松塔水庫水土保持監(jiān)測(cè)分析

冀章鵬

（晉中市松塔水利水電有限公司，山西 晉中 030600）

1 項(xiàng)目概況及水土保持現(xiàn)狀

1.1 項(xiàng)目概況

水土保持方案中的項(xiàng)目組成包括樞紐工程（含大壩、導(dǎo)流泄洪洞、岸邊溢洪道）、供水工程（含榆次區(qū)供水管線和壽陽縣供水管線）、棄渣場(chǎng)、取土場(chǎng)、管理站、施工臨建、施工道路、庫區(qū)等。由于晉中市松塔水庫最大壩高為62.6 m、正常蓄水位1027.00 m、總庫容9740 萬m3，為榆次壽陽兩區(qū)縣供水2200 萬m3。本次監(jiān)測(cè)的對(duì)象是樞紐工程、供水工程、棄渣場(chǎng)、取土場(chǎng)、管理站、施工臨建、施工道路、庫區(qū)等，監(jiān)測(cè)期間主要是對(duì)各分區(qū)的水土保持措施進(jìn)行調(diào)查和復(fù)核，分析得出項(xiàng)目實(shí)際水土流失責(zé)任范圍為703.04 hm2，其中直接影響區(qū)面積113.96 hm2。

實(shí)際施工階段的棄渣量及棄渣場(chǎng)的位置與可行性研究階段相比有一定的變化，棄渣量由可行性研究階段的47.03 萬m2變?yōu)閷?shí)際施工階段的76.08 m2，棄渣場(chǎng)由原來的臭椿崖村上游的支溝改為西草莊村南摸圪頭溝。本次監(jiān)測(cè)對(duì)以上分區(qū)開展工作。其項(xiàng)目占地面積見表1。

表1 工程占地情況表 單位：hm2

1.2 水土流失現(xiàn)狀

項(xiàng)目區(qū)屬黃土丘陵臺(tái)地區(qū)，通過綜合分析，水力侵蝕是土壤侵蝕的主要類型，伴隨有風(fēng)力侵蝕發(fā)生，屬于山西省水土流失重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)。

2 水土保持監(jiān)測(cè)

為了順利開展松塔水庫水土保持監(jiān)測(cè)工作，首先要進(jìn)行普查、基礎(chǔ)資料搜集和各防治區(qū)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)工作，完成對(duì)項(xiàng)目區(qū)樣地典型調(diào)查和水土保持監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)、實(shí)施方案編制等工作；其次，調(diào)查監(jiān)測(cè)影響土壤侵蝕的各種因子，認(rèn)真處理、分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，細(xì)致調(diào)查分析水庫的水土保持工程措施及植物措施，系統(tǒng)分析各種措施后的保水保土效果；最后，通過對(duì)工程項(xiàng)目水土流失監(jiān)測(cè)成果的技術(shù)整合和綜合評(píng)價(jià)，經(jīng)過對(duì)監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)所獲監(jiān)測(cè)資料的分析整理，得出監(jiān)測(cè)結(jié)果，最終形成松塔水庫水土保持監(jiān)測(cè)總結(jié)文案。以調(diào)查監(jiān)測(cè)為主，以定位監(jiān)測(cè)為輔[1］。

2.1 水土流失背景值調(diào)查

在本次監(jiān)測(cè)工作中對(duì)影響工程區(qū)水土流失的相關(guān)因子資料，包括地貌、土壤、植被、水文、土地利用以及與水土保持有關(guān)的一些社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料等方面進(jìn)行全面收集和整理分析。資料收集盡量采用工程設(shè)計(jì)單位、當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)業(yè)務(wù)部門和工程區(qū)涉及政府提供等方式，以最大限度地保證資料數(shù)據(jù)的可靠性、完整性和代表性。利用相關(guān)測(cè)量?jī)x器，按分區(qū)測(cè)量方法監(jiān)測(cè)各分區(qū)擾動(dòng)土地整治面積來監(jiān)測(cè)施工擾動(dòng)面積。

2.2 植物措施調(diào)查

植被監(jiān)測(cè)采用“樣地調(diào)查法”。選取具有代表性的垂直投影地塊，面積要求：灌木林2 m×2 m、草地1 m×1 m。樣地?cái)?shù)量≥3 塊。調(diào)查生長(zhǎng)狀況一般為1 次／a～3 次／a，調(diào)查成活率一般集中在春、秋季造林種草后進(jìn)行，在植物措施實(shí)施一年后，按植被面積逐季統(tǒng)計(jì)保存率。調(diào)查造林成活率、保存率時(shí)在選定區(qū)域內(nèi)逐株調(diào)查，統(tǒng)計(jì)出總栽植株數(shù)及成活株數(shù)，計(jì)算其成活率，再依據(jù)調(diào)查時(shí)間的不同，統(tǒng)計(jì)各階段的保存率。

