月潭水庫水土保持措施設(shè)計及防治效果分析

楊 穎

(黃山市水電勘測設(shè)計院，安徽 黃山 245000)

1 工程概述

月潭水庫地處新安江主源率水河上游，壩址位于黃山市休寧縣海陽鎮(zhèn)首村下琳溪組下游約500 m處，距休寧縣城18.5 km，距黃山市區(qū)29 km。水庫控制流域面積908 km2，是一座以防洪為主，結(jié)合城鎮(zhèn)供水和發(fā)電，兼顧灌溉的綜合水利樞紐。水庫規(guī)模為大(2)型，工程等別為Ⅱ等?？値烊轂?.57億m3，水庫正常蓄水位為165.0 m，水庫死水位157.0 m，汛限水位160.5 m，20年一遇洪水位為165.8 m，50年一遇防洪最高水位為168.7 m，相應(yīng)防洪庫容為0.73億m3，100年一遇設(shè)計最高洪水位為170.3 m，相應(yīng)防洪庫容為0.96億m3，1 000年一遇校核標(biāo)準(zhǔn)洪水位為172.1 m，總庫容為1.57億m3。電站裝機容量20 MW。樞紐區(qū)主要由混凝土重力壩、泄洪建筑物、壩內(nèi)埋管式發(fā)電引水系統(tǒng)、生態(tài)放水管、壩后式發(fā)電廠房、升壓開關(guān)站和魚道等建筑物組成。大壩最大壩高36.6 m，壩頂長214.0 m，壩頂寬7.0 m，共分為12個壩塊。水庫淹沒區(qū)涉及休寧縣海陽鎮(zhèn)、陳霞鄉(xiāng)和溪口鎮(zhèn)3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，規(guī)劃安置人口7 418人。移民搬遷安置結(jié)合各地美好鄉(xiāng)村建設(shè)規(guī)劃或城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃確定集中安置居民點，規(guī)劃農(nóng)村集中居民點7個、集鎮(zhèn)遷建規(guī)劃區(qū)1個。庫區(qū)主要改(復(fù))建項目包括：恢復(fù)交通道路38.73 km，生產(chǎn)道路18.31 km，輸變電線路28.16 km，電信線路66.1 km，移動線路26.98 km，聯(lián)通線路11.5 km，安廣網(wǎng)絡(luò)線路4.95 km，文廣電視線路27.5 km，文廣廣播線路6 km，供水管道205.7 km。

項目占地總面積為1 117.75 hm2，其中樞紐工程建設(shè)區(qū)23.62 hm2、移民安置區(qū)152.85 hm2、水庫淹沒區(qū)941.28 hm2。工程土石方開挖總量為52.64萬m3，其中填筑總量29.56萬m3、棄渣量23.08萬m3。

項目區(qū)位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖，光照充足，四季分明，夏冬較長。多年平均氣溫為16 ℃，多年平均日照時數(shù)為1 931.4 h，年輻射總量為505.8 kJ/cm2，多年平均無霜期為230 d。全年風(fēng)向多為東北偏東，冬季多東北風(fēng)，夏季多西南風(fēng)和偏東風(fēng)，實測風(fēng)速最大值為21 m/s。多年平均降水量為1 722.8 mm，汛期4—7月份為986.2 mm，占年總量的55.6%，降水的年內(nèi)分配極不均勻；最大年降水量為2 635.5 mm，最小年降水量為928.8 mm，降水的年際分配極不均勻。多年平均蒸發(fā)量為1 457 mm。土壤主要為紅壤、黃壤、黃棕壤。黃紅壤廣泛分布于海拔700 m以下的中山、低山和丘陵；與黃紅壤同一生物氣候帶的棕色石灰土、石灰性紫色土、酸性紫色土、中性紫色土、灰潮土和水稻土等鑲嵌分布在海拔500 m以下的丘陵、河谷盆地；黃壤和暗黃棕壤分布于海拔700 m以上中山的中上部。工程區(qū)屬亞熱帶常綠闊葉林和針闊混交林植被帶，共有維管束植物180科1 000屬3 100種，次生的常綠闊葉林和針闊混交林占絕對優(yōu)勢，林草覆蓋率為77.93%。

