水利工程中的水土保持措施實例研究

0 引言

《永定河綜合治理與生態(tài)修復(fù)總體方案》在分析評價永定河現(xiàn)狀及存在主要問題的基礎(chǔ)上，研究提出了永定河綜合治理與生態(tài)修復(fù)的指導(dǎo)思想、基本原則、治理目標、治理思路與布局，論證明確了生態(tài)需水量及水量配置方案，從水資源集約與生態(tài)用水調(diào)配、河道綜合治理與生態(tài)修復(fù)、水環(huán)境治理與保護、水資源監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)和流域綜合管理及協(xié)同治理等方面，提出了詳細的治理舉措，梳理了重點項目清單，并分析了實施效果，明確了保障措施。得勝堡生態(tài)凈化保護工程即為“永定河綜合治理與生態(tài)修復(fù)三年滾動項目清單”大同部分的一項。

1 項目基本情況

得勝堡生態(tài)凈化保護工程位于大同市新榮區(qū)堡子灣鄉(xiāng)得勝堡村東側(cè)的御河主河道及兩岸，工程建設(shè)范圍北起新榮區(qū)堡子灣鄉(xiāng)鎮(zhèn)羌堡村御河入境處，南至黑土墩村西側(cè)黑土墩橋，長約5.1km。工程主要任務(wù)是對御河省界至黑土墩村段進行河道綜合治理，防護河道安全，改善河道水質(zhì)和河道生態(tài)環(huán)境。通過生態(tài)修復(fù)工程恢復(fù)御河河灘草甸生態(tài)系統(tǒng)；實施生態(tài)護岸保護河道岸坡穩(wěn)定不受侵蝕；構(gòu)建溪流濕地工程對上游來水進行凈化，豐富河道生態(tài)系統(tǒng)；建設(shè)生態(tài)島，營建棲息地生境，保護生物多樣性；建設(shè)管理道路、生態(tài)隔離工程和管理中心建筑，增強河道管理能力，建設(shè)“流動、綠色、生態(tài)、安全”的御河河流生態(tài)廊道。

2 項目水土流失分析

本項目永久占地312.87hm，無臨時占地，水土流失防治面積312.87hm。水土流失防治分區(qū)分為：河道治理工程防治區(qū)、生態(tài)工程防治區(qū)、管理道路及生態(tài)隔離帶工程防治區(qū)和管理中心防治區(qū)共4個防治分區(qū)。

2.1 水土流失防治目標

2.1.1 執(zhí)行標準等級

根據(jù)水利部辦公廳[2013]188號文“關(guān)于印發(fā)＜全國水土保持規(guī)劃國家級水土流失重點預(yù)防區(qū)和重點治理區(qū)復(fù)核劃分成果＞的通知”，本項目屬永定河上游國家級水土流失重點治理區(qū)。按《生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失防治標準》規(guī)定，項目水土流失防治執(zhí)行等級為北方土石山區(qū)一級標準。

2.1.2 防治目標

①定性目標。

因項目建設(shè)產(chǎn)生的水土流失狀況得到基本治理；對防治范圍內(nèi)的生態(tài)及水土保持進行最大限度地保護；水土資源得到有效利用；維持水保措施和設(shè)施的有效利用。

②定量目標。

根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失防治標準》的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本項目特點及項目所在地區(qū)的自然條件，提出六項防治標準的詳細指標值，用以判斷本項目水保措施的實際效果，在編制方案時對防治措施的布局提供相關(guān)要求和建議，同時作為驗收時的指標和依據(jù)。

該項目屬建設(shè)類項目，水土保持一級區(qū)劃屬北方土石山區(qū)，水力侵蝕是主要的水土流失類型，土壤侵蝕強度為輕度侵蝕，項目區(qū)多年平均降水量381mm，項目區(qū)屬于永定河上游國家級水土流失重點治理區(qū)。根據(jù)《中國氣候區(qū)劃名稱與代碼——氣候帶和氣候大區(qū)》，項目區(qū)不屬于極干旱和干旱地區(qū)，根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失防治標準》中4.0.6規(guī)定，水土流失治理度，林草覆蓋率及林草植被恢復(fù)率不做調(diào)整。

土壤侵蝕強度方面，在項目區(qū)內(nèi)以輕度侵蝕為主。根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失防治標準》中4.0.7規(guī)定，土壤流失控制比不應(yīng)小于1，故該項目的土壤流失控制比提高0.1。

項目區(qū)屬國家級水土流失重點治理區(qū)，根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持技術(shù)標準》中3.2.2第4條規(guī)定：“對無法避讓水土流失重點預(yù)防區(qū)和重點治理區(qū)的生產(chǎn)建設(shè)項目，建設(shè)方案應(yīng)提高植物措施標準，林草覆蓋率應(yīng)提高1~2個百分點?！惫试擁椖康牧植莞采w率提高2%。

