灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程水土流失特征及防治措施

孟 杰

(深圳市廣匯源水利勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司惠州分公司，廣東 惠州 516003)

灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程水土流失特征及防治措施

孟 杰

(深圳市廣匯源水利勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司惠州分公司，廣東 惠州 516003)

大力實(shí)施灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，不斷提高水資源利用率和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，是當(dāng)前我國農(nóng)村水利建設(shè)工作的重要內(nèi)容。為了最大限度發(fā)揮項(xiàng)目投資效益，加快實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)水利向環(huán)境水利和生態(tài)水利轉(zhuǎn)變，本文就灌區(qū)改造工程特點(diǎn)、水土流失特征及危害、防治措施布局及防治方法進(jìn)行分析和探討，為項(xiàng)目建設(shè)過程中水土流失防治提供參考和借鑒。

水土保持；水土流失特征；防治措施；節(jié)水改造；灌區(qū)

不斷提高農(nóng)田灌溉水利用效率，節(jié)約水資源，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，是當(dāng)前農(nóng)村水利基本建設(shè)的重要工作。灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程是提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的重要途徑，灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程線長、面廣、量大，在一系列施工活動(dòng)中必將擾動(dòng)地表，損毀、占?jí)和恋?、破壞地表植被，使原有地表和植被水土保持功能減弱，甚至完全喪失，開挖、回填、棄土、料場(chǎng)處理和防護(hù)不當(dāng)，從而造成新增水土流失，給工程建設(shè)帶來負(fù)面環(huán)境影響[1-2]。為此本文就灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程水土流失特征及防治措施進(jìn)行探討，旨在更好地服務(wù)于項(xiàng)目建設(shè)和保障工程效益的發(fā)揮。

1 工程特點(diǎn)

灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程一般包括取水樞紐(水庫大壩、攔水壩、泵站、進(jìn)水閘、導(dǎo)流堤等)、輸水干渠、支渠、田間斗渠、農(nóng)渠和毛渠，以及渠系建筑物(如渡槽、交通橋、涵閘、倒虹吸、跌水、陡坡、消力池等)工程。工程建設(shè)因受地理位置、地形地貌、土壤植被、氣候水文、工程地質(zhì)等環(huán)境因素、社會(huì)因素以及施工技術(shù)與管理水平影響較大，一般情況下具有如下特點(diǎn)：工程分布廣、線長量大、管理不便；場(chǎng)地狹窄，工作面小，機(jī)械化施工困難，人工消耗多；土方開挖、回填量大；材料種類和用量多，運(yùn)距遠(yuǎn)，田間工程多要修建臨時(shí)施工便道、便橋才能保證運(yùn)輸，運(yùn)輸困難；取料和棄渣多；施工降排水，臨時(shí)圍堰工程多；施工周期長且受季節(jié)影響大；涉及主體多，社會(huì)影響大，協(xié)調(diào)難度大等。

2 工程水土流失特征及危害

灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程可分為主體工程區(qū)、臨時(shí)堆料場(chǎng)區(qū)(土方、砂石料)、取料場(chǎng)區(qū)(土方、砂石料)、施工營造區(qū)(施工生產(chǎn)生活區(qū))、臨時(shí)施工道路區(qū)、棄渣場(chǎng)區(qū)等分區(qū)[3]。

2.1 不同防治分區(qū)水土流失特征

(1)主體工程區(qū)。一般取水樞紐、各級(jí)渠道、渠系建筑物等工程施工中因開挖、砌筑澆筑、回填而擾動(dòng)和壓占地表，改變了地形地貌特征，原本沿線豐富的植被遭到破壞，造成地表裸露、土體結(jié)構(gòu)破壞，降低其蓄水保土功能，削弱原地表土壤和植被水土保持效應(yīng)，增加水土流失。邊坡開挖后產(chǎn)生裸露邊坡，原自然邊坡穩(wěn)定性降低，且會(huì)誘發(fā)滑坡、崩塌現(xiàn)象，如遇強(qiáng)降雨會(huì)加劇水土流失。渠道工程開挖后的裸坡、填筑后形成邊坡短時(shí)間內(nèi)植被難以恢復(fù)，易誘發(fā)邊坡失穩(wěn)，增加徑流量和泥沙含量。

