陜甘寧鹽環(huán)定揚(yáng)黃共用工程改造項(xiàng)目水土流失治理與效果

郝瑞甫

(鹽環(huán)定揚(yáng)水管理處，寧夏 吳忠 751100)

1 陜甘寧鹽環(huán)定揚(yáng)黃工程概況

陜甘寧鹽環(huán)定揚(yáng)黃工程是以解決陜西省定邊縣、甘肅省環(huán)縣和寧夏鹽池縣、同心縣部分地區(qū)飲水問題，防治地方病，改善生態(tài)環(huán)境，在有條件的地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉的電力揚(yáng)水工程。工程由陜西、甘肅、寧夏三省區(qū)共用工程(輸水總干渠)和三省區(qū)專用工程(輸水支干渠、灌區(qū)建設(shè))兩部分組成。共用工程設(shè)計(jì)流量11 m3/s，建設(shè)揚(yáng)水泵站12座，裝機(jī)容量659 MW，輸水干渠長123.8 km，水工建筑物113座；設(shè)計(jì)解決38.6萬人、132萬頭牲畜飲水問題，并發(fā)展灌溉面積2.01萬hm2。工程于1988年正式開工建設(shè)，1993年5月試水，1996年9月竣工正式投入運(yùn)行，總投資3.03億元。

2 陜甘寧鹽環(huán)定揚(yáng)黃共用工程運(yùn)行中的水土流失與治理

陜甘寧鹽環(huán)定揚(yáng)黃共用工程地處鄂爾多斯臺地南緣，屬干旱風(fēng)沙草原區(qū)。該區(qū)域干旱少雨，植被稀疏，風(fēng)大沙多，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，風(fēng)力侵蝕危害嚴(yán)重。由于工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中對水土流失防治認(rèn)識不足，重視不夠，沒有考慮渠道沿線的風(fēng)沙治理，導(dǎo)致在每年大風(fēng)季節(jié)，沿線風(fēng)沙淤積渠道，嚴(yán)重影響供水。春季和秋季灌水之前，都要安排渠道清淤，平均每年清淤量在10萬m3以上，需要專項(xiàng)資金100萬元以上，加大了運(yùn)行成本。為此，工程運(yùn)行管理部門對渠系沿線進(jìn)行了持續(xù)的水土流失治理。一是在風(fēng)沙嚴(yán)重的一干渠、二干渠、三干渠、五干渠兩側(cè)30 m范圍內(nèi)全面營造了喬灌結(jié)合的防風(fēng)護(hù)渠林；二是對泵站周圍棄土場進(jìn)行平整，開發(fā)成生產(chǎn)生活用地；三是在干渠沿線流動(dòng)沙丘渠段設(shè)防沙草障、點(diǎn)種灌木，在渠道兩側(cè)管護(hù)范圍內(nèi)設(shè)刺絲圍欄進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。僅2002—2008年總治理面積就達(dá)784 hm2，制作刺絲圍欄76.4 km，治理渠道61 km。后期又陸續(xù)在灌區(qū)四周及道路、渠系沿線和農(nóng)田周圍營造了防護(hù)林體系，并對天然草場實(shí)施了退牧還草、草場封育等；2010—2016年結(jié)合美麗渠道建設(shè)，在干渠兩側(cè)營造防護(hù)林帶32 km，目前得到初步治理的干渠長占總長的75%。通過多年的治理，工程沿線呈現(xiàn)出一派盎然生機(jī)，宛如一道綠色屏障，護(hù)衛(wèi)著泵站和渠道，工程基礎(chǔ)設(shè)施得到完善，地表植被覆蓋度由25%增加到85%，增大了土壤入滲率和地表攔蓄經(jīng)流的能力，有效控制了水土流失；每年渠道清淤費(fèi)用下降到20萬元以下，降低了揚(yáng)黃工程運(yùn)行成本，確保了工程正常運(yùn)行，使鹽環(huán)定揚(yáng)黃共用工程的效益能夠得到充分發(fā)揮，提高了供水保證率。

陜甘寧鹽環(huán)定揚(yáng)黃共用工程前期已采取的治理措施中，大部分是因地制宜、因害設(shè)防，但因缺乏資金，目前仍存在很多問題：一是部分棄土尚未采取有效的整治措施，渠道沿線的風(fēng)沙危害及大挖方段的棄土產(chǎn)生的水土流失嚴(yán)重威脅工程的安全運(yùn)行；二是現(xiàn)有治理措施中有一些需要進(jìn)一步完善和提高標(biāo)準(zhǔn)，如已做的草障有一部分沒有配合植物措施，其防護(hù)作用不會長久；三是缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，整個(gè)工程在防治水土流失方面沒有整體的工程措施、植物措施布局。

