膠東半島戰(zhàn)略水源地提質(zhì)增容工程水土保持措施

邱 浩，趙 瑩，周士勇

（山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014）

濰坊市地處膠東半島，屬暖溫帶季風(fēng)型半濕潤(rùn)大陸型氣候，多年平均降水量為664.8 mm，降水量時(shí)空分布極為不均，降水量年內(nèi)變幅大，容易遭旱、澇威脅。濰坊市水資源短缺，區(qū)域經(jīng)濟(jì)狀況與水資源稟賦條件不協(xié)調(diào)，水資源支撐能力明顯不足。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，水資源供需矛盾越來(lái)越尖銳。濰坊市水資源地區(qū)分布不均，總趨勢(shì)是東南部水資源總量較西北部豐富，水資源年際年內(nèi)變化劇烈，這一自然特點(diǎn)在容易造成洪澇、干旱等自然災(zāi)害的同時(shí)，也給水資源綜合開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)困難和挑戰(zhàn)。濰坊市中心城區(qū)分布有白浪河、虞河、白沙河、張面河、浞河等河道，是濰坊市重要的水系景觀(guān)載體，由于天然徑流量小外加上游攔蓄等原因，上述河道城區(qū)段在枯水年份及非汛期期間時(shí)常發(fā)生斷流，嚴(yán)重影響河道生態(tài)環(huán)境及市容市貌。

膠東半島戰(zhàn)略水源地提質(zhì)增容工程通過(guò)調(diào)引峽山水庫(kù)上游入濰河中水及入汶河中水，利用管道輸水至濰坊市中心城區(qū)主要河道的上游，對(duì)濰坊市城區(qū)白浪河、虞河、張面河、白沙河、浞河實(shí)施生態(tài)補(bǔ)水，在保障峽山水庫(kù)水質(zhì)安全的同時(shí)，優(yōu)化水資源配置，提高中水資源利用率。

1 項(xiàng)目概況

膠東半島戰(zhàn)略水源地提質(zhì)增容工程線(xiàn)路涉及諸城市、安丘市、峽山區(qū)、坊子區(qū)、奎文區(qū)5 個(gè)縣（市、區(qū)），主要建設(shè)內(nèi)容包括：中水收集工程、輸水工程、配水工程、濕地工程和河道生態(tài)治理工程。中水收集工程主要包括濰河中水收集工程、汶河中水收集管道、峽山湖濕地引水管道及各污水廠(chǎng)接入支管等，共計(jì)敷設(shè)中水收集管道78.85 km，配套各類(lèi)管道井150 余座；輸水工程包括峽山湖濕地至汶河輸水管道和汶河至虞河輸水管道，配套各類(lèi)管道井88 座；配水工程管道總長(zhǎng)9.72 km，配套管道井29 座。濕地工程包括峽山湖濕地改造工程和人工濕地工程，峽山湖濕地改造工程改造渠系連通6 km，種植水生植物5．52 hm2，新建箱涵6 座，新建、改建管理道路6.85 km；人工濕地工程規(guī)劃濕地有效面積約5.8 hm2，濕地設(shè)計(jì)處理能力約為5 800 m3/d。河道生態(tài)治理工程包括鐵溝河治理6.435 km，種植水生植物13.59 hm2；韓信溝治理7.151 km，種植水生植物5.00 hm2，改建生產(chǎn)橋4 座；虞河土樓水庫(kù)支流源頭段疏通長(zhǎng)度3 km，改建3 座生產(chǎn)橋。工程占地總面積共計(jì)約1 027.98 hm2。

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)含量高，沿線(xiàn)土壤以棕壤土為主，土層較厚，約2～3 m 左右，土體發(fā)育完全，表土厚度約30 cm 以上，呈中性至微堿性，質(zhì)地適中為壤土，保肥保水，熟化程度高，土壤抗蝕性較差。流域內(nèi)農(nóng)作物以小麥、玉米、花生為主。山區(qū)坡地植有刺槐樹(shù)、板栗及蘋(píng)果、桃、栗子、山楂等果樹(shù)。項(xiàng)目區(qū)林草覆蓋率約為30%。