(2)臨時(shí)堆料區(qū)。施工中進(jìn)行基礎(chǔ)開挖、耕地表土層剝離堆置、土方轉(zhuǎn)運(yùn)臨時(shí)堆放、砂石材料堆置，形成裸露地表和坡面，流失的土石渣淤埋在施工場(chǎng)地周邊，或隨徑流進(jìn)入河溝等水體，造成土地肥力下降或喪失，危害工程安全和行洪安全。

(3)取料場(chǎng)區(qū)。選擇料場(chǎng)要仔細(xì)調(diào)查研究，從運(yùn)距、供料質(zhì)量、時(shí)段和用量、符合水土保持及環(huán)境管理相關(guān)法律規(guī)定等幾方面綜合考慮。料場(chǎng)表層剝離的無用料，堆置期間易受地表徑流侵蝕，開挖邊坡越陡，穩(wěn)定性越差，開采跡地?cái)_動(dòng)后為裸露地表，易受坡面徑流侵蝕，料場(chǎng)開采存在邊坡穩(wěn)定問題，如不采取防護(hù)措施，將造成水土流失。土料盡可能采用主體工程開挖方，做到挖填平衡，不足部分則可考慮從料場(chǎng)借調(diào)，從而減少土料開采過程的水土流失。

(4)施工營造區(qū)。施工營造區(qū)，包含施工機(jī)械停放場(chǎng)、建筑材料等堆放場(chǎng)地、混凝土攪拌場(chǎng)地、供水站、鋼筋、木材加工場(chǎng)、發(fā)電機(jī)房、水泥庫、臨時(shí)生活用房等。在廠區(qū)平整過程中，原有地表植被損壞，其水土保持功能喪失，形成裸露地表和坡面；部分硬化場(chǎng)地阻礙雨水入滲，增加了地表徑流；施工期場(chǎng)地多處于裸露狀態(tài)，人為活動(dòng)干擾頻繁，運(yùn)行初期人為活動(dòng)停止，水土保持措施未完全發(fā)揮效力，如不采取有效措施，流失的土石渣淤埋在施工場(chǎng)地周邊，造成土地肥力的下降或喪失。

(5)臨時(shí)施工道路區(qū)。灌區(qū)工程多線性工程，沿途多需布置臨時(shí)施工道路，路面結(jié)構(gòu)多為砂礫石或素土路面，受人為活動(dòng)及車輛機(jī)械頻繁碾壓，地表常處于裸露狀態(tài)，容易造成雨水沖刷。

(6)棄渣場(chǎng)區(qū)。工程施工棄土棄渣堆放處使原有地表植被損壞，其水土保持功能喪失，渣土松散，易隨暴雨徑流而流失，若不采取有效的渣土攔擋、徑流截留導(dǎo)流，遇暴雨時(shí)極易造成水土流失。

2.2 項(xiàng)目區(qū)水土流失的危害

(1)對(duì)土地資源危害。灌區(qū)建設(shè)過程中除取水樞紐、渠道及渠系建筑物等為永久征占土地外，施工營造區(qū)、臨時(shí)堆料區(qū)、料場(chǎng)、臨時(shí)施工道路和棄渣場(chǎng)等均為臨時(shí)性用地。土地占?jí)?、挖損將改變?cè)械匦危茐暮透淖兊乇碇脖缓屯寥澜Y(jié)構(gòu)，耕地耕作層土壤造到破壞、壓埋，使原有土壤及地表覆被物的水保功能降低或喪失，造成耕地肥力下降，土地生產(chǎn)力降低。此外，工程建設(shè)易產(chǎn)生和形成高陡邊坡，進(jìn)一步誘發(fā)土壤侵蝕，使項(xiàng)目區(qū)及周邊土地生產(chǎn)力下降。