3 鹽環(huán)定揚(yáng)黃共用工程更新改造中的水土保持

2016年9月鹽環(huán)定揚(yáng)黃共用工程被列入寧夏中部干旱帶脫貧攻堅(jiān)水源工程更新改造項(xiàng)目正式開工建設(shè)，將原有的12座泵站合并改造為8座，改造干渠38.68 km。工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中，全面總結(jié)和吸取了以往忽視水土流失防治工作，影響工程正常運(yùn)行的教訓(xùn)，對工程更新改造可能造成的水土流失和目前存在的水土流失問題進(jìn)行統(tǒng)一考慮，全面系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.1 水土流失防治分區(qū)

根據(jù)區(qū)域地形地貌及自然條件基本一致、區(qū)域水土流失制約因子的一致性和工程施工對地表植被擾動(dòng)的近似性，以及主體工程設(shè)計(jì)中區(qū)域內(nèi)工程布局基本相同和空間結(jié)構(gòu)、施工工藝和方法基本相似等原則，進(jìn)行水土流失防治分區(qū)劃分。經(jīng)綜合分析工程設(shè)計(jì)、施工工藝、方法、布局、占地性質(zhì)、水土流失特點(diǎn)等，將項(xiàng)目區(qū)劃分為泵站主體工程區(qū)、棄渣場區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、渠道工程防治區(qū)、預(yù)制場防治區(qū)共5個(gè)防治區(qū)。

3.2 水土保持措施布局和分區(qū)防治措施

防治措施總體上按“點(diǎn)、線、面”相結(jié)合的方式進(jìn)行布局，即以工程水土流失重點(diǎn)防治部位為點(diǎn)，以干渠工程綠化為線，以泵站主體工程區(qū)、棄渣場區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、渠道工程防治區(qū)、預(yù)制場防治區(qū)為面，全面、合理、系統(tǒng)地布設(shè)水土保持綜合防治措施體系，達(dá)到有效防治水土流失的目的。

3.2.1 泵站主體工程區(qū)

泵站廠區(qū)四周采用1∶1.5 的混凝土框格種草護(hù)坡，坡頂設(shè)置漿砌石截洪溝，坡底設(shè)置素混凝土排水溝，將雨水導(dǎo)入進(jìn)水渠，截洪溝斷面1.0 m×0.5 m，素混凝土排水溝斷面 0.5 m×0.5 m。對出水管道管床進(jìn)行混凝土貼坡硬化，洪水通過管床排入泵房后面低洼處，設(shè)置臨時(shí)抽排設(shè)施，排入廠區(qū)排水溝。暴雨期間，排入前池的雨水通過退水渠排走。

新站址用地類型有耕地、林地、荒草地，地勢較平坦開闊，原地貌上草的長勢較好，考慮對新站址進(jìn)行表土剝離，剝離的表土堆放于棄渣場區(qū)，與棄渣分開堆放，作為后期新建泵站綠化區(qū)域及廢棄泵站拆除填埋后覆土土源，表土剝離厚度20 cm，直接堆放到棄渣場靠外一側(cè)。工程結(jié)束后對新建泵站硬化建筑物占地以外的空閑地進(jìn)行人工整地、管道臨時(shí)占地區(qū)采用機(jī)械整地。機(jī)械施工方式采用人工施農(nóng)家肥，拖拉機(jī)牽引鏵犁耕翻地，整地深度30 cm。

對泵站周邊空閑地按園林綠化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綠化，喬木選擇新疆楊、國槐、側(cè)柏、油松按1∶1∶1∶1混植，株行距為2 m×3 m，并撒播種草，按苦豆子、沙蒿、冰草1∶1∶1混播，設(shè)計(jì)播種量為80 kg/hm2。泵站內(nèi)空閑地，點(diǎn)綴黃刺玫、榆葉梅等，配置花壇，花壇可選種月季等耐寒、耐旱花卉。對栽植喬灌木的區(qū)域進(jìn)行穴狀整地，喬木栽植穴規(guī)格為60 cm×60 cm×60 cm，灌木栽植穴規(guī)格為40 cm×40 cm×40 cm。灌溉方式采用微噴灌。

3.2.2 棄渣場區(qū)

棄渣場區(qū)是水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域，棄渣場位于共用工程泵站附近，地勢較平坦開闊，原地貌上樹草的長勢較好，為有效利用腐殖質(zhì)層以備后期恢復(fù)植被，對棄渣場進(jìn)行表土剝離，剝離的表土堆放于棄渣場區(qū)，與棄渣分開堆放，待施工結(jié)束后進(jìn)行回覆平整。表土剝離厚度20 cm。棄渣場利用結(jié)束后，回覆表土并進(jìn)行機(jī)械土地整治，以備后期綠化。拖拉機(jī)牽引鏵犁耕翻地，整地深度 30 cm。對占用耕地區(qū)域進(jìn)行復(fù)耕。

