遼寧阜蒙縣小型農(nóng)田水利工程水土流失預(yù)測(cè)分析及防治措施

宋 鑫

(阜新蒙古族自治縣水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 阜新 123000)

阜蒙縣位于遼寧省西部，屬干旱地區(qū)，水資源缺乏。近幾年隨著國(guó)家在東北地區(qū)節(jié)水增糧項(xiàng)目實(shí)施，對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收起到了積極作用。阜蒙縣2016年小型農(nóng)田水利項(xiàng)目是結(jié)合阜蒙縣“十三五”水利規(guī)劃及節(jié)水灌溉項(xiàng)目而確定的項(xiàng)目。但農(nóng)田水利項(xiàng)目的實(shí)施，必然會(huì)對(duì)項(xiàng)目區(qū)的原有地貌和植被產(chǎn)生不同程度的破壞，造成水土流失現(xiàn)象。因此，為了能夠有效控制阜蒙縣小型農(nóng)田水利項(xiàng)目建設(shè)所導(dǎo)致的新增水土流失，本文針對(duì)工程建設(shè)可能造成的水土流失進(jìn)行預(yù)測(cè)分析[1]。

1 項(xiàng)目概況

蜘蛛山鎮(zhèn)位于阜蒙縣的西南部，地處遼西低山丘陵地區(qū)，地勢(shì)自西北向東南緩慢傾斜，呈波狀高低起伏。按成因地貌可分為構(gòu)造地貌、剝蝕地貌和堆積地貌三種類型。構(gòu)造地貌主要為低山，受火成巖構(gòu)造控制，山勢(shì)突兀，巖石裸露，分布零散。

項(xiàng)目區(qū)所在流域?qū)俚蜕角鹆陞^(qū)，區(qū)域地質(zhì)條件主要以丘陵區(qū)變質(zhì)巖含水巖系和中低山區(qū)酸性侵入巖含水巖系為主，前者由片麻巖、夾長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)角閃巖組成；后者主要由花崗巖、花崗長(zhǎng)巖、石黃閃長(zhǎng)巖等組成。地下水屬裂隙水，河流一級(jí)階地及河灘地下水埋藏較淺，在1.5 m～3.0 m，地下水主要來(lái)源是大氣降水入滲補(bǔ)給以及河流側(cè)向補(bǔ)給，含水層以中粗砂夾礫石為主，透水性較大，滲透系數(shù)在(50～113.1) m/d，厚度10 m～20 m，適宜修建方塘或截潛流開(kāi)發(fā)利用地下水。

2 水土流失預(yù)測(cè)分析

工程屬于大凌河及繞陽(yáng)河流域，根據(jù)遼寧省人民政府文件《遼寧省人民政府關(guān)于確定水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的公告》，阜蒙縣小型農(nóng)田水利項(xiàng)目區(qū)域?qū)儆谶|寧省水土流失的重點(diǎn)治理防護(hù)區(qū)，且根據(jù)《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，項(xiàng)目區(qū)水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行二級(jí)防治標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 工程建設(shè)過(guò)程中的水土流失預(yù)測(cè)

2.1.1 預(yù)測(cè)范圍及預(yù)測(cè)時(shí)段

本次水土流失預(yù)測(cè)范圍為整個(gè)工程建設(shè)區(qū)域，以項(xiàng)目建設(shè)區(qū)為主體、各類項(xiàng)目施工地為界，具體包括主體工程區(qū)、施工場(chǎng)地區(qū)和臨時(shí)堆料場(chǎng)區(qū)，預(yù)測(cè)面積0.08 hm2。

本工程水土流失主要發(fā)生在工程施工期。施工期間，工程建設(shè)產(chǎn)生的開(kāi)挖裸露面表面疏松，植被覆蓋率低，且受侵蝕程度大，部分邊坡處于不穩(wěn)定的狀態(tài)；土石方開(kāi)挖及土石方搬運(yùn)的工程量較大，在搬運(yùn)和堆置過(guò)程中可能造成的水土流失也很大；因此，阜蒙縣小型農(nóng)田水利項(xiàng)目建設(shè)水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段主要為工程施工期，時(shí)間2個(gè)月。

