引洮供水二期工程棄渣場復墾措施技術(shù)研究

李忙寧

(甘肅省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，甘肅 蘭州 730000)

甘肅省引洮供水二期工程主要是解決甘肅中部干旱貧困地區(qū)城鄉(xiāng)生活、工業(yè)、生態(tài)環(huán)境用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水問題。供水范圍包括定西、白銀、天水、平?jīng)鍪校?市8縣區(qū)的97個鄉(xiāng)鎮(zhèn)1692個行政村268萬人。工程設計年引水量3.13億m3，總干渠1條長95km，干渠及分干渠8條長300km；供水管線18條長176km。主體工程以隧洞為主，沿線共布置隧洞171座，總長約370km，總工期70個月。

工程的建設對改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和城鄉(xiāng)居民的生產(chǎn)生活條件，從根本上解決甘肅中部嚴重干旱水資源匱乏問題，促進區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

1 工程區(qū)主要環(huán)境現(xiàn)狀

工程區(qū)主要分布在隴西黃土高原西部，屬黃土低中山梁峁地貌，海拔1500～2626m，主要劃分為基巖低中山區(qū)、黃土低山丘陵梁峁區(qū)、河(溝)谷川臺地區(qū)3個地貌單元。

工程區(qū)屬北溫帶溫和干旱、半干旱氣候，氣候總的特征是降水稀少，氣候干燥，夏季不熱，冬季寒冷，日照時間長，氣溫日差大。

工程區(qū)土壤主要為黃綿土、黑壚土、灰鈣土和紅黏土4個土類。黃綿土主要分布在黃土丘陵溝壑區(qū)，占總面積的70%；黑壚土主要分布在華家?guī)X及其余脈上；灰鈣土集中分布在會寧北部極干旱區(qū)；紅黏土零星分布在侵蝕嚴重的溝壑地帶。

2 復墾典型棄渣場的選取及特性

引洮二期供水工程棄渣場209處，征用土地面積110.22hm2，其中征用耕地棄渣場45處，面積23.5hm2。

典型棄渣場要求能夠體現(xiàn)棄渣場的特點和代表性，復墾的措施技術(shù)及要求具有普遍性，便于分析和確定復墾措施工程量及復墾效果。選取五干渠4#洞倒虹吸及明渠棄渣場為典型渣場。該棄渣場位于4#洞倒虹吸東側(cè)臺地上，為臺階狀梯田耕地，寬度約20m，高度1～2m，自然邊坡穩(wěn)定。

2.1 棄渣場表層土物理特性

棄渣場臺地表層土壤從垂直結(jié)構(gòu)上分析，主要為耕作熟化層、質(zhì)母質(zhì)層兩個層段。

(1)耕作熟化層：在長期的生產(chǎn)活動中耕作、施肥，耕地中形成了疏松耕作熟化層，厚15～30cm，有機質(zhì)含量平均值10.5g/kg，塊狀結(jié)構(gòu)，多無犁底層。

(2)母質(zhì)層：土壤質(zhì)地多壤土或黏壤土，質(zhì)地均一，塊狀結(jié)構(gòu)，石灰淀積呈短線狀，有機質(zhì)含量平均在5.0g/kg以下。

2.2 棄渣的物理性質(zhì)

五干渠4#洞倒虹吸及明渠棄渣場，棄方2.46萬m3，棄渣以土方為主。

根據(jù)棄渣產(chǎn)生區(qū)域土壤特性，棄渣主要以黑壚土和灰鈣土為主，棄渣主要有以下特性。

(1)耕作熟化層：耕作熟化層厚15～30cm。有機質(zhì)含量平均值為10.5g/kg，塊狀結(jié)構(gòu)，有一個3～5cm的緊實犁底層。

(2)腐殖質(zhì)層：黑壚土的腐殖質(zhì)層是土壤發(fā)育過程中的產(chǎn)物，厚度50～150cm，有機質(zhì)含量10～16g/kg；灰鈣土的腐殖質(zhì)層屬半干旱植被的產(chǎn)物，腐殖質(zhì)層的積累擴散不集中，有機質(zhì)耕層(0～20cm)平均值為8.5g/kg。

(3)石灰淀積層：黑壚土石灰淀積層位低，灰鈣土淀積層位高。石灰淀積形態(tài)在灰鈣土中多菌絲體狀和斑紋狀，黑壚土類除菌絲體斑紋狀、粉粒狀外，還有核狀，局部見到薄層石灰盤狀。

(4)母質(zhì)層：土壤質(zhì)地多壤土或黏壤土，質(zhì)地均一，塊狀結(jié)構(gòu)，石灰淀積呈短線狀，有機質(zhì)5.0g/kg以下。

3 棄渣場復墾的目標和技術(shù)標準

按照技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理、綜合效益最佳、便于復墾的要求，綜合考慮征用耕地前現(xiàn)狀和當?shù)馗貙嶋H情況確定復墾的目標和技術(shù)標準。