(2)對(duì)工程安全的影響。工程產(chǎn)生的裸露地表、開挖高陡邊坡，新填筑邊坡，在強(qiáng)降雨及洪水作用下，會(huì)產(chǎn)生面蝕、溝蝕、瀉溜、甚至誘發(fā)滑塌等重力侵蝕，從而損壞工程設(shè)施，影響自身安全運(yùn)行。徑流泥沙以懸移質(zhì)和推移質(zhì)的形式進(jìn)入灌區(qū)下游排灌水系統(tǒng)，引起灌區(qū)排灌系統(tǒng)淤塞，威脅下游居民的生產(chǎn)和生活安全。修建的棄渣場(chǎng)若不采取有效的防護(hù)措施，在一定的暴雨情況下易形成泥石流，亦將損壞渠系設(shè)施，影響渠系自身運(yùn)行。

(3)對(duì)行洪的影響。工程施工過程中土石方開挖堆放，棄土棄渣堆置，如不采取措施，在受強(qiáng)暴雨洪水影響時(shí)，極易使這些泥砂石渣再進(jìn)入河道，加劇洪水危害。大量泥沙會(huì)抬高河床，造成下游河道淤積，影響行洪安全并威脅下游人民群眾的生產(chǎn)生活安全。

(4)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。灌區(qū)改造施工過程中開挖、修筑不可避免地會(huì)破壞原有植被，減少了植被覆蓋度，致使其涵養(yǎng)水源、保持水土的功能降低，增加地表徑流而攜帶更多的泥沙進(jìn)入灌排設(shè)施及農(nóng)田，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

3 防治責(zé)任范圍確定

依據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)規(guī)范》(GB/T 50433-2008)的規(guī)定及主體工程設(shè)計(jì)成果，同時(shí)結(jié)合工程建設(shè)及運(yùn)行可能的影響范圍，以工程設(shè)計(jì)、施工布置、施工工藝、項(xiàng)目區(qū)自然條件以及水土流失特征為依據(jù)，將本工程水土流失防治責(zé)任范圍劃分為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)。

(1)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)。項(xiàng)目建設(shè)區(qū)指工程總占地面積，包括主體工程區(qū)、棄渣場(chǎng)、取料場(chǎng)、臨時(shí)堆料場(chǎng)、臨時(shí)施工道路和施工營造區(qū)的占地面積。需參照項(xiàng)目主體工程圖紙資料以及土地勘測(cè)定界成果，結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘，按照實(shí)際發(fā)生的征占地范圍面積進(jìn)行確定。

(2)直接影響區(qū)。直接影響區(qū)是指建設(shè)項(xiàng)目區(qū)外，由于開發(fā)建設(shè)活動(dòng)而對(duì)周邊地區(qū)造成的水土流失及其直接危害范圍。直接影響區(qū)的范圍主要通過現(xiàn)場(chǎng)勘察、調(diào)查和有關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)來確定，根據(jù)工程所處地區(qū)的地貌特點(diǎn)，參照已建工程的實(shí)際影響狀況，對(duì)直接影響區(qū)面積進(jìn)行估算，一般情況下，灌區(qū)項(xiàng)目建設(shè)各分區(qū)防治責(zé)任范圍確定依據(jù)見表1。