工程竣工后，隨著工程的正常運(yùn)行，水土保持防治措施已開(kāi)始發(fā)揮作用，水土流失基本得到控制。但是，在運(yùn)行初期，水土保持措施未完全發(fā)揮作用，特別是水土保持植物措施受時(shí)間的限制，仍會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的水土流失，因此，在工程運(yùn)行初期亦進(jìn)行水土流失預(yù)測(cè)，考慮植物措施的生長(zhǎng)周期，預(yù)測(cè)時(shí)間為1年。

2.1.2 工程棄渣量預(yù)測(cè)

通過(guò)對(duì)主體工程水土保持評(píng)價(jià)，工程技術(shù)資料分析、現(xiàn)場(chǎng)勘察及土石方挖填平衡分析，本工程的棄渣主要來(lái)源于水源井工程的土方開(kāi)挖，工程開(kāi)挖土方總量為3910.2 m3。土方部分進(jìn)行回填量為3215.6萬(wàn)m3。工程的棄渣量較小，棄土方運(yùn)到低洼處進(jìn)行平整，對(duì)于工程回填部分的土石方，先堆放于臨時(shí)堆料場(chǎng)，待回填時(shí)使用。以上方量均為自然方。

臨時(shí)堆料場(chǎng)位于臨時(shí)施工場(chǎng)地旁，占地面積為0.02 hm2，棄渣平均堆高為0.5 m，邊坡比為1∶1。

2.1.3 水土流失量預(yù)測(cè)

(1)原地貌土壤侵蝕模數(shù)及背景值

工程建設(shè)破壞的原地貌主要為荒地和原排灌站原建筑物舊址，根據(jù)當(dāng)?shù)厮帘３植块T提供的數(shù)據(jù)，本項(xiàng)目區(qū)的土壤侵蝕類型區(qū)屬東北黑土區(qū)。灌區(qū)流域內(nèi)山谷發(fā)育，山高坡陡，土質(zhì)瘠薄，水土流失強(qiáng)烈，侵蝕方式主要以水蝕為主，其他重力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、凍融侵蝕相伴發(fā)生，年侵蝕模數(shù)背景值為1661 t/(km2·a)；項(xiàng)目建設(shè)期，土壤侵蝕模數(shù)為4243 t/(km2·a)。

(2)水土流失量預(yù)測(cè)公式

本次工程水土流失量預(yù)測(cè)采用土壤侵蝕模數(shù)法。根據(jù)工程建設(shè)主體工程區(qū)、施工場(chǎng)地區(qū)和臨時(shí)堆料場(chǎng)區(qū)等所占地面積及其土壤侵蝕模數(shù)，計(jì)算出項(xiàng)目建設(shè)的新增水土流失量[2]：

Q=(m2-m1)×A×a

式中：Q為新增水土流失量，t；m2為對(duì)應(yīng)部位的預(yù)測(cè)土壤侵蝕模數(shù)，本工程取值4243 t/(km2·a)；m1為對(duì)應(yīng)部位的背景土壤侵蝕模數(shù)，本工程取值1661 t/(km2·a)；A為破壞的地表面積，預(yù)測(cè)面積0.08 hm2；a為影響年數(shù)，本工程按14個(gè)月計(jì)算。

(3)新增水土流失量預(yù)測(cè)

阜蒙縣2016年小型農(nóng)田水利項(xiàng)目新增水土流失量匯總表見(jiàn)表1。

表1 阜蒙縣2016年小型農(nóng)田水利項(xiàng)目新增水土流失量匯總表 單位：t

(4)水土流失總量預(yù)測(cè)

通過(guò)以上預(yù)測(cè)，工程建設(shè)過(guò)程中，在不采取任何水土保持措施的情況下，可能產(chǎn)生水土流失量為3.96 t，新增水土流失量2.41 t。

2.2 水土流失防治分區(qū)措施

2.2.1 水土流失防治責(zé)任范圍

本工程水土流失防治責(zé)任范圍為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)，其中包括主體工程區(qū)、施工場(chǎng)地區(qū)、臨時(shí)堆料場(chǎng)區(qū)。防治責(zé)任范圍見(jiàn)表2。

表2 水土流失防治責(zé)任范圍表 單位：hm2

2.2.2 水土流失防治分區(qū)

