磨溝水庫(kù)工程水土流失防治措施及效益評(píng)價(jià)

王思敏

（陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西西安710001）

磨溝水庫(kù)工程水土流失防治措施及效益評(píng)價(jià)

王思敏

（陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西西安710001）

開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目在施工中由于人為開挖坡面或堆放固體廢棄物，會(huì)產(chǎn)生巖、土及其混合物的搬運(yùn)、沉積，必須采取合理的水土防治措施。結(jié)合磨溝水庫(kù)工程建設(shè)施工過程中水土流失特點(diǎn)及施工組織設(shè)計(jì)，提出防治措施總體布局，明確棄渣場(chǎng)防治區(qū)為本工程水土流失治理的重點(diǎn)區(qū)域，棄渣攔擋、堆置為水土流失防治措施要點(diǎn)，對(duì)重點(diǎn)防治區(qū)措施、防治效果、蓄水保土效益、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益分析后，得出結(jié)論：該工程確定的水土流失防治措施較好地實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)水土保持防治目標(biāo)，合理利用了砼骨料開挖料坑，最大限度地減少了渣場(chǎng)占地面積，治理效果明顯，蓄水保土、生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益顯著。

水土流失；防治措施分析；效益評(píng)價(jià)

磨溝水庫(kù)工程地處山陽縣縣河一級(jí)支流磨溝河下游，壩址位于十里鋪鎮(zhèn)磨溝里村。磨溝河流域?qū)賮啛釒蚺瘻貛н^渡的季風(fēng)性半濕潤(rùn)山地氣候。多年平均氣溫13.1℃。水庫(kù)工程等別為Ⅳ等?。?）型，主要建筑物級(jí)別為4級(jí)，大壩為碾壓混凝土重力壩。

項(xiàng)目區(qū)占地面積58.43 hm2，工程棄渣總量27.14萬m3，其中導(dǎo)流洞和圍堰修筑產(chǎn)生棄渣6.67萬m3，壩肩開挖、水庫(kù)管理站及部分道路開挖產(chǎn)生棄渣20.47萬m3。該工程棄渣如不集中堆放并進(jìn)行植被覆蓋，極易產(chǎn)生風(fēng)蝕和水蝕，導(dǎo)致更嚴(yán)重的水土流失。本文就磨溝水庫(kù)水土流失特點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)獨(dú)特的地形條件，提出合理的水土流失防治措施，并對(duì)各項(xiàng)防治措施的實(shí)施效果和實(shí)施后產(chǎn)生的效益進(jìn)行了分析研究。

1 水土流失特點(diǎn)

（1）項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，重力侵蝕為輔。土壤侵蝕模數(shù)為1000 t/km2·a，屬于輕度水土流失區(qū)。根據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（SL190-2007），項(xiàng)目建設(shè)區(qū)屬西南土石山區(qū)，容許土壤流失量為500 t/km2·a。

（2）項(xiàng)目施工總工期38個(gè)月，其中主體工程施工期23個(gè)月。施工過程中新增水土流失量924.75 t。

（3）項(xiàng)目區(qū)地勢(shì)平坦，主要地類以耕地為主，天然溝道較少，棄渣場(chǎng)選址困難，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘，壩址下游左岸0.5 km處河堤背側(cè)坡地可以作為棄渣場(chǎng)，但其容量有限，僅能堆置導(dǎo)流洞和圍堰修筑產(chǎn)生的棄渣，除此之外，再無可供選擇的渣場(chǎng)。

（4）本工程砼骨料場(chǎng)位于壩址上游槐樹莊料場(chǎng)，料場(chǎng)面積約8 hm2，砂卵石層厚度約為7～10 m，最深達(dá)13 m，可開采總儲(chǔ)量為57.2萬m3，大于設(shè)計(jì)砼用量的1.5倍要求。

（5）土石方平衡設(shè)計(jì)除導(dǎo)流洞和圍堰修筑棄渣堆放在棄渣場(chǎng)外，其余棄渣以大壩澆筑混凝土骨料開挖料坑作為堆置渣場(chǎng)，在施工時(shí)序上，需要將部分棄渣臨時(shí)堆放在棄渣倒運(yùn)區(qū)，待料場(chǎng)分區(qū)開挖具備堆渣條件后，再將棄渣陸續(xù)二次倒運(yùn)填筑料坑。

2 防治措施總體布局

根據(jù)工程地理位置、建筑物布置特點(diǎn)及施工組織設(shè)計(jì)，將本工程劃分為主體工程防治區(qū)、施工生產(chǎn)生活防治區(qū)、道路工程防治區(qū)、棄渣場(chǎng)防治區(qū)、取料場(chǎng)防治區(qū)、水庫(kù)淹沒防治區(qū)等六個(gè)水土流失防治分區(qū)[1]。

主要水保措施：主體工程防治區(qū)為施工過程中的臨時(shí)防護(hù)及植物措施；棄渣場(chǎng)防治區(qū)主要為攔擋、排水工程措施，以及倒運(yùn)區(qū)的臨時(shí)攔擋、苫蓋措施；取料場(chǎng)防治區(qū)主要為邊坡防護(hù)、植物和臨時(shí)措施；施工生產(chǎn)生活防治區(qū)以臨時(shí)防護(hù)、植物措施為主；道路工程防治區(qū)主要為排水工程、綠化工程、臨時(shí)攔擋措施，以及施工結(jié)束后的植被恢復(fù)措施。