2.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置

監(jiān)測(cè)調(diào)查點(diǎn)主要依據(jù)其土壤侵蝕分布特點(diǎn)而設(shè)定。本項(xiàng)目的調(diào)查監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)主要在開挖邊坡及施工動(dòng)土多的地段。根據(jù)工程實(shí)際情況，按照水土保持監(jiān)測(cè)規(guī)范，結(jié)合該工程施工布局特點(diǎn)，實(shí)際布設(shè)調(diào)查監(jiān)測(cè)點(diǎn)28 個(gè)。

3 水土流失防治措施

在水土保持的前提下，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)自然條件，因地制宜改善植被覆蓋率，綠化美化，營(yíng)造了良好的生態(tài)環(huán)境。在棄渣場(chǎng)完成攔擋、排水工程、覆土及綠化，栽植漳河柳、油松，并撒播草籽（狗尾巴草、葦狀羊茅等）；取土場(chǎng)完成土地平整及綠化工程，栽植檜柏、山楂樹、棗樹、山杏等，并撒播草籽（狗尾巴草、小飛蓬等）；在樞紐工程的下游壩坡撒播草籽（臭蒿、狗尾草等），在進(jìn)水塔旁平臺(tái)的預(yù)制嵌草磚撒播草籽（狗尾巴草、臭蒿等）；供水工程完成復(fù)耕和植被恢復(fù)；管理站完成了護(hù)坡、排水溝及綠化美化；施工臨建區(qū)完成土地平整及植被恢復(fù)；臨時(shí)道路完成擋墻、排水溝及綠化。建設(shè)區(qū)實(shí)際占地面積589.08 hm2，擾動(dòng)土地面積589.08 hm2，水土流失面積127.87 hm2，治理水土流失面積127.53 hm2，林草植被恢復(fù)面積122.97 hm2。

3.1 工程措施

方案設(shè)計(jì)的水土保持工程措施具體情況見表2。

表2 設(shè)計(jì)方案中水土保持工程措施及工程量

通過實(shí)地監(jiān)測(cè)，該項(xiàng)目各監(jiān)測(cè)分區(qū)的水土保持工程措施已基本完成。上述項(xiàng)目區(qū)域中根據(jù)實(shí)際建設(shè)情況增減水土保持防治措施工程量，可以滿足水土保持要求。

3.2 植物措施

3.2.1 方案設(shè)計(jì)的植物措施

（1）樞紐工程：按照適地適樹、針闊混交、喬灌搭配的原則，栽植油松、金葉榆、太陽李等450 畝。

（2）供水工程：采用灌草混合栽植方式恢復(fù)植被，選用紫穗槐和紫花苜蓿，栽植紫穗槐340243 株，撒播紫花苜蓿

429.6 kg。

（3）棄渣場(chǎng)：渣場(chǎng)坡面采取灌草結(jié)合方式進(jìn)行植物護(hù)坡，灌木選用紫穗槐，草種選用紫花苜蓿渣頂面平整后，采取喬草結(jié)合方式進(jìn)行綠化，喬木選用油松，草種選用紫花苜蓿。共需油松9742 株，紫穗槐24710 株，紫花苜蓿105 kg。

（4）管理站：?jiǎn)棠具x擇新疆楊、側(cè)柏，灌木選擇丁香、花卉選擇月季、美人蕉等。

（5）施工道路：對(duì)占用荒草地區(qū)域進(jìn)行喬灌草結(jié)合方式進(jìn)行恢復(fù)，喬木選擇油松，灌木選擇紫穗槐，草種選用紫花苜管。需油松4554 株，紫穗槐27324 株，紫花苜蓿69 kg。

3.2.2 植物措施水土保持效果分析與評(píng)價(jià)

項(xiàng)目區(qū)在建設(shè)過程中水土保持植物措施完成情況比水土保持方案設(shè)計(jì)的植物措施工程量有所變化，具體情況見表3。

表3 防治分區(qū)水土保持植物措施完成情況對(duì)照表單位：hm2

上述項(xiàng)目區(qū)域中根據(jù)實(shí)際建設(shè)情況增減了水土保持防治措施工程量，對(duì)于防止水土流失有顯著防治效果。

4 土壤流失量分析

依據(jù)實(shí)地監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，水力侵蝕造成的水土流失是最為集中的問題，土壤流失量主要來源于降雨條件下水流沖刷產(chǎn)生的流失。