表1 水土流失防治責(zé)任范圍確定依據(jù)表

4 防治對(duì)策與措施

4.1 水土保持措施布局及因素分析

根據(jù)項(xiàng)目所處地理區(qū)域水土保持功能區(qū)劃，工程水土保持防治責(zé)任范圍以及各分區(qū)水土流失特征及預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合主體工程已列水土保持功能工程，確定水土流失防治措施體系和總體布局。灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程水土流失防治措施布置總體思路是：以防治水土流失、恢復(fù)植被、改善項(xiàng)目區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境、保護(hù)主體工程正常安全運(yùn)行為目的，以對(duì)周邊環(huán)境和安全不造成負(fù)面影響為出發(fā)點(diǎn)，以臨時(shí)堆料場(chǎng)防治區(qū)、料場(chǎng)防治區(qū)、棄渣場(chǎng)為重點(diǎn)防治區(qū)域，以施工期為重點(diǎn)防治時(shí)段，注重臨時(shí)防護(hù)措施在施工過程中水土流失防治的先導(dǎo)作用，以工程措施為重點(diǎn)，發(fā)揮其速效性和保障作用，以植物措施為輔助，起到長期穩(wěn)定的水土保持作用，同時(shí)綠化和美化項(xiàng)目

區(qū)周邊環(huán)境，采取臨時(shí)防護(hù)措施、工程措施與植物措施相結(jié)合，綜合規(guī)劃布設(shè)水土流失防治措施體系(表2)。

4.2 工程措施

(1)表土剝離。表土是珍貴的資源，對(duì)于各防治分區(qū)壓石、損毀地表熟土層的，需對(duì)表土進(jìn)行剝離防護(hù)，待完工后進(jìn)行場(chǎng)區(qū)覆土、回填，恢復(fù)原地表。此外，表層土疏松多孔，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，有利于植被恢復(fù)。

(2)截、排水措施。設(shè)置截、排水措施有利于減少徑流對(duì)坡面及地表的沖刷，從而減少土壤侵蝕。棄渣防治是水土保持防治重中之重，在棄渣場(chǎng)上部應(yīng)設(shè)置截水溝，攔截上部地表徑流，降低對(duì)棄渣的沖刷。對(duì)于施工營造區(qū)，在開工前應(yīng)完善排水和沉砂設(shè)施；對(duì)于取料場(chǎng)，開采結(jié)束后，應(yīng)在四周布置排水溝，排水溝出口設(shè)置永久沉砂池，雨水通過沉淀后排入旁邊溝渠。

表2 不同防治分區(qū)水土保持措施及影響因素

(3)攔擋墻。在棄渣場(chǎng)根據(jù)渣場(chǎng)庫容、渣土穩(wěn)定性合理設(shè)置攔渣擋土墻，可有效防止渣土瀉溜、滑塌等重力侵蝕。在料場(chǎng)開采前，應(yīng)在下方外圍設(shè)置土袋擋墻，防止開挖土方隨徑流流失。

(4)土地平整。對(duì)臨時(shí)施工道路、臨時(shí)堆料場(chǎng)、料場(chǎng)開采跡地、施工營造區(qū)等進(jìn)行土地整治，原地類為耕地的，完工后應(yīng)復(fù)墾為耕地。對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行土地平整并覆土至合理厚度，根據(jù)實(shí)際情況恢復(fù)植被或復(fù)墾為耕地。

4.3 植物措施

對(duì)由于施工而導(dǎo)致的地表形態(tài)的改變和植被的損壞，均應(yīng)通過工程措施與生物措施來恢復(fù)植被。對(duì)臨時(shí)堆料場(chǎng)、取料場(chǎng)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路和棄渣場(chǎng)區(qū)等地類布設(shè)林草措施，以利于植被恢復(fù)，減少水土流失。樹種草種應(yīng)因地制宜選擇，結(jié)合場(chǎng)地設(shè)施功能要求，做到以鄉(xiāng)土物種為主，喬灌草相結(jié)合，同時(shí)考慮景觀性和環(huán)境功能，根據(jù)項(xiàng)目所在地氣候、土壤、水土流失等特點(diǎn)，確定合適的植物種類。

4.4 臨時(shí)措施

主要針對(duì)施工過程中可能產(chǎn)生水土流失的環(huán)節(jié)采取臨時(shí)防護(hù)措施。

(1)表土堆放防護(hù)措施。對(duì)各場(chǎng)區(qū)剝離后的表土進(jìn)行臨時(shí)堆置和防護(hù)，剝離后集中堆放于專門堆放場(chǎng)地，并控制堆高、坡比，在表土堆放區(qū)周邊布置臨時(shí)編織土袋攔渣墻，并采取防塵網(wǎng)臨時(shí)苫蓋等保護(hù)措施，待施工結(jié)束后對(duì)場(chǎng)區(qū)用表土進(jìn)行覆土回填，耕地復(fù)墾，同時(shí)可以作為植物措施營養(yǎng)土。