2.2 項目水土保持評價

本工程在選址及總體布局上不涉及國家水土保持監(jiān)測的相關(guān)站點和重點試驗區(qū)，未占用國家確定的長期定位觀測站；項目選址區(qū)不在泥石流易發(fā)區(qū)、滑坡崩塌危險區(qū)以及易引起嚴重水土流失的范圍內(nèi)，最大程度地保持了現(xiàn)有土地和植被的水土保持功能。施工中嚴格控制施工范圍，盡量減少對土地資源的破壞。項目符合《中華人民共和國水土保持法》和《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》的要求，通過采取各項防治措施后，項目區(qū)域水土流失可以得到合理控制。

2.3 水土流失預(yù)測

①擾動原地表面積。

根據(jù)工程設(shè)計方案，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查狀況，對項目實施擾動地表、占用土地、損壞林草植被的種類、數(shù)量和面積進行統(tǒng)計計算，工程擾動原地表面積共計172.87hm。

②損毀植被面積。

結(jié)合工程設(shè)計報告的有關(guān)資料以及實地調(diào)查勘測的情況分析，本工程損毀植被面積為68.9hm。

③棄土（石、渣、灰、矸石、尾礦）量。

本項目共動用土石方總量165.24萬m，其中挖方量82.62萬m（含表土剝離7.42萬m），填方量82.62萬m（含表土回覆7.42萬m）。

④建設(shè)期流失量。

工程建設(shè)期施工擾動原地貌，造成地表裸露疏松，土壤侵蝕加劇。根據(jù)確定的侵蝕模數(shù)，按前述公式及參數(shù)計算得出工程施工期內(nèi)原地貌侵蝕量為1834.09t，擾動地貌侵蝕量5118.13t，新增侵蝕量3284.04t。

⑤自然恢復(fù)期流失量。

進入自然恢復(fù)期，隨著各項水保措施逐漸發(fā)揮作用，土壤侵蝕量將逐漸減少，根據(jù)確定的綜合侵蝕模數(shù)及植被恢復(fù)期限，得出恢復(fù)期原地貌侵蝕量為7384.73t，擾動地貌侵蝕量13007.1t，新增侵蝕量5622.36t。

⑥工程建設(shè)造成的新增流失量總量。

根據(jù)施工期、自然恢復(fù)期新增水土流失調(diào)查結(jié)果，工程實施預(yù)測造成水土流失總量18125.23t，原地貌水土流失總量9218.82t，新增水土流失總量8906.4t（表1）。

表1 水土流失量預(yù)測結(jié)果匯總 單位：t

3 水土保持措施布設(shè)成果

3.1 河道治理工程防治區(qū)

①工程措施。

主體設(shè)計對溪流濕地工程區(qū)占地范圍內(nèi)的旱地、林地等地表腐殖土較厚區(qū)域進行表土剝離，表土剝離量7.42萬m，剝離表土臨時堆放于河床范圍內(nèi)不影響施工的區(qū)域，用于后期綠化覆土，表土回覆量7.42萬m。主體工程施工完成后對綠化區(qū)域進行場地整平，整平面積25.3hm。

②植物措施。

主體設(shè)計河道治理工程區(qū)的植物措施主要包括：生態(tài)護岸區(qū)栽植水生植物1.09hm，撒播草種4.60hm。溪流濕地工程區(qū)栽植水生植物10.89hm，撒播草種7.02hm。生態(tài)島工程區(qū)新栽植落葉喬木200株，灌木700株，撒播草種1.70hm。

③臨時措施。

主體設(shè)計未考慮施工過程中的臨時防護措施，為防止降雨及大風等產(chǎn)生水土流失，新增以下臨時措施：

臨時苫蓋：施工中對施工裸露地面及臨時堆料采用防護網(wǎng)進行臨時苫蓋，苫蓋面積約6.0hm。防護網(wǎng)循環(huán)使用。

臨時堆土攔擋：對堆放于河道治理工程占地范圍內(nèi)的表土進行臨時防護，臨時堆土堆放的坡面坡度為1:1.5，臨時堆土堆放高度2.0m，在堆放區(qū)四周用編織袋裝土進行擋護，防護墻高0.8m，編織袋長0.8m、寬0.4m、高0.2m，每層編織袋間相互疊壓，編織袋裝土防護長度840m，需編織袋土538m。在堆土區(qū)四周及頂部苫蓋防護網(wǎng)（如圖1）。

圖1 臨時堆土防護措施平面布設(shè)圖

堆土區(qū)四周設(shè)臨時排水溝，排水溝長985m，斷面為倒梯形，溝底寬度0.4m，深度0.4m，兩側(cè)坡比1:1，土方開挖316m。排水溝末端設(shè)梯形沉砂池一座，沉砂池底長4m，底寬2.5m，深1.5m，坡比1:1，土方開挖17.5m。臨時排水溝及沉砂池內(nèi)鋪設(shè)土工布防護（如圖2）。

圖2 臨時排水溝剖面圖

3.2 生態(tài)工程防治區(qū)

①工程措施。

主體設(shè)計對生態(tài)修復(fù)工程區(qū)占地范圍內(nèi)現(xiàn)狀灘地斑禿區(qū)域的土地進行平整，平整面積28.51hm。主體內(nèi)容的工程措施滿足水土保持要求。

