程特點(diǎn)、項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)條件及施工對(duì)環(huán)境的影響程度，結(jié)合相關(guān)規(guī)定，利用公式法和類(lèi)比法定量計(jì)算工程施工前后水土流失量。通過(guò)對(duì)錦州地區(qū)在建工程進(jìn)行調(diào)查，沒(méi)有合適的水利樞紐工程進(jìn)行類(lèi)比，但考慮到項(xiàng)目區(qū)所處的地質(zhì)條件、水文條件和施工區(qū)臨時(shí)堆置棄料情況，分析出錦州市污水處理廠二期工程具有類(lèi)比性，因此，選取該工程作為錦凌水庫(kù)的類(lèi)比工程。

3.4 棄土、棄渣量預(yù)測(cè)

根據(jù)工程施工布置及施工工序，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，錦凌水庫(kù)工程土石方開(kāi)挖總量129.65萬(wàn)m3，開(kāi)挖料利用量91.99萬(wàn)m3，工程棄渣37.65萬(wàn)m3，其中土方棄渣25.92萬(wàn)m3、石方棄渣11.73萬(wàn)m3。根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)及進(jìn)度計(jì)劃，該工程需要在壩址下游砂礫石料場(chǎng)開(kāi)采原料82.41萬(wàn)m3，其所形成的料坑完全容納得下34.95萬(wàn)m3的棄渣，故該工程棄渣堆放于壩址下游砂礫石料場(chǎng)開(kāi)采坑，不另設(shè)棄渣場(chǎng)。

3.5 水土流失量預(yù)測(cè)

項(xiàng)目區(qū)水土流失量預(yù)測(cè)情況見(jiàn)表3。

表3 水土流失量預(yù)測(cè)結(jié)果

通過(guò)分析表3的預(yù)測(cè)結(jié)果，重點(diǎn)預(yù)測(cè)施工時(shí)段的水土流失量，對(duì)主體工程區(qū)、主體工程料場(chǎng)區(qū)等樞紐工程區(qū)以及移民安置及專(zhuān)項(xiàng)設(shè)施改建區(qū)等區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)預(yù)測(cè)、重點(diǎn)治理，對(duì)減輕水土流失影響起到關(guān)鍵性作用。

4 水土流失防治措施及其防治體系研究

根據(jù)水土流失防治分區(qū)和水土保持措施布設(shè)原則，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件以及工程建設(shè)活動(dòng)引發(fā)的水土流失特點(diǎn)，以分析評(píng)價(jià)主體工程中原水土保持功能為基礎(chǔ)，結(jié)合新增的水土保持工程措施、植被覆蓋以及對(duì)工程采取的防治水土流失的臨時(shí)措施，使之相互作用，形成科學(xué)完整的綜合防治體系，達(dá)到保護(hù)地表、防治水土流失、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境的目的（見(jiàn)下頁(yè)圖）。

4.1 主體工程防治區(qū)

4.1.1 工程措施

為保證左右壩頭建筑物及綠化區(qū)域的安全，使其免遭坡面暴雨徑流的侵蝕與沖刷，擬在左右壩頭綠化帶外側(cè)修建環(huán)形漿砌石排水溝。漿砌石排水溝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。左壩頭溝長(zhǎng)400m，集水面積0.06km2。排水溝斷面尺寸為：底寬0.60m，高1.00m，邊坡1∶1，漿砌石護(hù)砌厚度0.40m。右壩頭溝長(zhǎng)744m，集水面積0.14km2。排水溝斷面尺寸為：底寬1.20m，高1.20m，邊坡1∶1，漿砌石護(hù)砌厚度0.40m。經(jīng)計(jì)算，左右岸共需開(kāi)挖土方5153m3，漿砌石護(hù)砌1913m3。在左右壩頭綠化帶內(nèi)栽植紫穗槐，采取人工挖種植穴措施，共需挖種植穴26840個(gè)。

水土流失防治措施體系圖

4.1.2 植物措施

對(duì)左右壩頭與兩側(cè)山體連接處實(shí)施植物防護(hù)措施。綠化范圍：左壩頭長(zhǎng)300m，寬50m，綠化面積1.73hm2；右壩頭長(zhǎng)600m，寬50m，綠化面積3.40hm2。在靠近壩頭側(cè)栽植爬山虎，株距0.20m，共需栽植爬山虎3375株。綠化帶最外側(cè)栽植紫穗槐及人工種草，紫穗槐株行距1m×1m，共需栽植紫穗槐53680株，草種選擇早熟禾，共需草籽870.10kg。

4.2 水庫(kù)管理局防治區(qū)

該防治區(qū)主要采取庭院式綠化、美化措施。在前方管理處圍墻四周外側(cè)栽植2行龍爪槐、2行檜柏，株行距2m×2m，共需栽植龍爪槐500株、檜柏500株。內(nèi)側(cè)則栽植觀賞樹(shù)種，分別為2行丁香、1行云杉，株行距3m×3m，共需丁香200株、云杉160株，樹(shù)下鋪設(shè)草坪，草皮鋪設(shè)面積為3000m2。在庭院內(nèi)栽植綠籬160m。