2 項目水土流失特點及危害

工程建設(shè)過程中，對水土流失的影響主要通過擾動原地貌，改變原地形、破壞土壤結(jié)構(gòu)，損壞植被等水保設(shè)施，在水力、重力和人為活動等外力作用而產(chǎn)生。工程區(qū)征地范圍內(nèi)的地表將遭受不同程度的破壞，局部地貌將發(fā)生較大的改變，在降水及人為活動影響下，極易造成大面積表土面蝕、溝蝕、棄渣滑塌等水土流失形式。如不采取水土保持措施，松散的棄土棄渣遭遇暴雨、洪水的沖蝕，很容易對區(qū)域土地生產(chǎn)力、生態(tài)環(huán)境、河道水質(zhì)、居民生產(chǎn)生活及水庫工程建設(shè)和運行等造成不利影響。本工程可能造成水土流失的區(qū)域主要有樞紐工程、庫區(qū)、進場道路、移民安置區(qū)、棄渣場、施工場地及施工道路等。

2.1 擾動面積大

工程建設(shè)過程中擾動地表面積187.29 hm2，工程開工后，擾動區(qū)域內(nèi)的植被將遭到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)林草覆蓋率降低，一些物種數(shù)量減少。工程建設(shè)期土壤侵蝕強度以強度～劇烈為主，是原土壤侵蝕模數(shù)的幾十倍。工程施工形成高陡邊坡及大量松散堆渣體，加之當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件復(fù)雜，雨量集中，如不采取有效的水土保持措施，水力侵蝕和重力侵蝕的雙重作用極易造成嚴(yán)重的水土流失及危害，加之當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境比較脆弱，遭受損壞的植被短期內(nèi)恢復(fù)的難度較大，勢必對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成不利影響。

2.2 土石方量多

工程土石方開挖總量為52.64萬m3，其中填筑總量29.56萬m3、棄渣量23.08萬m3。工程建設(shè)將擾動和損壞原有地貌，使原地表土層剝離形成裸露地表或高陡邊坡，失去原有植被的防沖固土能力。若不及時采取水土保持措施，大量被剝離的表土將會由于抗沖力和抗蝕力下降，被地表徑流沖走，而土壤中的氮、磷、鉀等無機養(yǎng)分和有機質(zhì)也會隨之流失，最終使區(qū)域土壤趨于貧瘠化，土地生產(chǎn)力降低。

2.3 施工安全影響大

樞紐區(qū)開挖形成的高陡邊坡，最大總高度達到60.6 m，若不采取水土保持措施加以防護，可能造成局部垮塌等水土流失現(xiàn)象，危及工程安全，影響水庫正常施工及運行。道路建設(shè)形成的高陡邊坡，若不采取一定的措施進行防護，可能出現(xiàn)局部沉陷、滑坡、垮塌及開挖土石方沿坡瀉溜等水土流失現(xiàn)象，影響公路安全，阻斷場內(nèi)外交通，進而對工程施工、運行造成影響，并損壞工程征地范圍外的原地表植被。

2.4 淹沒區(qū)移民生活影響大

移民安置點及庫區(qū)復(fù)建工程建設(shè)過程中，對地表擾動較大，損壞地表植被；如水土保持防護措施不當(dāng)，也會發(fā)生一定的水土流失，直接影響安置區(qū)群眾的生活水平，對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展帶來不利影響。

