塔什米里克引水樞紐除險加固工程水土修復實踐

吳春輝

（新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 項目概況

新疆喀什噶爾河蓋孜河塔什米里克引水樞紐位于疏附縣塔什米里克鄉(xiāng)境內，距喀什市80 km，控制喀什地區(qū)及克州五縣一種羊場122.56 萬畝耕地的農業(yè)灌溉用水。該樞紐始建于1961 年，經多次改建，形成了完全的攔河引水樞紐，主要建筑物由進水閘、沖沙閘、人工彎道、泄洪閘、潰壩及左、右岸導流堤組成。目前該樞紐防洪能力已遠遠滿足不了現(xiàn)行防洪標準，運行指標達不到設計標準，同時工程存在嚴重的破壞、樞紐上下游淤積、消能設施的淤積等問題，影響了工程的安全運行，需經除險加固后才能達到正常運行。

本次塔什米里克引水樞紐除險加固的主要工程內容包括：（1）進水閘、沖沙閘。拆除原閘上部結構，將閘墩加高，新建閘室，原交通橋拆除新建；（2）人工彎道。增加彎道長，彎道進口設導沙坎；（3）泄洪閘。將現(xiàn)狀泄洪閘全部拆除，新建7 孔8 m 閘，閘室總寬為64 m；（4）潰壩。進行廢除，上部交通橋進行拆除，拆除長度為110 m，新建導流堤將新建閘與現(xiàn)狀人工導流堤進行銜接；（5）人工導流堤。閘上游左側新建人工導流堤113 m 與上游左岸導流堤銜接，下游左側新建導流堤67.5 m；（6）管理站。拆除新建磚混結構管理站房。工程計劃施工共10 個月，施工準備期為1 個月，于第1 年2 月進入施工準備期，3 月開始施工，至5 月底第一階段施工完成，同年9 月至11 月底第二階段施工完成。

工程總占地16.88 hm2，其中永久占地12.49 hm2，臨時占地4.39 hm2，占地類型為建設用地和荒漠戈壁。工程開挖總量10.28 萬m3，其中拆除方量0.72 萬m3，回填5.17 萬m3，廢棄5.41 萬m3，堆放在工程規(guī)劃場地內，隨著施工進度后期逐步回填到C1 土料場和永久棄渣場。清淤表土量0.78 萬m3，用于樞紐區(qū)、料場區(qū)和棄渣場區(qū)表土覆蓋，便于植被自然恢復。

2 工程區(qū)水土流失現(xiàn)狀及預測

2.1 工程區(qū)水土流失現(xiàn)狀

塔什米里克引水樞紐位于蓋孜河出山口處，是山區(qū)和平原的接合部位，屬低山丘陵區(qū)，海拔高程為1638 m～1815 m。屬溫帶大陸性干旱半干旱區(qū)，項目區(qū)年平均氣溫11.7℃，年平均降雨量64.80 mm，年平均蒸發(fā)量2438.3 mm，年平均風速1.90 m/s，全年主導風向為西北風，多年最大凍土深度66 mm，區(qū)域內植被發(fā)育較小，地表分布有沙礫石，生態(tài)環(huán)境惡劣。土壤類型為棕漠土，植被屬戈壁荒漠植被類型，覆蓋率5%，現(xiàn)狀條件下，表層易蝕物質被剝蝕殆盡，地表為結皮及植被覆蓋，若不人為擾動，大風條件下不會發(fā)生大面積侵蝕。根據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)人民政府《關于全疆水土流失重點預防保護區(qū)、重點監(jiān)督區(qū)、重點治理區(qū)劃分的公告》，樞紐工程項目區(qū)屬于水土流失重點監(jiān)督區(qū)，水土流失防治應執(zhí)行二級標準，容許土壤流失量為2200 t/(km2·a)。工程區(qū)侵蝕類型屬于中度風力侵蝕、輕度水力侵蝕，原地貌土壤侵蝕模數(shù)為2700 t/(km2·a)。

2.2 新增水土流失預測分析

工程屬于建設類項目，水土流失預測時段按施工準備期、施工期、自然恢復期三個時段進行，本工程新增水土流失主要在施工準備期和施工期。

在施工準備期，由于樞紐工程區(qū)、施工生產生活區(qū)和施工道路區(qū)“三通一平”建設，對工程各項設施占地范圍的地表植被或結皮進行鏟除和破壞，在開挖處或填方處又改變了原地面的坡度與坡長等原始地貌。這些施工行為與氣象因素、土壤因素等相結合，是導致工程擾動范圍內水土流失加劇的主要原因。

施工期水土流失影響因素以人為活動為主導因素。項目建設過程中，由于樞紐的開挖和填筑，大量的土方臨時堆放，在施工機械碾壓和工人踐踏等活動作用下將引起水土流失加劇。

建設期可能造成的水土流失總量為1169.61 t，新增水土流失量為514.89 t。新增侵蝕主要集中在樞紐工程區(qū)、料場區(qū)、棄渣場區(qū)、施工生產生活區(qū)；產生水土流失的主要時段為施工期，重點流失時段為施工期。