后方管理局綠化面積0.13 hm2，主要在庭院內(nèi)栽植迎春40株、榆葉梅50株、銀杏50株，鋪設(shè)草坪500m2，栽植綠籬100m。

4.3 施工場(chǎng)地防治區(qū)

4.3.1 工程措施

施工準(zhǔn)備期，剝離表土并搬運(yùn)到臨時(shí)指定堆放場(chǎng)地存儲(chǔ)，施工結(jié)束后再搬運(yùn)到廢棄土地上完成造地復(fù)墾，表土剝離量為41300m3。

4.3.2 植物措施

主要是左岸壩址下游800m處施工營(yíng)地完工后的人工種草、恢復(fù)植被。在種草前先實(shí)施全面整地。全面整地和種草面積均為2hm2。

4.3.3 臨時(shí)措施

施工期間，在施工場(chǎng)地四周布設(shè)臨時(shí)排水溝，及時(shí)排出雨水，以減少暴雨徑流的沖蝕。排水溝斷面尺寸為底寬0.60m，深1m，邊坡1∶1。開(kāi)挖排水溝的土方搬運(yùn)到臨時(shí)指定堆放場(chǎng)地存儲(chǔ)，四周用裝土袋子圍成墻，高0.80m，寬0.80m。另外，各施工場(chǎng)地表土剝離土方的臨時(shí)堆放場(chǎng)同樣也在其四周用裝土袋子擋墻進(jìn)行臨時(shí)攔擋。經(jīng)計(jì)算，4處施工場(chǎng)地共需土方開(kāi)挖2995m3，堰體方量3193m3，共需草袋7.62萬(wàn)個(gè)。用密目網(wǎng)覆蓋臨時(shí)堆放的土方，避免產(chǎn)生揚(yáng)塵，共需密目網(wǎng)3940m2。

4.4 防治效果分析

2009年5月水土保持工程開(kāi)始實(shí)施，2014年6月末完成，水土流失防治責(zé)任面積由6234.39hm2降低到2359.30 hm2，防治效果顯著。通過(guò)對(duì)工程組成與總體布局以及水土流失防治范圍，即主體工程區(qū)、水庫(kù)管理局區(qū)、施工場(chǎng)地區(qū)、道路防治區(qū)、料場(chǎng)防治區(qū)、移民安置區(qū)、專(zhuān)項(xiàng)設(shè)施改建區(qū)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB 50497—2009）相關(guān)規(guī)定，變化速率和累計(jì)變化量均符合要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

為防止錦凌水庫(kù)工程區(qū)水土流失，減小工程建設(shè)對(duì)生態(tài)的破壞，使因工程施工所破壞的生態(tài)系統(tǒng)得以盡快恢復(fù)，對(duì)錦凌水庫(kù)建設(shè)過(guò)程中不同功能區(qū)可能增加的水土流失量及其危害進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)及防治十分重要。本文通過(guò)研究錦凌水庫(kù)水土流失和水土保持現(xiàn)狀，依據(jù)該工程特點(diǎn)、項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)條件以及施工對(duì)環(huán)境的影響程度，利用公式法和類(lèi)比法定量計(jì)算工程施工前后棄土、棄渣量以及水土流失量，提出了水土流失防治體系，為后續(xù)水土流失防治措施的布設(shè)提供依據(jù)。通過(guò)對(duì)水土保持情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提出的防治措施發(fā)揮了良好的防治效果，達(dá)到了減少水土流失、保護(hù)生態(tài)的目的，同時(shí)保證了錦凌水庫(kù)附近水域的水體質(zhì)量，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定繁榮、實(shí)現(xiàn)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展具有積極作用。

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Study on Forecast of Water and Soil Loss in Jinling Reservoir and Its Prevention and Treatment System

ZHOU Shuang
（Beipiao Xiafu Water Conservancy Service Station，Beipiao 122113，China）

During the construction process of reservoirs,prevention and forecast of water and soil loss volume and its detriments in different functional zones is the key among the keys for resolving water and soil problems and the crux to reduce ecological damage inflicted by engineering constrcction.By digging into the status quo on water and soil loss and couservation in Jinling Reservoir,and with respect to project characteristics,geological conditions of project areas and effect degree by construction on the environment,this article utilizes formula method and analogy method to quantitatively calculate volume of water and soil loss before and after project construction,proposes prevention system on water and soil loss,puts forward measures on governance of water and soil loss and constructs prevention system.Through monitoring on the status of water and soil conservancy condition,it proposes prevention measures that have been giving play to good preventive effects and thus attains the objective of reducing water and soil loss and protecting the ecology.This research result can provide reference and guidance to prevent and cure water and soil loss on water conservancy engineering construstion.

water and soil maintenance;prevention and treatment system;research

S157

A

1673-8241（2016）12-0049-05

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.12.013