武都引水第二期工程武都水庫工程水土保持措施及效果分析

牛蘭蘭，樊 華，羅 騰

(水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院，北京 100120)

為解決水資源時空分布不均衡問題，合理利用水資源，近年來我國興建了一系列引水工程。水庫建設(shè)是引水工程建設(shè)中一項重要組成部分。水庫建設(shè)組成復(fù)雜，土石方開挖、堆積數(shù)量大，破壞植被占壓土地，對周圍環(huán)境產(chǎn)生巨大影響；施工過程中取料場、棄渣場、施工營地等區(qū)域人為活動頻繁，加劇了水土流失；工程施工時間長，渣體的倒運若不采取相應(yīng)的控制措施，必將產(chǎn)生二次擾動，造成二次水土流失；部分區(qū)域，尤其是高陡邊坡，植物措施實施難度大，植被恢復(fù)成本高。“水土保持設(shè)施與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)使用，可將水土流失有效控制在允許范圍之內(nèi)。近年來，建設(shè)項目踐行綠色發(fā)展理念，水土保持措施與生態(tài)文明建設(shè)、水文化水景觀建設(shè)相結(jié)合，推進了新時期水土保持高質(zhì)量發(fā)展。武都水庫工程是武都引水第二期工程的建設(shè)內(nèi)容，其水土保持措施有效防治了工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的水土流失，樞紐區(qū)綠化充分考慮與區(qū)域景觀的協(xié)調(diào)性和美觀性，提升了水土保持建設(shè)質(zhì)量。

1 概況

武都水庫工程是武都引水工程的重要組成部分，是涪江流域和武都引水灌區(qū)具有控制性和調(diào)節(jié)性的水源工程，以防洪、灌溉功能為主，結(jié)合發(fā)電，兼顧城鄉(xiāng)工業(yè)生活及環(huán)境用水、供水等綜合利用的大(1)型水利工程。

武都水庫工程位于涪江干流上游下段，水庫壩址在摸銀洞，距江油市武都鎮(zhèn)約3.0km。大壩下游800m處為武都引水樞紐工程。武都水庫最大壩高120.34m，壩頂長度736.00m，高程661.34m，水庫總庫容為5.72億m3，調(diào)節(jié)庫容3.5億m3，正常蓄水位658m，死水位624m，屬不完全年調(diào)節(jié)水庫，汛期限制水位645m，裝機容量150MW。武都水庫工程由樞紐區(qū)、施工公路區(qū)、施工臨時占地區(qū)、渣料場等組成。

2 項目區(qū)水土流失狀況

根據(jù)《水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)〈全國水土保持區(qū)劃(試行)的通知〉》(辦水保[2012]512號)，項目區(qū)在全國水土保持區(qū)劃中，一級區(qū)屬西南紫色土區(qū)(Ⅵ)，二級區(qū)屬川渝山地丘陵區(qū)(Ⅵ-3)，三級區(qū)屬龍門山峨眉山山地減災(zāi)生態(tài)維護區(qū)(Ⅵ-3-3zw)。項目區(qū)不在國家級水土流失重點防治區(qū)范圍內(nèi)，屬四川省省級水土流失重點治理區(qū)。

項目區(qū)水土流失類型以水力侵蝕為主，表現(xiàn)為面蝕和溝蝕，土壤容許流失量500t/km2a。工程建設(shè)區(qū)地面坡度在5°～25°之間，地表植被為疏幼林和灌叢，覆蓋程度較高，耕地少，水土流失主要表現(xiàn)為受水力沖刷造成的岸邊崩塌和坡地表土流失。武都水庫工程建設(shè)過程中大量開挖，并設(shè)置2處取料場和4個棄渣場，若渣土堆放不當(dāng)，各項水土保持防護措施不到位，極易產(chǎn)生新的水土流失。

3 水土保持設(shè)計過程

武都水庫工程水土保持方案按照水土保持法律、法規(guī)及其相關(guān)技術(shù)規(guī)程、規(guī)范和管理規(guī)定要求，在工程設(shè)計的可行性研究階段，編制了《四川武都引水第二期工程武都水庫工程水土保持方案報告書》，取得水利部批復(fù)。隨工程進展進行了水土保持初步設(shè)計(《四川武都引水第二期工程武都水庫工程初步設(shè)計報告》中篇章)，使得水土保持措施進一步優(yōu)化。

