水土保持措施在南方灌區(qū)的應(yīng)用

陳 琛

(江西省贛撫平原水利工程管理局，江西 南昌 330096)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展離不開(kāi)水資源的支持。近年來(lái)，我國(guó)部分地區(qū)過(guò)于重視經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，缺乏對(duì)水資源的足夠保護(hù)，導(dǎo)致水土流失問(wèn)題嚴(yán)重，已成為影響中小灌區(qū)健康可持續(xù)發(fā)展的重要問(wèn)題。面臨當(dāng)前水土流失現(xiàn)狀，只有注重保護(hù)中小型灌溉地區(qū)的現(xiàn)狀，加強(qiáng)水土保持工作，促進(jìn)灌溉地區(qū)水土流失問(wèn)題得到緩解，保證生態(tài)環(huán)境在一定程度上得到改善。中小型灌區(qū)的建設(shè)可以帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，同時(shí)也帶來(lái)一系列的環(huán)境問(wèn)題，如河道疏浚、防滲，拆除支撐結(jié)構(gòu)問(wèn)題。如果沒(méi)有合理有效的水土保持措施，在降雨和地表徑流的侵蝕作用下，勢(shì)必會(huì)發(fā)生嚴(yán)重水土流失問(wèn)題，如泥沙將沖進(jìn)溝渠、河流和道路，掩埋周?chē)r(nóng)田。同時(shí)土石場(chǎng)開(kāi)采過(guò)程中形成的開(kāi)挖面結(jié)構(gòu)松散，完全裸露，如果得到不及時(shí)有效處理，在重力、雨水和地表徑流沖刷作用下，強(qiáng)制侵蝕、地表侵蝕和溝壑侵蝕使邊坡失去穩(wěn)定，導(dǎo)致滑坡、滑坡或崩塌，產(chǎn)生嚴(yán)重的泥石流災(zāi)害。目前，中小灌區(qū)水土保持工作中存在一些問(wèn)題，如水土流失防治區(qū)劃不合理等，造成水土保持措施的設(shè)計(jì)和實(shí)施困難;水土保持措施不夠優(yōu)化，不僅增加了工程造價(jià)和實(shí)施難度，同時(shí)水土保持效果也是難以保證的。針對(duì)上述問(wèn)題，本文分析了南方中小型灌區(qū)的水土流失特點(diǎn)，針對(duì)常見(jiàn)水土保持措施對(duì)于中小型灌區(qū)的有利影響和不利影響進(jìn)行了分析，對(duì)水土流失防治分區(qū)，分別從骨干工程區(qū)、工程管理區(qū)和田間工程區(qū)三方面進(jìn)行了介紹，分析了不同防治措施的施工進(jìn)度，本文研究對(duì)于類(lèi)似工程提供可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

1 中小型灌區(qū)水土流失特點(diǎn)

中小型灌區(qū)由大量的點(diǎn)狀和線(xiàn)狀水利工程組成，在建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)水土流失問(wèn)題，通過(guò)調(diào)查分析，可分析中小灌區(qū)點(diǎn)線(xiàn)水利工程水土流失特征。

1.1 點(diǎn)狀水利工程

對(duì)于點(diǎn)狀水利工程，其水土流失主要發(fā)生在建設(shè)階段。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前水土流失主要存在以下幾個(gè)時(shí)期。

(1)施工準(zhǔn)備階段。鑒于水利工程對(duì)于施工場(chǎng)地要求較高，同時(shí)部分施工場(chǎng)地較為狹窄，交通不便，因此在施工準(zhǔn)備階段，需要對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行必要的平整，修建交通道路和出入口道路，即所謂的“三通一平”，如果在施工準(zhǔn)備階段缺乏對(duì)于水土保持措施足夠的重視，將會(huì)在建設(shè)期造成較為嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題。具體如圖1所示。

圖1 點(diǎn)狀工程施工及運(yùn)營(yíng)圖示

(2)施工期間。對(duì)于中小型灌區(qū)水利設(shè)施的建設(shè)，存在較大的工程量和土石方量，因此對(duì)于灌區(qū)范圍內(nèi)的會(huì)有一定的開(kāi)挖放量，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的渣土，如果不能采取及時(shí)有效的處理措施，將會(huì)在水利設(shè)施運(yùn)營(yíng)期間產(chǎn)生較為嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題。

1.2 線(xiàn)狀水利工程

對(duì)于中小型灌區(qū)，不僅包括大量點(diǎn)狀工程，同時(shí)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)工程如灌渠、輸水線(xiàn)工程也是不可或缺的如圖2所示。針對(duì)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)工程，涉及多種地形，如平原、丘陵、山脈和峽谷等。因此對(duì)于線(xiàn)性水利工程的廢渣堆場(chǎng)和材料收集場(chǎng)，由于線(xiàn)性分布，難以控制，因此對(duì)于水土保持工作的進(jìn)行更加困難。