3 項目水土保持措施設(shè)計

月潭水庫的水土流失防治按照“三同時”制度進行。水土保持措施布設(shè)應(yīng)以全面的觀點來進行，做到先全局后局部，先重點后一般，不重不漏，輕重緩急，區(qū)別對待，工程措施和植物措施有機結(jié)合，點、線、面上水土流失防治相輔，充分發(fā)揮工程措施控制性和時效性，保證在短時期內(nèi)遏制或減少水土流失，再利用土地整治和林草措施涵水保土，實現(xiàn)水土流失徹底防治。根據(jù)月潭水庫項目總體工程布局、實地調(diào)查，結(jié)合項目施工擾動特點、建設(shè)時序、地貌特征、自然屬性、水土流失影響等特性，利用資料收集與數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方法進行水土流失分區(qū)。本項目劃分成樞紐工程區(qū)、永久辦公生活區(qū)、交通道路區(qū)、移民安置及專項設(shè)施復(fù)建區(qū)、棄渣場區(qū)及施工生產(chǎn)生活區(qū)共6個水土流失防治區(qū)。

3.1 樞紐工程區(qū)

樞紐工程區(qū)主要由重力壩、發(fā)電引水系統(tǒng)、變電站、廠房及水庫管理范圍等組成。工程施工前采取表土剝離措施，施工過程中對綠化區(qū)域進行土地整治，對壩肩開挖坡面及廠區(qū)采取截排水措施，下游右岸消力池和左岸尾水渠擋墻后采取排水措施；廠房及電站內(nèi)部進行植物綠化工程，壩肩邊坡生態(tài)防護、大壩下游右岸消力池和左岸尾水渠開挖坡面進行生態(tài)防護及綠化。

3.2 永久辦公生活區(qū)

永久辦公生活區(qū)布置于壩后左岸，利用平整后施工場地建設(shè)，占地10畝(1畝≈667 m2)，由辦公樓及宿舍樓組成。管理區(qū)房屋布局重視與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，管理區(qū)坐落在青山綠水之間，依山傍水，輔以亭、臺等建筑交相輝映。區(qū)域施工前采取表土剝離措施，施工過程中對綠化區(qū)域進行土地整治和辦公區(qū)周邊采取排水措施；對辦公生活區(qū)采取植物綠化。

3.3 交通道路區(qū)

交通道路區(qū)主要包括新建上壩道路454 m，新建進廠道路284 m，路基寬7.5 m，路面結(jié)構(gòu)采用瀝青混凝土路面，寬6.0 m,以及施工期間至各施工區(qū)的施工臨時道路長度約4.7 km。永久道路路基采取排水措施，對臨時道路恢復(fù)后進行土地整治，并對道路邊坡采取工程防護和生態(tài)防護措施；施工結(jié)束后對臨時占地范圍內(nèi)的林草地植被進行恢復(fù)；對剝離的表土及施工臨時堆土采取攔擋措施。

3.4 移民安置及專項設(shè)施復(fù)建區(qū)

水庫淹沒規(guī)劃移民搬遷安置人口7 418人，規(guī)劃農(nóng)村集中居民點6個、集鎮(zhèn)遷建規(guī)劃區(qū)1個。專項設(shè)施復(fù)建包括規(guī)劃改建新建水庫周邊道路37.2 km，新建橋梁4座、生產(chǎn)道路18.31 km，改建電力線路總長69.83 km，復(fù)建電信線路長63.38 km等項目。移民安置及專項設(shè)施復(fù)建區(qū)施工前進行表土剝離，安置點及道路周邊采取排水沉砂措施，部分道路邊坡采取工程防護措施。對分區(qū)內(nèi)需綠化的區(qū)域進行土地整治；完善道路邊坡工程和生態(tài)防護措施；施工期間采取臨時排水和防護措施。

3.5 棄渣場區(qū)

本工程棄渣方量為23.08萬m3，其中5.32萬m3在施工場地附近就地平整，其余17.76萬m3運送至棄渣場。根據(jù)以上土石方平衡結(jié)果，根據(jù)就近棄渣原則，分別在大壩上下游各規(guī)劃了1個棄渣場。1號棄渣場設(shè)于大壩上游約2 km的車坑山溝里，總棄渣量約6.59萬m3。2號棄渣場設(shè)于下游右岸約1 km的河彎處楊家園上方，總棄渣量約11.17萬m3。施工前對渣場區(qū)域內(nèi)的表土進行剝離，以及后期的土地整治，對渣場采取攔渣措施、邊坡防護、截排水和沉砂措施；對棄土結(jié)束后渣場頂面進行植被恢復(fù)；對集中存放的表土采取臨時攔擋、排水沉砂措施。