武都水庫工程施工過程中，由于工程壩區(qū)溶洞處理和主體工程設(shè)計變更導(dǎo)致占地面積和棄渣量大幅增加，同時國家對生態(tài)環(huán)境保護提出了新的目標(biāo)和要求，原水土保持設(shè)計已無法滿足工程建設(shè)要求。水土保持根據(jù)工程變化情況及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等的要求，進行了水土保持變更設(shè)計，對工程水土保持措施布設(shè)及工程量進行了相應(yīng)的補充、調(diào)整和優(yōu)化。

武都水庫工程建設(shè)由于經(jīng)歷“5·12”地震等導(dǎo)致工程進度落后于原計劃，“5·12”地震后各種原材料價格變化較大，原設(shè)計概算已不能滿足施工需要，進而進行了修改概算。

4 水土保持措施實施情況

武都水庫工程建設(shè)期間采取了臨時與永久措施相結(jié)合，工程與植物措施相結(jié)合的方式進行施工。水土保持工程措施主要采用擋墻工程、石籠護坡等邊坡防護工程、排水工程等；植物措施因地制宜采用水土保持樹草種輔以園林觀賞類植物，對項目區(qū)進行植物防護、美化綠化；臨時措施主要為臨時排水及苫蓋等措施。

4.1 工程建筑物區(qū)

武都水庫工程建筑物區(qū)包括大壩及附屬建筑物、電站廠房、變電站、管理區(qū)等。工程對左壩肩進行削坡、砼噴錨，對裸露砼噴錨邊坡按每隔4m豎向嵌入一行C20砼擋板，在砼擋板與邊坡之間進行客土綠化。右壩肩完成砼框格護坡后進行框格間綠化。對電站廠區(qū)、變電站、導(dǎo)流隧洞進出口、上壩公路、管理區(qū)等附近裸露坡面和地面進行了喬灌草綜合配置方式綠化。施工過程中對不能及時轉(zhuǎn)運回填的開挖方采取水土保持臨時排水和苫蓋等措施。水土保持措施共完成土地整治5.23hm2，種植土回填2.70萬m3，栽植喬木18834株，灌木58254株，植草7.41hm2，攀援植物及草本6034株，花卉463叢，綠籬0.22hm2等。

4.2 施工臨時設(shè)施區(qū)

施工臨時設(shè)施區(qū)主要包括施工公路、施工生產(chǎn)、施工生活區(qū)及周邊影響區(qū)。

施工場內(nèi)交通主要依靠左、右岸的環(huán)形交通網(wǎng)，共布置8條施工道路。對需永久保留的公路從景觀方面考慮，進行綠化品種多樣化配置。對臨時公路在工程完工后進行跡地清理、土地整治，全面恢復(fù)植被。

施工生產(chǎn)區(qū)包括機修汽修廠、綜合加工廠、機電及金結(jié)拼裝場、鋼管加工廠等。施工結(jié)束后清除地表構(gòu)筑物，在水土保持防護要求基礎(chǔ)上，配以部分觀賞性植物。砼拌和站平臺進行客土綠化，砼擋板與邊坡之間進行客土綠化，臺階內(nèi)側(cè)栽種爬山虎類攀爬植物，臺階中部種植灌木，臺階外側(cè)靠近砼擋板的地方栽種下垂式植物。

施工辦公生活區(qū)包括石家中脊附近的項目部(施工人員生活、辦公區(qū)、食堂)及周邊配套設(shè)施，施工結(jié)束后對原有建筑物、道路及其他砼地面進行清理、土地整治，采取綠化、美化措施以改善項目區(qū)景觀。

施工臨時設(shè)施區(qū)完成的水土保持措施主要有：右岸拌合場邊坡處理1處，土地整治14.62hm2，栽植喬木219株，灌木1397株，植草0.97hm2，攀援植物及草本170株，花卉160叢等。