3 防治措施要點(diǎn)

（1）圍堰填筑和導(dǎo)流洞開挖棄渣堆置于壩址下游左岸0.5km處河堤背側(cè)地勢(shì)較平坦的坡地上，為坡地型棄渣場(chǎng)，棄渣場(chǎng)級(jí)別為5級(jí)，設(shè)計(jì)棄渣量6.67萬m3，占地面積2.0 hm2，渣場(chǎng)東西向地形高差3 m，占地類型為坡耕地。棄渣場(chǎng)位置如圖1所示。

圖1棄渣場(chǎng)位置示意圖

該棄渣場(chǎng)西側(cè)緊鄰河道堤防，根據(jù)地形及棄渣堆置設(shè)計(jì)該棄渣場(chǎng)采用三面攔擋形式，在堆渣坡腳處布設(shè)漿砌石護(hù)腳擋墻。

（2）本工程采用棄渣回填料坑方法處理壩肩開挖、水庫(kù)管理站及部分道路工程的開挖棄渣，該取料場(chǎng)位于壩軸線上游2 km處，為混凝土粗骨料場(chǎng)，根據(jù)料場(chǎng)開采進(jìn)度將棄渣倒運(yùn)區(qū)的臨時(shí)堆渣轉(zhuǎn)運(yùn)至開采結(jié)束區(qū)段料坑回填，取料場(chǎng)占地面積8 hm2，占地類型為河灘地。

根據(jù)本工程水土流失特點(diǎn)，棄渣場(chǎng)防治區(qū)為本工程水土流失治理的重點(diǎn)區(qū)域，棄渣攔擋、堆置設(shè)計(jì)為水土流失防治措施的要點(diǎn)內(nèi)容。

4 重點(diǎn)防治區(qū)措施

4.1 棄渣場(chǎng)防治區(qū)

在棄渣場(chǎng)防治區(qū)內(nèi)劃分固定區(qū)域作為棄渣倒運(yùn)區(qū)，臨時(shí)堆放將堆存于取料場(chǎng)料坑中的工程開挖棄渣，棄渣倒運(yùn)區(qū)占地面積1.0 hm2，該區(qū)域使用結(jié)束后，按照棄渣場(chǎng)整體堆置方案進(jìn)行棄渣邊坡修整及后期土地復(fù)墾。

4.1.1 攔擋工程

（1）永久性擋渣墻

方便、周期短、就地取材的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)在臨河及靠居民點(diǎn)一側(cè)堆渣坡腳處布設(shè)護(hù)腳擋渣墻，型式選用重力式。

擋墻地面以上有效高度4.0 m，墻體基礎(chǔ)埋深1.0 m，頂寬0.5 m，墻面豎直，墻背坡比1∶0.5，墻體采用M7.5Mu50漿砌石砌筑，棄渣在擋渣墻后堆置，為及時(shí)將渣體內(nèi)水排出、降低墻后水位，減小墻身水壓力，增加墻體穩(wěn)定，在墻體砌筑過程中預(yù)留設(shè)置排水孔，排水孔直徑為10 cm，間距2～3 m，排距2.0 m，按梅花形布置，排水孔向外坡度為4%，最低一排排水孔高出地面0.5 m。

（2）臨時(shí)攔擋工程

棄渣倒運(yùn)區(qū)采用編織袋裝土進(jìn)行臨時(shí)攔擋，斷面尺寸為寬×高=2.0 m×1.0 m，圍擋于棄渣倒運(yùn)區(qū)臨時(shí)堆渣坡腳處，待棄渣倒運(yùn)結(jié)束后進(jìn)行拆除。

（3）臨時(shí)苫蓋

棄渣倒運(yùn)區(qū)的臨時(shí)堆渣坡面采用密目網(wǎng)進(jìn)行苫蓋，以減少降雨對(duì)棄渣體坡面的沖刷及大風(fēng)天氣的揚(yáng)塵。

4.1.2 棄渣堆置方案

永久擋渣墻頂部高程為859 m，擋渣墻后留10 m平臺(tái)，堆渣分層厚度0.5~1.0 m，棄渣按梯級(jí)堆置，共分三級(jí)，堆置坡比均為1∶2，自下而上各級(jí)堆置頂部高程分別為859 m，861 m，862 m，后兩級(jí)堆置邊坡間布設(shè)馬道寬度為3 m。設(shè)計(jì)永久堆置土石方總量6.67萬m3，待堆渣結(jié)束后進(jìn)行土地復(fù)墾。

4.2 取料場(chǎng)防治區(qū)

4.2.1 表土收集與回覆

取料前，對(duì)料場(chǎng)占地范圍內(nèi)的表土收集，厚度控制在0.5 m，收集的表土集中堆放于料場(chǎng)西北側(cè)空地，用于后期場(chǎng)地植被恢復(fù)覆土。