棄渣場復墾目標：復墾后的耕地有利于農(nóng)作物的生長發(fā)育，有利于田間作業(yè)和經(jīng)營管理，有利于水土保持。

棄渣場復墾技術(shù)標準：按照地形、土壤質(zhì)量、配套設施、生產(chǎn)力水平4大類型7個指標體系分別確定。

(1)地形：土地平整后田面坡度不超過2°～3°。

(2)土壤質(zhì)量：有效土層厚度不低于50cm，土壤比重不超過1.45,礫石含量不超過10%，有機質(zhì)含量不低于0.5%。

(3)配套設施：配套田間道路(本工程不考慮灌溉設施及田間林網(wǎng))。

(4)生產(chǎn)力水平：3年后達到周邊同等土地利用類型水平。

4 復墾措施技術(shù)

4.1 預防控制措施

(1)采取合理的施工工藝和方法，棄渣堆置中將礫石含量高的棄渣堆放于渣場的底部，土方堆放于頂部。

(2)棄渣場應達到設置的邊坡、渣體碾壓的要求，確保棄渣場的穩(wěn)定。

(3)棄渣場按照水土流失治理的要求，做好棄渣攔擋、棄渣場的截(排)水措施，嚴禁產(chǎn)生新的水土流失和對生態(tài)環(huán)境的破壞。

4.2 復墾工程技術(shù)措施

4.2.1耕作熟化土的剝離及堆放

耕地復墾盡可能做到恢復后保持原有的土壤結(jié)構(gòu)，以利于土地生產(chǎn)力的恢復和種植。耕作熟化土的剝離及堆放是做好耕地復墾的前提和基礎(chǔ)，耕作熟化土不但是復墾覆土的來源，而且也是保護土地資源，減少復墾投資的重要措施。在工程棄渣前對征用棄渣場耕地0.3m厚的耕作熟化土進行剝離，就近妥善堆存，并做好水土流失防治措施。

4.2.2土地平整措施

土地平整過程是復墾工作的主要工作內(nèi)容之一，棄渣結(jié)束后，由于棄渣以土方為主，棄渣中少量的碎石不能全部清除，使土壤中粗顆粒物質(zhì)增加；應采用耙犁方式剔除礫石，礫石含量不超過10%；由于棄渣的表層起伏不平，應對渣體表面進行初步整平，坑凹回填，減少渣場表面的地形起伏。

4.2.3表土覆填及細整平

對渣體表面進行初步平整后，把原耕地剝離堆存的表土攤鋪、平整，覆土有效厚度不小于50cm。然后采用人工細整平，平整后田面坡度不超過3°。

4.2.4田間道路、田埂

結(jié)合棄渣場征用耕地分塊面積大小，因地制宜設置生產(chǎn)道路和田埂。

田間道路：田間道路按照復墾耕地區(qū)具體地形，采取沿溝走邊的方法布設，在滿足機械耕作和運輸?shù)那疤嵯?，布設在復墾耕地一側(cè)，與現(xiàn)有田間道路進行連接，保證現(xiàn)有道路完整與暢通。

田間道路建設標準：能通行架子車和小型農(nóng)用機械，縱向坡度不大于15%，轉(zhuǎn)彎半徑不小于12m，連續(xù)坡長不能超過20m，路面采用泥結(jié)石，寬度3.0m。

田?。貉貜蛪ǖ貕K的外邊設置田埂，田埂高0.3m，頂寬0.3m，內(nèi)外坡比均為1∶1。

4.2.5耕作熟化層恢復

由于棄渣過程中施工機械碾壓，土壤團粒結(jié)構(gòu)差，持水、保肥能力減弱，短期內(nèi)耕地很難恢復到原地表土地生產(chǎn)力。因此，在細整平后進行深耕翻土，翻松深度為 50cm，擴大作物根系體積，促使農(nóng)作物根系生長健壯，向土層縱深發(fā)展，增強其吸收養(yǎng)分的能力。

棄渣場復墾措施設計如圖1所示。

圖1 棄渣場復墾措施設計平面布置圖和橫1斷面圖

4.2.6地力恢復

地力的恢復主要采取增加有機肥和調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，為了增加土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分含量，改良土壤性狀，提高土壤肥力。復墾完成后前2年，每年每畝使用50kg尿素、50kg磷肥、農(nóng)家肥3t。第一年種植豆科植物，以提高土壤有機質(zhì)的含量，使復墾耕地中土壤有機質(zhì)含量不低于0.5%，達到耕地復墾確定的標準，滿足耕地生產(chǎn)的要求。

4.2.7復墾實施效果

通過對場復墾后實施效果調(diào)查，復墾后耕地田面平整，生產(chǎn)道路、田埂布設合理，地力恢復快，作物長勢良好。

5 結(jié)語

水利水電工程一般具有工程棄渣數(shù)量大、棄渣場選址困難，工程建設中不可避免的臨時征用耕地。根據(jù)《中華人民共和國土地管理法》規(guī)定：“因挖損、塌陷、壓占等造成土地破壞，用地單位和個人應當按照國家有關(guān)規(guī)定負責復墾”恢復征用耕地生產(chǎn)力是建設單位的責任和義務，因此實施棄渣場復墾措施，是減少工程建設對耕地的影響，落實嚴格的耕地保護措施的有效措施和途徑。本文通過對引洮供水二期工程棄渣場復墾措施技術(shù)的研究，分析了棄渣場復墾的目標和標準，總結(jié)了復墾技術(shù)措施的具體要求和經(jīng)驗，對同類工程在棄渣場復墾中具有一定的借鑒和參考價值。