4.3 渣料場

武都水庫工程設(shè)置取料場2處。黃草坪土料場為圍堰用土料場，位于正常蓄水位以下，施工結(jié)束推平整理后已淹沒。擋家埡取料場為先取后棄渣料場，料場開采結(jié)束后，在外邊緣邊界布設(shè)截排水溝，排水溝兩側(cè)布設(shè)蓄水沉砂池，內(nèi)側(cè)臺階間高陡邊坡采取削坡整治掛網(wǎng)噴混凝土的措施，平臺外側(cè)修筑漿砌石擋土埂，平臺覆土后，采取外掛、內(nèi)攀、中灌木植物配置。

武都水庫工程設(shè)置4個棄渣場。1#渣場位于壩址上游1km處右岸，主要堆存右岸壩肩、導(dǎo)流隧洞前段開挖以及后期上游圍堰拆除棄渣，堆渣過程中采取臨時防護措施，堆渣結(jié)束后推平壓實。2#渣場位于壩址下游1.8km處左岸，主要堆存左岸壩肩、河床、廠房、溶洞處理和導(dǎo)流隧洞后段開挖以及下游圍堰拆除棄渣，渣體坡腳采取編織袋堆砌擋護，背水側(cè)采用漿砌石擋墻，堆渣結(jié)束后進行生態(tài)護岸，渣頂配置喬灌草。3#渣場位于擋家埡人工骨料料場外側(cè)荒地，主要堆存料場無用層開挖料，施工結(jié)束后，布設(shè)漿砌石擋墻、混凝土排水溝，在坡腳及分級平臺上覆土后恢復(fù)植被。4#渣場位于大壩上游約100m的左岸，為設(shè)計變更增加的渣場，主要堆存因地質(zhì)處理而產(chǎn)生的增量棄渣，對堆渣采取削坡減載，渣腳和邊坡采用干砌石防護。

渣料場實施的水土保持措施主要有：攔渣堤761.60m，混凝土護坡5964.23m3，C20混凝土排水溝548.98m3，PVC排水管1907.23m，邊坡噴護4699.10m3，石籠護坡16310m3，栽植喬木2200株，灌木4670株，植草2.82hm2，攀援植物及草本12212株等。

5 水土保持效果

5.1 水土流失防治效果

武都水庫工程擾動土地面積111.40hm2(不含水面面積)，工程水土流失治理面積49.08hm2，其中植物措施面積17.30hm2，工程措施面積31.78hm2。擾動土地整治率達98.83%，水土流失總治理度達97.31%。各項水土保持措施實施后的水蝕平均土壤侵蝕強度為500t/km2·a，控制在土壤流失量容許范圍內(nèi)。通過實施臨時防護、漿砌石擋墻、截排水工程、植被恢復(fù)等水土保持措施，棄土棄渣得到有效攔擋，攔渣率約98%。

5.2 生態(tài)環(huán)境及土地生產(chǎn)力恢復(fù)

根據(jù)水土保持監(jiān)測結(jié)果，武都水庫工程建設(shè)區(qū)面積為111.40hm2(不含水面面積)，可恢復(fù)植被面積17.65hm2。工程通過在建筑物區(qū)、施工臨時設(shè)施區(qū)、渣料場區(qū)等區(qū)域種植各種喬木、灌木、攀援植物、花卉、草等，實施植物防護、美化綠化工程面積共計17.30hm2，項目區(qū)林草植被覆蓋率達到38.81%，草植被恢復(fù)率達到97.76%。

6 結(jié)論

武都水庫工程在工程建設(shè)過程中，強化水土保持設(shè)計，使水土保持設(shè)計根據(jù)主體工程的設(shè)計深度和優(yōu)化變化而不斷優(yōu)化。工程經(jīng)歷地質(zhì)處理和“5·12”地震影響，水土保持設(shè)計緊隨主體工程的變化及國家對生態(tài)環(huán)境保護提出的新目標(biāo)新要求進行了設(shè)計變更。工程各項水土保持措施在建設(shè)單位按工程建設(shè)的管理程序及質(zhì)量管理辦法實行了嚴(yán)格管理的前提下得到了全面實施，各類開挖面、棄渣場等得到了及時有效的治理。樞紐區(qū)綠化注重水土保持功能的同時，充分考慮與區(qū)域景觀的協(xié)調(diào)性和美觀性。武都水庫工程的水土保持設(shè)施發(fā)揮了較好的保持水土、改善生態(tài)環(huán)境的作用，可為類似水利工程建設(shè)的水土流失綜合防治提供借鑒。