3 水土流失防治責任范圍

根據(jù)項目建設對水土流失的影響、區(qū)域自然條件、不同部位水土流失特點等因素，將建設區(qū)分為六個二級分區(qū)，為樞紐工程區(qū)、管理站區(qū)、料場區(qū)、棄渣場區(qū)、施工道路區(qū)、臨時施工生產生活區(qū)。直接影響區(qū)主要通過當?shù)貙崪y上、下風向的影響得出，道路區(qū)直接影響區(qū)范圍確定為上風向2 m，下風向5 m 范圍，施工活動均在限定的范圍內進行。工程水土流失防治責任范圍總面積為20.21 hm2。其中項目建設區(qū)面積為16.88 hm2，直接影響區(qū)面積3.33 hm2。工程水土保持防治責任范圍見表1。

表1 工程水土保持防治責任范圍

4 水土保持措施設計

4.1 樞紐工程區(qū)

樞紐工程區(qū)占地7.64 hm2，主要建設進水閘、沖沙閘、人工彎道、泄洪閘等。在引水樞紐工程建設過程中，由于樞紐基礎、基礎開挖與回填及進場道路的平整等施工活動，改變了原地貌地形，占壓、損壞了原有水土保持設施。樞紐工程區(qū)表土為淤積土，該區(qū)河灘淤積區(qū)域的土質較好，在施工期對表層土進行剝離，土方量約為7800 m3，在施工后期中逐步將表土覆蓋到擾動區(qū)域以便植被自然恢復，覆土方量為2780 m3。對施工過程中臨時堆放表土進行防塵網苫蓋，估算需0.61 hm2防塵網。為減少施工期的揚塵，施工期在樞紐施工區(qū)的擾動范圍內增加灑水措施，灑水利用河道內的水，灑水在6 月～8 月高溫季節(jié)每天灑水兩次，上午、下午各一次，5 月和9 月每天灑水一次，在中午灑水，則施工期每年需灑水約245 次，每次灑水2.5 m3，則施工期灑水共需用水613 m3。

4.2 管理站區(qū)

管理站占地0.15 hm2，現(xiàn)狀管理站拆除重建，在管理院內新建二層管理辦公樓，面積750 m2。施工完畢后，建筑物拆除后有計劃的平整場地，本區(qū)域共需平整場地0.09 hm2，估算臨時堆土共需防塵網合計為0.02 hm2。

4.3 料場區(qū)

土料場選在左岸泄洪閘后的河漫灘上，因此，在料場開采完成后及時將永久棄渣回填至料場開采區(qū)，防止料場沖蝕。土料場區(qū)長度大約100 m，寬度約80 m，占地0.80 hm2。施工結束后，對料場進行土地平整處理，需平整面積0.80 hm2。隨著工程的進度，棄渣回填料場后逐步將樞紐區(qū)剝離表土覆蓋到料場區(qū)擾動區(qū)域，以便植被自然恢復，覆土方量為1600 m3。在表面覆蓋層清理前，在廢料堆放周邊布設草袋土進行擋護，并在施工結束后進行草袋土拆除。在料場區(qū)的擾動范圍內增加灑水措施，施工期灑水共需用水165 m3。

4.4 渣場區(qū)

渣場區(qū)占地6.4 hm2，設置1 個永久棄渣場和1 個利用料堆放場地，永久棄渣場在泄洪閘左側800 m 處，占地4.70 hm2，臨時堆料場在泄洪閘左側150 m 處，占地1.70 hm2。施工完畢后，棄渣場全部進行平整處理，共需平整面積4.70 hm2。隨著工程的進度逐步將樞紐區(qū)剝離表土覆蓋到擾動區(qū)域，以便植被自然恢復，覆土方量為5020 m3。在棄渣場棄渣前周邊布設草袋土進行擋護，施工完畢后進行草袋土拆除。

4.5 臨時施工生產生活區(qū)

設置1 處施工生產生活區(qū)，在攔河堤左岸，占地1.24 hm2。施工完畢后，臨建設施予以拆除，建筑物拆遷后有計劃的平整場地，共需平整場地1.24 hm2。為減少擾動面積在大風季節(jié)的揚塵，施工期在大風和高溫季節(jié)增加灑水措施，灑水共需用水160 m3。

4.6 施工道路區(qū)

塔什米里克渠首工程項目區(qū)3 條施工道路，共占地0.65 hm2。進場道路長140 m，路面寬度6 m；棄渣場道路長800 m，路面寬度6 m；施工道路長150 m，路面寬度6 m。施工完畢后，道路全部進行平整處理，共需平整道路0.65 hm2。在施工道路兩側布設彩條旗2000 m，以限定施工車輛的行駛范圍，避免對征地范圍以外的區(qū)域產生新的擾動。施工期在道路區(qū)增加灑水措施，灑水共需用水160 m3。

水土保持措施實施后，工程區(qū)內擾動土地整治率達到98.82%，造成水土流失面積的總治理度達到98.48%，土壤流失控制比達到0.90，攔渣率達到99%，林草恢復系數(shù)林草覆蓋率不作要求，滿足水土保持目標值。

5 結語

塔什米里克水利樞紐的安全運行對灌區(qū)的農業(yè)發(fā)展起到至關重要的作用，為確保農業(yè)引水灌溉，針對樞紐存在的問題進行加固是十分必要和迫切的，工程應當采取臨時防護和永久治理相結合、工程措施和植物措施相結合的水土流失防治措施，在施工進度與時序安排上考慮了降水和風等水土流失影響因素，縮小裸露面，縮短裸露時間，施工開挖、填筑、堆置的裸露面應采取臨時攔擋、覆蓋等臨時措施，有效降低項目建設中引發(fā)的水土流失量，促進項目區(qū)生態(tài)修復。