圖2 中小型灌區(qū)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)工程圖示

2 水土流失分區(qū)防治措施

對(duì)于中小型灌區(qū)水土流失的防治，需要根據(jù)工程性質(zhì)進(jìn)行分區(qū)防治。

2.1 水利骨干工程區(qū)

對(duì)于中小型灌區(qū)的重點(diǎn)水利工程，如支渠、次干渠和主干渠等建筑物，需要采取以下的防治措施：

(1)渠系建筑物的邊坡填方段或挖方段應(yīng)滿(mǎn)足必要的穩(wěn)定性要求，為了表面土層的固定需要，種植一定的草皮和層次分明的樹(shù)木也是必不可少的。

(2)為了消除邊坡大水流對(duì)于邊坡土體穩(wěn)定性的影響，應(yīng)對(duì)邊坡頂部的水流集中收集，然后通過(guò)排水溝排出。

(3)除了上述防護(hù)措施外，對(duì)于邊坡采取一定的結(jié)構(gòu)措施是較為簡(jiǎn)單有效的，因此根據(jù)地形、地質(zhì)條件，除了保證邊坡必要的結(jié)構(gòu)條件外，同時(shí)考慮邊坡的分級(jí)處理，在每級(jí)建造一個(gè)1.50～2.00m的平臺(tái)如圖3所示。

圖3 水利骨干區(qū)水利工程邊坡防治措施

2.2 工程管理區(qū)

對(duì)于中小型灌區(qū)的水土流失防治問(wèn)題，項(xiàng)目管理區(qū)的防治措施也是不可缺少的。

2.2.1管理區(qū)

(1)站場(chǎng)、管理區(qū)和生活區(qū)的綠化。對(duì)于中小型灌區(qū)，必要的防護(hù)林、停車(chē)場(chǎng)、路邊建筑、路堤和路塹邊坡設(shè)置是不可缺少的，因此需要進(jìn)行一定的綠化設(shè)施，如種植風(fēng)景樹(shù)林、花卉、草坪和庭院經(jīng)濟(jì)林，不僅在保證灌區(qū)管理工程水土保持效果的情況下，對(duì)于管理區(qū)域的風(fēng)景優(yōu)化也有一定的促進(jìn)作用。

(2)土地平整。對(duì)于中小型灌區(qū)的保障措施，建設(shè)必要的站場(chǎng)、管理和生活區(qū)是必要的，在建設(shè)過(guò)程中不可避免存在廢渣、廢土等建筑垃圾，因此對(duì)于堆積區(qū)域進(jìn)行土層鋪筑和整理，選擇豆科植物增加土壤肥力，是保證水土保持效果的必要措施。

2.2.2永久性交通道路

對(duì)于中小型灌區(qū)為管理區(qū)域建設(shè)必要的交通措施，對(duì)于交通道路兩側(cè)采取必要的防護(hù)措施，具體如下：

(1)當(dāng)沿渠系工程開(kāi)挖交通工程時(shí)，需要進(jìn)行必要的邊坡設(shè)計(jì)，如采取一定的邊坡比，同時(shí)降低邊坡坡度。在邊坡較低區(qū)域，距離交通道路路面的高度不得低于2.0m，同時(shí)需要采取必要的磚石結(jié)構(gòu)防護(hù)道路。

(2)針對(duì)交通道路兩側(cè)，為了防護(hù)邊坡采取必要的防洪、排水溝等防護(hù)措施。

(3)交通工程開(kāi)挖的廢棄渣土，應(yīng)進(jìn)行必要的平整、鋪筑施工，同時(shí)壓載物不易太厚，避免水土流失災(zāi)害的發(fā)生。

2.3 灌區(qū)工程

鑒于灌區(qū)建設(shè)的水利工程，主要是為了灌區(qū)區(qū)域的灌溉問(wèn)題，因此為了防護(hù)灌區(qū)水利工程的水土問(wèn)題采取必要的處理措施，具體如下：

(1)關(guān)于灌區(qū)防護(hù)工程，包括必要的骨干林帶、田間林帶和邊緣林帶；

(2)對(duì)于發(fā)生侵蝕性病害的治理工程，如溝渠護(hù)坡工程的引水溝的治理工程等；

(3)對(duì)于灌區(qū)的防護(hù)林，主要為防風(fēng)、固沙和經(jīng)濟(jì)作用，因此在上述防護(hù)措施起到作用后，灌區(qū)的水土流失問(wèn)題將會(huì)得到有效解決。

3 水土保持措施對(duì)中小型灌區(qū)的影響分析

3.1 有利影響分析

在水土流失問(wèn)題嚴(yán)重的中小型灌區(qū)，應(yīng)根據(jù)灌區(qū)水利工程采取必要的水土保持措施，根據(jù)水土保持措施的工程特點(diǎn)和防護(hù)機(jī)制，目前主要存在兩種類(lèi)型，攔蓄型和滯蓄型。