2 水土流失危害與防治措施

2.1 水土流失危害

本工程為引調(diào)水工程，由于線(xiàn)路長(zhǎng)，擾動(dòng)范圍廣，擾動(dòng)類(lèi)型多，地形復(fù)雜多樣，建設(shè)活動(dòng)會(huì)不同程度破壞項(xiàng)目區(qū)自然植被、林地及耕地，產(chǎn)生一定程度的水土流失并使項(xiàng)目區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降。經(jīng)核算，本工程總挖方913 萬(wàn)m3，其中表土剝離162.29 萬(wàn)m3；總填方898.99 萬(wàn)m3，其中表土回覆162.29 萬(wàn)m3，棄方14.01 萬(wàn)m3運(yùn)至5 km 外，用于在建高速公路路基填方。工程施工期臨時(shí)堆土主要為后期需要回填利用的表土，設(shè)計(jì)數(shù)量與剝離表土數(shù)量一致，臨時(shí)堆土高度不超過(guò)3 m，堆土邊坡1∶1。據(jù)水土流失預(yù)測(cè)，工程施工新增水土流失總量可達(dá)7 萬(wàn)t 以上，且施工擾動(dòng)會(huì)不同程度地改變地面物質(zhì)組成和土壤結(jié)構(gòu)，降低抗侵蝕能力，造成土地生產(chǎn)力降低，給生態(tài)恢復(fù)造成困難。另外，由于工程建設(shè)產(chǎn)生臨時(shí)堆土量大，堆土表面結(jié)構(gòu)松散，土方易流失，所以容易導(dǎo)致附近水域泥沙含量增加或進(jìn)入下游河道影響行洪。

2.2 防治措施

為有效防治水土流失，在主體工程設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)管溝開(kāi)挖回填后剩余的土方除用于增加管頂及管道兩側(cè)壓實(shí)度外，剩余的部分在保證運(yùn)距合理的前提下，部分運(yùn)至周邊線(xiàn)路用作施工作業(yè)面填坑和場(chǎng)地整平，其余部分則用于河道整治和人工濕地立體造景填方。河道整治工程產(chǎn)生的剩余土方用于在建高速公路路基填方。另外，通過(guò)優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，使工程土石方內(nèi)部平衡，對(duì)于工程內(nèi)部無(wú)法調(diào)配使用的少量無(wú)用層棄方，不隨意丟棄，通過(guò)多種方式進(jìn)行綜合利用。

同時(shí)，采用以工程措施為基礎(chǔ)結(jié)合植物措施，并輔以臨時(shí)措施加以防護(hù)。根據(jù)主體工程施工進(jìn)度，先采取水土保持工程措施或臨時(shí)措施，再進(jìn)行施工。在具體實(shí)施時(shí)，針對(duì)工程施工區(qū)域、地段，施工工藝、施工特點(diǎn)與施工季節(jié)，因地制宜，因害設(shè)防，制定行之有效的防治方案，重點(diǎn)遏制施工裸露作業(yè)面和臨時(shí)堆土新增水土流失的發(fā)生與發(fā)展。施工盡量避開(kāi)大雨、大風(fēng)天氣，難以避開(kāi)時(shí)加強(qiáng)此時(shí)段的水蝕臨時(shí)防護(hù)措施；在各施工區(qū)，水土保持防治措施結(jié)合主體工程施工進(jìn)度安排，及時(shí)分期、分批實(shí)施。

3 水土保持措施

3.1 工程措施

本工程水土流失防治分區(qū)分為管道工程區(qū)、河道整治工程區(qū)、人工濕地工程區(qū)、施工臨時(shí)設(shè)施區(qū)和臨時(shí)堆土場(chǎng)工程區(qū)。主體工程設(shè)計(jì)采取了具有水土保持防護(hù)功能的表土剝離及回覆、土地整治和栽植喬、灌、草等植物措施來(lái)減少工程建設(shè)引發(fā)的水土流失危害。表土剝離的土方由于其富含有機(jī)質(zhì)，疏松透氣，有利于作物生長(zhǎng)，是水土保持植物措施加以保護(hù)的重要資源。工程施工前對(duì)區(qū)域內(nèi)有肥力的原始表土層采用機(jī)械進(jìn)行表土剝離，將剝離表土運(yùn)送堆放到管溝一側(cè)進(jìn)行堆放，作為后期土地整治和復(fù)耕覆土使用。復(fù)耕復(fù)植之前，對(duì)需要復(fù)耕復(fù)植的區(qū)域進(jìn)行土地整治，清除建筑垃圾，整平坑凹不平的土地。本工程后期整地深度取0.4 m，去除土壤中不利于植物生長(zhǎng)的碎石、建筑垃圾等雜物后，按表層土清理—施有機(jī)肥—深耕方案進(jìn)行。