4.1 各階段土壤流失量分析

侵蝕模數(shù)的確定主要是通過參考?xì)v史資料和收集現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果相結(jié)合的方式進(jìn)行。土壤侵蝕模數(shù)監(jiān)測(cè)方法：在項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域范圍選擇相對(duì)穩(wěn)定的堆土侵蝕坡面，布設(shè)1 m×1 m的侵蝕溝觀測(cè)樣區(qū)，樣區(qū)布設(shè)要本著上中下、左中右或輕中重的原則，使其具有隨機(jī)即代表性。具體做法是將相同質(zhì)地的土料稱重后回填到侵蝕坡面，待細(xì)溝填平至溝間頂面時(shí)計(jì)算復(fù)原土量；然后計(jì)量侵蝕坡面面蝕量，具體做法是首先確定標(biāo)定物，即確定原始坡面位置。原始坡面位置標(biāo)定物選擇，如果測(cè)算坡面為不均質(zhì)的如有石塊或生長(zhǎng)有植物者，以溝間頂面石塊裸露高度或植物根系裸露高度，選取若干個(gè)算出平均值，即為面蝕厚度。

細(xì)溝復(fù)原土量+面蝕量=樣區(qū)侵蝕總量，計(jì)算公式如下：

式中：A 為面蝕量；B 為復(fù)原土量；a 為侵蝕時(shí)間。

在水土流失監(jiān)測(cè)過程中， 經(jīng)過調(diào)查和資料收集整理，確定該工程項(xiàng)目區(qū)內(nèi)原地貌平均土壤侵蝕模數(shù)為2055 t／（km2?a）。

4.2 各擾動(dòng)土地類型土壤流失量分析

年土壤侵蝕量：原地貌水土流失量為3435.94 t／a，擾動(dòng)后水土流失量為7234.04 t／a，實(shí)施水土保持措施后水土流失量為3562.11 t／a。其中，以供水工程和棄渣場(chǎng)因?yàn)檎嫉孛娣e大，是水土流失量的主要來源區(qū)，隨著各項(xiàng)防治措施的實(shí)施及防治效果的逐步發(fā)揮效應(yīng)，水土流失將會(huì)得到有效控制，水土流失量也隨之降低。

5 水土保持監(jiān)測(cè)結(jié)果

5.1 擾動(dòng)土地整治率

由表4 計(jì)算可知，建設(shè)期本項(xiàng)目的擾動(dòng)土地整治率為99.09%＆gt;95.00%（目標(biāo)值），符合驗(yàn)收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表4 擾動(dòng)土地整治率

5.2 土壤流失控制比

根據(jù)各防治區(qū)的治理情況，在植物措施順利完成的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)水土保持治理效果顯著。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析，本工程設(shè)計(jì)水平年土壤流失強(qiáng)度目標(biāo)值為1230 t／（km2?a），項(xiàng)目區(qū)土壤允許流失量為1000 t／（km2?a），項(xiàng)目建設(shè)區(qū)土壤流失控制比可達(dá)到0.81＆gt;0.8（目標(biāo)值），符合驗(yàn)收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.3 林草植被恢復(fù)率

治理后的林草覆蓋率為46.61%＆gt;25%（目標(biāo)值），符合水土保持驗(yàn)收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

6 結(jié)論

6.1 水土流失動(dòng)態(tài)變化

通過比較項(xiàng)目區(qū)工程建設(shè)前后土壤侵蝕調(diào)查和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，項(xiàng)目區(qū)原地貌水土流失量為3435.94 t／a，擾動(dòng)后水土流失量為7234.04 t／a，實(shí)施水土保持措施后水土流失量為3562.11 t／a，每年比擾動(dòng)后減少流失量3671.93 t，水土流失強(qiáng)度有了明顯的下降。通過認(rèn)真及時(shí)落實(shí)各項(xiàng)水土保持防治措施，較好地完成了水土流失防治任務(wù)。從擾動(dòng)土地整治率等六項(xiàng)指標(biāo)來看，均達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)水土流失狀況得到了很大改善，具體達(dá)標(biāo)情況見表5。

表5 水土保持防治指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

6.2 待改進(jìn)問題及建議

一方面，取土場(chǎng)栽植的側(cè)柏成活率較低，建議建設(shè)單位強(qiáng)化植物措施后續(xù)管護(hù)，并明確分工，對(duì)未成活的苗木進(jìn)行補(bǔ)栽；另一方面，棄渣場(chǎng)上游沒有鋪設(shè)排水涵管，雖降雨水可通過滲流排走，但仍需建設(shè)單位復(fù)核棄渣場(chǎng)上游匯水面積，落實(shí)維護(hù)、管理責(zé)任，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

7 結(jié)語

結(jié)合工程監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，松塔水庫水土保持工程布置合理，防護(hù)效果較明顯，通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、調(diào)查，良好地完成了各項(xiàng)水土保持措施。實(shí)際水土流失防治效果與設(shè)計(jì)目標(biāo)值相比較，均達(dá)到或超出設(shè)計(jì)方案要求，從而有效地控制了人為水土流失，隨著現(xiàn)有的水保措施效益的逐年發(fā)揮，水土保持治理成果將進(jìn)一步鞏固提高。