4.2.2 料坑回填

取料場(chǎng)分區(qū)域開采，開采區(qū)域取料完成后即利用棄渣進(jìn)行料坑回填，回填分層進(jìn)行，并利用運(yùn)渣車輛及推土機(jī)進(jìn)行必要的壓實(shí)。

4.2.3 坡面整修

取料結(jié)束后，為了預(yù)防坡面滑塌而形成重力侵蝕，造成新增水土流失。應(yīng)首先做好坡面清理工作，料坑回填結(jié)束后，放緩開挖坑壁，經(jīng)計(jì)算，整修坡面為3.7 hm2。

5 效益評(píng)價(jià)

5.1防治效果分析

該項(xiàng)目施工期為38個(gè)月，依據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB 50433—2008）[1]，項(xiàng)目水土流失預(yù)測(cè)時(shí)間按3年計(jì)，項(xiàng)目區(qū)容許土壤流失量500 t/km2·a，治理后平均土壤流失量580 t/km2·a。

該項(xiàng)目各水土保持防治目標(biāo)分析值見表1。

表1 水土保持防治目標(biāo)分析值表

該項(xiàng)目水土流失防治效果評(píng)價(jià)見表2。

表2 水土流失防治效果評(píng)價(jià)表

5.2 蓄水保土效益

該項(xiàng)目建設(shè)過程中擾動(dòng)地表造成的水土流失總量，按下式計(jì)算：

其中：Q為建設(shè)過程中擾動(dòng)地表造成的水土流失總量，t；q為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)背景流失量，t；Δq為新增水土流失量，t。

該項(xiàng)目水土流失量見表3。

表3 項(xiàng)目建設(shè)區(qū)水土流失量表

根據(jù)前述表2和表3中的結(jié)果，治理后土壤流失控制比達(dá)到0.86，因此，該項(xiàng)目通過各項(xiàng)水土保持措施的綜合治理，其水土保持效益是可觀的；隨著道路硬化面積加大、林草覆蓋率增加，原地貌土壤侵蝕得到緩減，水土流失得到一定程度的控制。

5.3 生態(tài)效益

該項(xiàng)目共布設(shè)植物措施面積23.57 hm2，根據(jù)前述表1中數(shù)據(jù)，該項(xiàng)目的林草植被恢復(fù)率為98%，林草覆蓋率為40%，均實(shí)現(xiàn)了水土保持防治目標(biāo)，較好的補(bǔ)償了工程建設(shè)對(duì)環(huán)境造成的不良影響。項(xiàng)目區(qū)臨時(shí)用地都恢復(fù)其原有功能，適宜綠化區(qū)域都進(jìn)行了造林種草綠化，項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境得到明顯恢復(fù)和改善。

5.4 經(jīng)濟(jì)效益

該項(xiàng)目在實(shí)施各項(xiàng)水土保持措施后，擾動(dòng)土地整治率達(dá)到97%，水土流失總治理度達(dá)到97%，均達(dá)到了較為理想的水土流失治理效果。該項(xiàng)目在實(shí)施植物措施后，對(duì)所占林地進(jìn)行了植被恢復(fù)，對(duì)所占耕地進(jìn)行土地平整后復(fù)耕，較好的恢復(fù)了原有土地類型的功能。相對(duì)于治理之前，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)間接增加了林地3.9 hm2，耕地3.4 hm2，以《陜西省征地統(tǒng)一年產(chǎn)值平均標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)片綜合地價(jià)平均標(biāo)準(zhǔn)》[2]中數(shù)據(jù)為例，山陽縣耕地年平均產(chǎn)值按1496元/畝、林地產(chǎn)值與耕地產(chǎn)值按基本相同計(jì)算，年增加產(chǎn)值16.38萬元。渣場(chǎng)所占2 hm2坡地旱田升級(jí)為梯田，提高了耕地等級(jí)，年平均產(chǎn)值較坡耕地可增加約30%，因此，該項(xiàng)目水保措施實(shí)施后，可對(duì)工程區(qū)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語

磨溝水庫(kù)工程區(qū)天然溝道較少、棄渣場(chǎng)選址難度大，選擇采用三面圍擋形式坡地堆置圍堰填筑和導(dǎo)流洞開挖棄渣，和利用天然建筑材料砼骨料坑堆填壩肩開挖、水庫(kù)管理站及部分道路工程棄渣的堆渣設(shè)計(jì)方案，合理利用了砼骨料開挖料坑，有效防止了新增水土流失，最大限度地減少了渣場(chǎng)占地面積，治理達(dá)到了預(yù)期效果和目標(biāo)，蓄水保土、生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益顯著。

[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.中華人民共和國(guó)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.（GB 50433—2008）開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2008.

[2]陜西省人民政府.陜西省征地統(tǒng)一年產(chǎn)值平均標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)片綜合地價(jià)平均標(biāo)準(zhǔn)[Z].2010.4

S157；TV62

B

1673-9000（2017）03-0174-03

2017-02-10

王思敏（1990-），女，陜西西安人，助理工程師，主要從事水利水電工程水保及環(huán)評(píng)工作。