3.6 施工生產(chǎn)生活區(qū)

施工生產(chǎn)生活區(qū)主要集中布置在壩下游左側(cè)的小山丘位置，利用小山丘削平并將場地整平后布置場地，分施工生產(chǎn)區(qū)和施工生活區(qū)，生產(chǎn)和生活區(qū)相對獨立布置，施工生產(chǎn)區(qū)內(nèi)布置有混凝土拌和系統(tǒng)、綜合加工廠、施工倉庫、機修廠、35 kV中心變電站、棄渣場及成品料臨時堆存區(qū)等。施工生活區(qū)布置有辦公用房和生活用房。施工前對施工生產(chǎn)生活區(qū)的表土進行了剝離，施工結(jié)束后對施工生產(chǎn)生活區(qū)進行復(fù)耕及綠化區(qū)域的土地整治，施工場地填筑邊坡采取防護，場地采取截排水和沉砂措施；施工結(jié)束后對原林草地進行復(fù)綠；對剝離的表土采取攔擋、排水沉砂措施，對施工場地裸露的地表采取臨時綠化措施。

4 水土流失防治效果分析

4.1 水土流失治理度

本項目造成水土流失面積66.23 hm2，隨著工程結(jié)束，后期綠化措施實施，水土流失治理度逐漸提高，至監(jiān)測期末，采取水土保持措施的面積為64.4 hm2，經(jīng)監(jiān)測計算，水土流失治理度為97.24%，達到了設(shè)計的防治目標(biāo)值97%。

4.2 土壤流失控制比

項目區(qū)屬于南方紅壤區(qū)，土壤容許流失量為500 t/(km2·a)，至監(jiān)測期末，項目建設(shè)范圍內(nèi)的土壤流失得到有效控制，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，項目區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)為440 t/(km2·a)，土壤流失控制比值為1.14，達到了設(shè)計的防治目標(biāo)值1.0，有效地控制了因項目建設(shè)產(chǎn)生的水土流失。

4.3 渣土防護率

本項目永久棄渣堆放至工程設(shè)置的棄渣場內(nèi)，在運輸土方過程中進行了防塵遮蓋，臨時堆土場采取了攔擋、防雨布苫蓋、排水等措施，實際有效擋護棄渣22.72萬m3。工程攔渣率達98.42%，達到了設(shè)計的防治目標(biāo)值95%。

4.4 林草植被恢復(fù)率

經(jīng)調(diào)查，本項目建設(shè)區(qū)內(nèi)可恢復(fù)林草植被面積為64.53 hm2，至監(jiān)測期末，項目建設(shè)區(qū)林草植被面積為64.35 hm2。經(jīng)計算，項目建設(shè)區(qū)林草植被恢復(fù)率為99.72%，達到了設(shè)計的防治目標(biāo)值99%。

4.5 林草覆蓋率

本項目建設(shè)區(qū)擾動地表總面積為187.29 hm2，至監(jiān)測期末，項目建設(shè)區(qū)林草植被面積為55.25 hm2，得出項目建設(shè)區(qū)林草覆蓋率為29.5%，達到了設(shè)計的防治目標(biāo)值27%。

5 結(jié)束語

月潭水庫項目建設(shè)過程中，有效控制了工程建設(shè)造成的水土流失，通過監(jiān)測分析，各項防治措施實施后，水土保持措施運行良好，未發(fā)生水土流失危害，水土流失防治的各項指標(biāo)全部達標(biāo)，有效控制了防治責(zé)任范圍內(nèi)的水土流失，恢復(fù)和改善了水庫及周邊的生態(tài)環(huán)境，水土流失防治效果明顯。