3.2 綠化措施

主體工程設(shè)計(jì)在鐵溝河、韓信溝河道治理區(qū)域堤防邊坡上進(jìn)行喬灌草綠化撒播種草，其中韓信溝生態(tài)綠化14.41 hm2，鐵溝河生態(tài)綠化面積15.42 hm2，峽山湖濕地生態(tài)綠化0.06 hm2，汶河濕地草皮護(hù)坡1.59 hm2。另外，為避免裸露地面造成的水土流失，在原地貌為林地段的部分管道工程區(qū)，在完成管頂表土回覆后，進(jìn)行撒播草籽臨時(shí)綠化?？紤]到狗牙根多生長(zhǎng)于村莊附近、道旁河岸、荒地山坡，根莖蔓延力強(qiáng)，廣鋪地面，是良好的固堤保土植物，故本工程水土保持草種選擇以狗牙根為主，預(yù)計(jì)需撒播草籽面積180 hm2，草種用量標(biāo)準(zhǔn)為80 kg/hm2。除管道工程區(qū)外，在部分河道和臨時(shí)堆土場(chǎng)工程區(qū)進(jìn)行邊坡綠化，累計(jì)綠化撒播狗牙根草籽約7.69 hm2。

3.3 臨時(shí)措施

由于工程區(qū)在施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)面積不等的裸露地表，為防止地表裸露產(chǎn)生水蝕、風(fēng)蝕危害，方案設(shè)計(jì)采用防塵網(wǎng)臨時(shí)覆蓋防護(hù)措施。管道工程區(qū)防塵網(wǎng)覆蓋在管溝坡面及溝底重點(diǎn)部位，河道整治工程區(qū)防塵網(wǎng)覆蓋在各支流河道河岸受河道清淤、子槽擴(kuò)挖、新建建筑物及新建生產(chǎn)堤、生產(chǎn)路等施工影響而出現(xiàn)的面積不等的裸露地表上。人工濕地工程區(qū)防塵網(wǎng)覆蓋在對(duì)現(xiàn)狀抬田、溝、水塘進(jìn)行整治而出現(xiàn)的裸露地表上。在建設(shè)期，施工臨時(shí)設(shè)施區(qū)和臨時(shí)堆土場(chǎng)工程區(qū)由于進(jìn)出場(chǎng)施工車(chē)輛的不斷碾壓，施工道路兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)面積不等的裸露地表，為防止產(chǎn)生水土流失危害，在該區(qū)域采用防塵網(wǎng)臨時(shí)覆蓋防護(hù)措施。覆蓋防塵網(wǎng)可根據(jù)主體工程施工組織安排的實(shí)際要求循環(huán)利用，本工程預(yù)計(jì)使用防塵網(wǎng)共計(jì)421.7 萬(wàn)m2。除防塵網(wǎng)臨時(shí)覆蓋外，本工程還在施工臨時(shí)設(shè)施區(qū)設(shè)計(jì)排水溝。臨時(shí)排水溝采用梯形斷面，底寬0.3 m，深0.55 m，邊坡1∶1，開(kāi)挖土方累計(jì)約0.92 萬(wàn)m3。

4 水土保持效果

本項(xiàng)目水土保持措施實(shí)施后，水土流失治理達(dá)標(biāo)面積986.86 hm2，水土流失治理度達(dá)到96%，超過(guò)防治目標(biāo)綜合值95%；土壤流失控制比1.3，超過(guò)防治目標(biāo)綜合值的1.2；渣土攔護(hù)率和表土保護(hù)率均為98%；林草植被覆蓋率為97%；至設(shè)計(jì)水平年，項(xiàng)目區(qū)林草植被面積280.85 hm2，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)面積扣除復(fù)耕后為555.49 hm2（復(fù)耕面積472.49 hm2），林草植被恢復(fù)率為51%，達(dá)到防治目標(biāo)。本項(xiàng)目工程建設(shè)期內(nèi)水土流失總量預(yù)測(cè)為7.2 萬(wàn)t，通過(guò)防治措施可大幅減少水土流失量6.41 萬(wàn)t。通過(guò)上述分析，本項(xiàng)目通過(guò)采取植被恢復(fù)等水土保持措施，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)基本無(wú)裸露地表。實(shí)踐證明，該工程對(duì)于減少水土流失危害，減少下游河道含沙量，增加植被覆蓋率，促進(jìn)生態(tài)安全，對(duì)當(dāng)?shù)丶爸苓吔?jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展都具有積極意義。