②植物措施。

生態(tài)修復(fù)工程植物措施主要包括林地生境修復(fù)、灌叢淺灘修復(fù)、草本淺灘修復(fù)設(shè)計。生態(tài)修復(fù)植物配置面積73.4hm。包含斑禿區(qū)域的地被修復(fù)66.6hm、現(xiàn)狀保留林地下地被修復(fù)3.7hm、新栽植地被植物3.1hm。主體設(shè)計生態(tài)修復(fù)工程區(qū)新栽植常綠喬木200株，落葉喬木900株，灌木1750株，撒播草種73.4hm。

③臨時措施。

生態(tài)修復(fù)工程區(qū)未綠化的裸露地面進行防護網(wǎng)苫蓋，苫蓋面積1.0hm。

3.3 管理道路及生態(tài)隔離帶工程防治區(qū)

①工程措施。

對生態(tài)隔離帶綠化區(qū)域進行土地平整，平整面積7.12hm。

②植物措施。

生態(tài)隔離帶設(shè)置在御河右岸河道治導(dǎo)線與河道管理范圍線之間，主要為新建巡河道路兩側(cè)各7m寬的生態(tài)綠化隔離帶，無道路處20m寬的生態(tài)綠化隔離帶。生態(tài)隔離帶面積71242m。

③臨時措施。

管理道路施工時開挖的裸露面進行防護網(wǎng)苫蓋，苫蓋面積1.5hm。

3.4 管理中心防治區(qū)

①工程措施。管理中心沿道路設(shè)置雨水排水管溝，長350m，場地停車位采用透水磚鋪裝，面積240m。對管理中心綠化區(qū)域進行土地平整，平整面積0.05hm。

②植物措施。主體設(shè)計管理中心場地內(nèi)設(shè)置零星綠化，面積約500m。

③臨時措施。管理中心施工時開挖的裸露面進行防護網(wǎng)苫蓋，苫蓋面積0.2hm。

4 水土保持監(jiān)測

水土保持監(jiān)測范圍為本次建設(shè)擾動范圍，監(jiān)測面積為312.87hm。監(jiān)測的具體時段開始自施工準備期，結(jié)束至設(shè)計水平年。

共布設(shè)7處監(jiān)測點。其中河道治理工程防治區(qū)2處，生態(tài)工程防治區(qū)2處，管理道路及生態(tài)隔離帶工程防治區(qū)2處，管理中心防治區(qū)1處。

水土保持監(jiān)測內(nèi)容是水土流失影響因素監(jiān)測、水土流失狀況監(jiān)測、水土流失危害監(jiān)測和水土保持措施監(jiān)測。監(jiān)測方法采用查閱資料、現(xiàn)場監(jiān)測、實地調(diào)查、實地量測、遙感監(jiān)測、視頻監(jiān)測、抽樣調(diào)查等方法進行監(jiān)測。監(jiān)測成果相關(guān)文件包括水土保持監(jiān)測報告、有關(guān)監(jiān)測表格及影像和圖件資料等，并應(yīng)按照檔案管理相關(guān)規(guī)定建立檔案。

5 結(jié)論和建議

5.1 工程建設(shè)的制約性因素結(jié)論

本工程在選址及總體布局上不涉及國家級別水土保持監(jiān)測站點，不涉及重點試驗區(qū)，未占用國家級長期水土保持定位觀測站；項目選址區(qū)不在泥石流易發(fā)區(qū)、滑坡崩塌危險區(qū)、易引發(fā)嚴重水土流失的范圍內(nèi)，極大程度上保護了現(xiàn)有的水土保持功能。施工中嚴格控制施工范圍，盡量減少對土地資源的破壞。主體工程選址基本不存在水土保持方面的制約性因素，符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，從水土保持角度分析，項目選址不受水土保持制約性因素制約。

5.2 水土保持方案的總體結(jié)論

根據(jù)工程設(shè)計和施工資料并結(jié)合實地調(diào)查狀況，分析評價了主體工程總體布局、地理位置、交通條件、土石方量、擾動原地貌破壞土地和植被面積、損壞水土保持設(shè)施面積，對工程建設(shè)內(nèi)容、施工工藝和易產(chǎn)生水土流失的施工環(huán)節(jié)進行了分析，調(diào)查了項目建設(shè)區(qū)水土流失總量、新增水土流失量及重點流失區(qū)和流失時段等，對各項水土保持措施的實施情況進行了調(diào)查評價。項目通過各項水土保持措施的實施，可使工程占地區(qū)域內(nèi)的水土流失治理度100%，土壤流失控制比1.05，渣土防護率為98%，表土保護率為100%，可綠化面積全部綠化，林草植被恢復(fù)率為100%，林草覆蓋率達74.3%，防治目標均符合要求?？纱蟠鬁p少工程施工引起的水土流失狀況，改善和提升施工區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

各項水土保持相關(guān)措施完成以后，項目施工造成的水土流失得到有效的防治，各項目防治措施指標均達到的預(yù)定目標，并具有一定的生態(tài)效益、社會效益。