(2)臨時(shí)覆蓋。針對(duì)工程中存在的開挖回填坡面，未能及時(shí)進(jìn)行防護(hù)，針對(duì)施工過程中存在大面積裸露的實(shí)際情況，為防止雨水沖刷造成水土流失，需增設(shè)臨時(shí)覆蓋防水措施(如采用防水塑料薄膜，草氈覆蓋等)。取土場(chǎng)取土過程中，未能及時(shí)進(jìn)行防護(hù)，因此，在雨季，應(yīng)對(duì)取土開挖坡面采用覆蓋措施，防止沖刷破壞。

(3)臨時(shí)排水。需設(shè)置臨時(shí)排水的區(qū)域主要包括施工營造區(qū)區(qū)內(nèi)及周邊、臨時(shí)堆料場(chǎng)四周、臨時(shí)施工道路兩側(cè)等區(qū)域，在使用過程中要設(shè)置排水土溝和土質(zhì)沉砂池。

(4)臨時(shí)攔擋。渠道沿線存在部分開挖回填邊坡，且大部分回填邊坡坡腳為耕地等敏感點(diǎn)，為防止邊坡回填期間水土流失對(duì)下游農(nóng)田敏感區(qū)域產(chǎn)生影響，本方案在回填邊坡環(huán)境敏感點(diǎn)擬采用臨時(shí)編織土袋防護(hù)墻進(jìn)行攔擋。臨時(shí)堆料場(chǎng)四周設(shè)置編織土袋。取土過程中，在取土場(chǎng)下方，應(yīng)沿開挖線邊緣設(shè)置編織土袋擋墻進(jìn)行攔擋，防止坡面土滑落向下游流失。

(5)臨時(shí)防護(hù)網(wǎng)。對(duì)施工生活跡地、施工道路周邊設(shè)置必要的臨時(shí)防護(hù)網(wǎng)，可有效防止施工期間越界擾動(dòng)。

[1] 宋野.燈塔灌區(qū)改造工程水土保持與環(huán)境影響評(píng)價(jià)[J].黑龍江水利科技,2015,43(12):14-16.

[2] 牛亞平,謝新生,湯巍.璧南河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目工程的水土流失防治對(duì)策[J].水土保持,2010(18):62-63.

[3] 段東亮. 廣東省大中型灌區(qū)工程水土保持設(shè)計(jì)初探[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì), 2013(1):70-72.

Soil erosion characteristic and prevention measures for irrigation areas and water conservation improvement works

MENG Jie

(ShenzhenGuangHuiYuanWaterConservancyExplorationSurvey&DesignCo.,Ltd.,HuizhouBranch,Huizhou516003,China)

It is an important content of water-conservation construction work in rural China that we will vigorously implement the strategy for irrigation areas and water conservation improvement works, and we need to continue to raise the utilization rate of water resources and the overall production capacity of agriculture.In this article the features of irrigation areas and water conservation improvement works, the possible soil-water loss and its hazards caused，and layouts of control measures for soil and water conservation was analyzed and explored. It will speed up transition of traditional water conservancy to environmental hydraulic engineering and ecological water conservancy and bring into full play investment benefit. Meanwhile, it could be regarded as a reference and guidance to prevention measure for water and soil lose.

soil and water conservation; soil erosion characteristic; control measures; water-saving reform; irrigation

孟 杰(1985-)，男，陜西城固人，工程師，主要從事水利與生態(tài)環(huán)境整治等方面的研究。E-mail:mengjiehz@126.com。

S157.1

B

2096-0506(2017)02-0031-05