依據(jù)水土流失防治原則，結(jié)合阜蒙縣小型農(nóng)田水利項(xiàng)目的工程施工地貌原有類型以及工程布置情況和施工特點(diǎn)、可能造成的水土流失情況和區(qū)域水土流失現(xiàn)狀，劃定防治責(zé)任范圍。根據(jù)本項(xiàng)目主體工程的施工進(jìn)度，確定工程水土流失防治區(qū)為：主體工程防治區(qū)、施工場(chǎng)地防治區(qū)和臨時(shí)堆料場(chǎng)防治區(qū)[3]。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，由建設(shè)單位同垃圾場(chǎng)主管單位簽定棄渣堆放合同或承諾書，故本設(shè)計(jì)不設(shè)料場(chǎng)防治區(qū)和棄渣場(chǎng)防治區(qū)。

2.2.3 分區(qū)防治措施設(shè)計(jì)

本文水土保持措施設(shè)計(jì)以植物措施和臨時(shí)措施為主，堅(jiān)持因地制宜、因害設(shè)防，通過(guò)綜合治理，使阜蒙縣2016年小型農(nóng)田水利項(xiàng)目建設(shè)產(chǎn)生的新增水土流失得到有效控制，避免產(chǎn)生新的環(huán)境問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)水土流失防治由被動(dòng)控制轉(zhuǎn)變到開(kāi)發(fā)治理的局面[4]。

(1)主體工程防治區(qū)

本工程主體工程主要包括：水源井開(kāi)挖。

工程開(kāi)挖后形成了裸露的表面，水源井周圍用漿砌磚進(jìn)行砌筑而進(jìn)行固化，只有棄土堆放產(chǎn)生水土流失。

(2)施工場(chǎng)地防治區(qū)

本工程臨時(shí)施工場(chǎng)地占地面積0.08 hm2。臨建設(shè)施占地主要包括：材料堆放。施工期間，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)施，以排泄場(chǎng)區(qū)內(nèi)的施工排水產(chǎn)生徑流。在主體工程結(jié)束后，為減少因工程建設(shè)產(chǎn)生的水土流失，及時(shí)拆除臨時(shí)建筑物，清除場(chǎng)地中的建筑垃圾及雜物，并進(jìn)行土地平整，平整面積為0.072 hm2。在土地平整的基礎(chǔ)還原耕地。

2.2.4 臨時(shí)堆料場(chǎng)防治區(qū)

工程回填所用的土石方先堆放于臨時(shí)堆料場(chǎng)。臨時(shí)堆料場(chǎng)位于臨時(shí)施工場(chǎng)地旁，占地面積為0.072 hm2，地類為耕地。棄渣平均堆高為0.5 m，邊坡比為1∶1。

在施工期間，棄渣容易在雨水等外應(yīng)力的作用下產(chǎn)生水土流失，故本次水土保持設(shè)計(jì)主要采取臨時(shí)防護(hù)措施，以防止水土流失的產(chǎn)生。具體措施為填土草袋護(hù)坡和尼龍編制網(wǎng)覆蓋。經(jīng)計(jì)算，共需填土草袋300個(gè)，尼龍編制網(wǎng)1500 m2。

施工結(jié)束后，對(duì)臨時(shí)堆料場(chǎng)采取平整還原為耕地。

3 結(jié)論

根據(jù)以上預(yù)測(cè)，阜蒙縣2016年小型農(nóng)田水利項(xiàng)目新增水土流失量擾動(dòng)前為1.55 t，擾動(dòng)后增加為3.96 t，工程建設(shè)過(guò)程中，在不采取任何水土保持措施的情況下，可能產(chǎn)生水土流失量為3.96 t，新增水土流失量2.41 t。

針對(duì)上述結(jié)果，本項(xiàng)目水土保持措施設(shè)計(jì)以植物措施和臨時(shí)措施為主，堅(jiān)持因地制宜、因害設(shè)防，通過(guò)綜合治理，使阜蒙縣2016年小型農(nóng)田水利項(xiàng)目建設(shè)產(chǎn)生的新增水土流失得到有效控制：主體工程區(qū)水源井周圍采用漿砌磚進(jìn)行砌筑固化；施工場(chǎng)地防治區(qū)內(nèi)設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)施，及時(shí)拆除臨時(shí)建筑物，清除場(chǎng)地中的建筑垃圾及雜物，并進(jìn)行土地平整；臨時(shí)堆料場(chǎng)防治區(qū)采取填土草袋護(hù)坡和尼龍編制網(wǎng)覆蓋臨時(shí)防護(hù)措施。