(1)攔蓄型。攔蓄型水土流失防護(hù)措施，即采取修建人工水利工程措施，建成一定的容量空間，有效截流地表徑流的泥沙，有效減少水土流失。同時(shí)攔蓄型水土防護(hù)措施，可以有效防治線(xiàn)性污染，改善水環(huán)境。有效截流地表徑流，不僅能夠減少水土流失，同時(shí)對(duì)于點(diǎn)源污染也能進(jìn)行有效的攔截，改善地表徑流和地下徑流的水質(zhì)問(wèn)題。

(2)滯蓄型。滯蓄型水土保持措施，即通過(guò)不同措施改善原有土體的結(jié)構(gòu)條件，改善土體通氣孔，改善整個(gè)灌區(qū)防護(hù)區(qū)域的滲透性和蓄水能力。與攔蓄型水土保持措施相比，滯蓄型水土保護(hù)措施具有較大的優(yōu)勢(shì)，不僅能夠有效改變植被覆蓋程度，還能夠從源頭改善土壤固結(jié)能力，在有效減少地表徑流的同時(shí)，還能減少地表徑流的侵蝕輸沙能力。

3.2 不利影響分析

對(duì)于中小型灌區(qū)的水土保持措施，在有效改善水土流失狀況的同時(shí)，對(duì)整個(gè)灌區(qū)的產(chǎn)流機(jī)制和水循環(huán)造成必要的影響。

(1)攔蓄型。關(guān)于攔蓄型水土保持措施，雖能夠?qū)τ谒帘３制鸬揭欢ǖ拇龠M(jìn)作用，但是也在一定程度上降低了地表徑流量，如防護(hù)區(qū)域的森林和草地在一定程度上留住了地表徑流，但是并沒(méi)有增加降雨和增加地下水的補(bǔ)給作用。當(dāng)人工林面積增大時(shí)，蒸騰作用較大促進(jìn)了土層的干燥程度。部分水土保持工程措施，如攔水壩、梯田等措施，雖在一定程度上降低了水土流失問(wèn)題，也顯著降低了整個(gè)灌區(qū)流域的徑流總量，對(duì)于整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)造成一定的負(fù)面影響，對(duì)于灌區(qū)流域的生態(tài)系統(tǒng)具有一定程度的負(fù)面影響。

(2)滯蓄型。關(guān)于滯蓄型水土保持措施，還能一定程度上加劇當(dāng)?shù)厮Y源的短缺，對(duì)于灌溉區(qū)域水資源和水環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響。如果在灌區(qū)水利設(shè)施建設(shè)過(guò)程中，忽略滯蓄型水利設(shè)施的負(fù)面影響，則會(huì)對(duì)于整個(gè)灌區(qū)的生態(tài)造成影響。

4 防治措施

關(guān)于中小型灌區(qū)水利設(shè)施的建設(shè)，需要遵循減少水土流失的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于水土保持措施，需要根據(jù)建設(shè)準(zhǔn)備期、施工期和運(yùn)營(yíng)期不同的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的措施，主要包括工程措施和植被防護(hù)措施。

(1)工程措施。鑒于灌區(qū)水利工程設(shè)施的建設(shè)工程規(guī)模大和工期長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此可以選擇與主體工程同步進(jìn)行。

(2)植物措施。對(duì)于工程設(shè)施的植物防護(hù)措施，一般選擇春秋季節(jié)，通過(guò)增加工程量進(jìn)行植物防護(hù)措施的施工，主要從植物防護(hù)措施的特點(diǎn)進(jìn)行考慮的。

(2)輔助防護(hù)措施。對(duì)于輔助防護(hù)措施，多落后于主要工程項(xiàng)目，但多控制在一年時(shí)間之內(nèi)，鑒于水利工程建設(shè)包括支渠、次干渠和主干渠，應(yīng)充分考慮子項(xiàng)目之間的聯(lián)系和相對(duì)獨(dú)立性，選擇合適的施工時(shí)間。

5 結(jié)論

鑒于水土保持措施具有復(fù)雜性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)，因此對(duì)于水土保持措施保持持續(xù)的投入和研究，才能夠有效改善中小型灌區(qū)的水土保持情況。針對(duì)南方中小型灌區(qū)，本文分析了點(diǎn)狀水利工程和現(xiàn)狀水利工程的水土流失的特點(diǎn)，針對(duì)水土保持措施對(duì)于中小型灌區(qū)的有利影響和不利影響進(jìn)行了詳細(xì)分析，對(duì)中小型灌區(qū)水土保持措施，分別從骨干工程區(qū)、工程管理區(qū)和田間工程區(qū)等三個(gè)方面進(jìn)行了介紹，對(duì)防治措施的實(shí)施進(jìn)度進(jìn)行了分析，系統(tǒng)研究了水土保持措施在中小型灌區(qū)尤其是南方中小型灌區(qū)的應(yīng)用，對(duì)于未來(lái)類(lèi)似工程提供可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。