對渣場覆土平整后綠化，綠化方式采用造林與種草相結(jié)合的方式，喬木選擇新疆楊、刺槐和旱柳按1∶1∶1混植，灌木采用紫穗槐、檸條、檉柳混植進(jìn)行植被恢復(fù)。草種有苦豆子、沙蒿、冰草，按1∶1∶1混播。喬木株行距2 m×3 m，灌木株行距1 m×1 m?？喽棺?、沙蒿、冰草設(shè)計(jì)播種量為80 kg/hm2，對于占用耕地區(qū)域，栽植紫花苜蓿進(jìn)行土地熟化。種草選在雨季進(jìn)行，播種前去草籽包衣或拌成泥丸后摻沙撒播。對栽植喬木的區(qū)域進(jìn)行穴狀整地，喬木栽植穴規(guī)格為60 cm×60 cm×60 cm。灌木栽植穴規(guī)格40 cm×40 cm×60 cm。

為防止風(fēng)蝕和減小面蝕強(qiáng)度，需對臨時(shí)剝離的表土根據(jù)占地區(qū)實(shí)際情況定點(diǎn)堆放，四周采用擋土袋進(jìn)行攔擋，擋土袋設(shè)計(jì)規(guī)格為0.6 m×0.8 m。表面采用纖維網(wǎng)進(jìn)行苫蓋。

3.2.3 施工生產(chǎn)生活區(qū)

工程施工生產(chǎn)生活區(qū)占用旱耕地和荒草地，占地區(qū)域平坦開闊。施工期間水土流失輕微，以預(yù)防保護(hù)為主。設(shè)計(jì)措施有表土剝離與回填、表土臨時(shí)堆放攔擋與覆蓋、臨時(shí)排水措施，工程施工結(jié)束后的復(fù)耕措施、機(jī)械整地措施和喬灌草綠化措施。

3.2.4 渠道工程防治區(qū)

對干渠兩側(cè)的高邊坡進(jìn)行整治，渠頂以上邊坡1∶1.5，采用無砂砼六邊形空心磚鋪砌加種草的“工程+生物”措施。空心磚厚80 mm，將現(xiàn)狀邊坡整平壓實(shí)后鋪砌。每20 m設(shè)一道預(yù)制隔條，尺寸0.3 m×0.3 m×1.0 m。在渠堤外側(cè)和第一級馬道各設(shè)一條縱向排水溝，將坡積水排向低洼處。

對退水溝開挖棄土土方進(jìn)行整平，整平后栽植灌木和撒播草籽進(jìn)行水土流失防治。灌木選用防風(fēng)固沙先鋒灌木檸條，每3行為一組，行距1 m，株距1 m，組間距為5 m；草種選用苦豆子、沙蒿、冰草混播，混播比1∶1∶1。

干渠兩側(cè)栽植護(hù)渠喬木林帶，喬木選用刺槐、旱柳、新疆楊及沙棗，株行距均為3 m，干渠兩側(cè)各種植一行。

3.2.5 預(yù)制場防治區(qū)

對預(yù)制場區(qū)采用推土機(jī)進(jìn)行表土剝離，剝離厚度為0.2 m，施工結(jié)束后對剝離表土進(jìn)行回鋪及機(jī)械化土地整治措施，以備后期恢復(fù)植被。拖拉機(jī)牽引鏵犁耕翻地，整地深度30 cm。

土地整治結(jié)束后，對預(yù)制場臨時(shí)占用的天然草地通過栽植灌木和撒播草籽進(jìn)行植被恢復(fù)。灌木選用檸條，每3行為一組，行距1 m、株距1 m、組間距5 m；草種選用苦豆子、沙蒿、冰草混播，其中設(shè)計(jì)播種量苦豆子25 kg/hm2、沙蒿20 kg/hm2、冰草25 kg/hm2，補(bǔ)植率按20%計(jì)，實(shí)際播種量苦豆子30 kg/hm2、沙蒿24 kg/hm2、冰草30 kg/hm2。種草選在雨季進(jìn)行，播種前去草籽包衣或拌成泥丸后摻沙撒播。

為防止風(fēng)蝕和減小面蝕強(qiáng)度，對臨時(shí)剝離的表土根據(jù)占地區(qū)實(shí)際情況定點(diǎn)堆放，堆高不大于3 m，表面采用纖維網(wǎng)進(jìn)行苫蓋并用袋裝土攔擋。

4 陜甘寧鹽環(huán)定揚(yáng)黃共用工程更新改造項(xiàng)目水土流失防治效果

工程實(shí)施后，新實(shí)施的水土保持措施和原有水土保持措施形成一個(gè)完整的防護(hù)體系，使渠道管理范圍內(nèi)的林草植被覆蓋率達(dá)到50%以上，形成了以渠道為干線的綠色屏障；管理處的泵站(所)進(jìn)行了園林綠化美化，已形成了點(diǎn)、線、面結(jié)合，自然和諧、環(huán)境優(yōu)美、完整統(tǒng)一的植物防護(hù)林體系；治理區(qū)侵蝕模數(shù)由治理前(2016年)的大于5 000 t/(km2·a)降至2018年的小于2 500 t/(km2·a)，降比超過了50%。工程的實(shí)施有效地遏制了土壤沙化和水土流失的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了治理區(qū)域生態(tài)環(huán)境的歷史性轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了林草資源的可持續(xù)發(fā)展。