中低山區(qū)防洪治理工程水土流失防治措施探討

［摘要］ 以凌源市青龍河（東營子—虎頭石段）防洪治理工程為例，分析了工程建設(shè)過程中的水土流失影響因素。項(xiàng)目區(qū)水土流失預(yù)測結(jié)果表明：建設(shè)期為防治重點(diǎn)時(shí)段；主體工程區(qū)、施工道路區(qū)是水土保持監(jiān)測的重點(diǎn)區(qū)域；工程造成的水土流失具有點(diǎn)線面結(jié)合的特點(diǎn)；工程土石方調(diào)配應(yīng)遵循“挖移作填”的原則，實(shí)現(xiàn)土石方平衡。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，針對項(xiàng)目區(qū)4個(gè)水土流失防治分區(qū)，建議采取工程措施與植物措施、永久措施與臨時(shí)措施相結(jié)合，重點(diǎn)時(shí)段和重點(diǎn)區(qū)域的進(jìn)度控制與施工時(shí)序相結(jié)合，項(xiàng)目建設(shè)與水土流失防治相結(jié)合的水土流失防治體系。

［中圖分類號］ S157[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] ADOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.08.009

［引用格式］ 李亞娟.中低山區(qū)防洪治理工程水土流失防治措施探討[J].中國水土保持，2024（8）：32-35.

綠水青山就是金山銀山，是習(xí)近平總書記2005年8月在浙江湖州安吉考察時(shí)提出的科學(xué)論斷。水土保持是江河保護(hù)治理的根本措施，是生態(tài)文明建設(shè)的必然要求[1]。優(yōu)化河道治理水土保持工作是發(fā)揮河道應(yīng)有效能、保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)的重要舉措[2]。凌源市青龍河（東營子—虎頭石段）防洪治理工程（以下簡稱“青龍河防洪治理工程”）項(xiàng)目區(qū)位于遼寧省凌源市青龍河流域，屬于生態(tài)脆弱地區(qū)，水土流失嚴(yán)重，因防洪需求，存在無法避讓水土流失重點(diǎn)治理區(qū)的制約性因素，故項(xiàng)目建設(shè)需提高水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化施工工藝，采取減少擾動(dòng)等水土流失綜合防治措施，從而在完善防洪工程治理目標(biāo)的基礎(chǔ)上優(yōu)化區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

1項(xiàng)目區(qū)及項(xiàng)目概況

1.1項(xiàng)目區(qū)概況

項(xiàng)目區(qū)位于青龍河流域，屬燕山山脈，高程291.40～376.50 m，青龍河兩岸地貌為中、低山區(qū)的山間河谷地帶，堤線以青龍河河漫灘及沖洪積階地為主，河谷地形大部分較平緩，河床縱比降較大，部分河段曲折蜿蜒。項(xiàng)目區(qū)屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年均降水量461.3 mm，降水主要集中在6—8月，期間降水量占全年降水量的69.4%，年均蒸發(fā)量1 974.3 mm，年均氣溫8.3 ℃，降水量、蒸發(fā)量年內(nèi)分配極不均勻，年均風(fēng)速14.4 m/s，最大凍土深167 cm。項(xiàng)目區(qū)土壤類型以褐土為主，成土母質(zhì)主要是黃土和黃土性沖積物，土壤腐殖質(zhì)較薄、通透性差、抗沖蝕性弱，表土層厚度0～30 cm，極易發(fā)生水土流失。項(xiàng)目區(qū)屬華北植物區(qū)系向內(nèi)蒙古植物區(qū)系過渡帶，但長期人為干擾導(dǎo)致原始植被被破壞殆盡，現(xiàn)狀植被主要是天然次生林和人工林及其伴生的地被物，植被類型主要為針葉林、針闊混交林、灌叢等，林草覆蓋率約為30%。

1.2項(xiàng)目概況

青龍河防洪治理工程涉及凌源市三道河子鎮(zhèn)、刀爾登鎮(zhèn)、楊杖子鎮(zhèn)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，治理范圍由上游東營子組至下游虎頭石橋，治理長度28.3 km，涉及青龍河國家保護(hù)區(qū)和青龍河省級保護(hù)區(qū)兩個(gè)自然保護(hù)區(qū)。根據(jù)自然保護(hù)區(qū)相關(guān)規(guī)定，兩個(gè)保護(hù)區(qū)內(nèi)不設(shè)工程措施，采取自然封育。結(jié)合流域自身特點(diǎn)、流域開發(fā)治理現(xiàn)狀、目前防洪安全存在的問題，依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201—2014），青龍河防洪治理工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇洪水。主要工程措施有護(hù)岸修復(fù)工程2處共計(jì)2 651 m、新建護(hù)岸工程23處共計(jì)11 758 m，還有排水涵洞工程、河道清灘工程等。

青龍河防洪治理工程項(xiàng)目區(qū)總占地32.02 hm2，其中永久占地7.61 hm2、臨時(shí)占地24.41 hm2。項(xiàng)目區(qū)涉及江河湖庫水域或?yàn)┩坑玫?，其總占地減去疏浚、拋石護(hù)岸、取料等擾動(dòng)水域面積，可以得到項(xiàng)目區(qū)水土流失防治范圍為15.83 hm2，其中主體工程區(qū)5.65 hm2、施工道路區(qū)9.10 hm2、臨時(shí)堆土場區(qū)0.64 hm2、堆料場區(qū)0.44 hm2。項(xiàng)目建設(shè)期土石方挖方量37.13萬m3，填方量37.13萬m3，無棄方。

2項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀及影響因素

2.1水土流失現(xiàn)狀

項(xiàng)目區(qū)屬于北方土石山區(qū)，根據(jù)《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》（SL 190—2007），項(xiàng)目區(qū)容許土壤流失量為200 t/（km2·a）。土壤侵蝕形式以水蝕為主，侵蝕強(qiáng)度以中度為主，多年平均侵蝕模數(shù)為3 570 t/（km2·a）。項(xiàng)目區(qū)屬于國家級水土流失重點(diǎn)治理區(qū)和遼寧省水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。工程占地類型為林地、水域及河灘地，工程擾動(dòng)區(qū)域內(nèi)無水土保持設(shè)施。

2.2水土流失影響因素

工程建設(shè)過程中，土石方挖填作業(yè)等施工活動(dòng)，使原地貌、植被抗侵蝕力降低或消失，土壤侵蝕劇增。項(xiàng)目區(qū)的水土流失影響因素：①侵蝕營力。項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕主要為水力侵蝕。②抗侵蝕力。項(xiàng)目建設(shè)導(dǎo)致土壤抗侵蝕力減弱，加劇了土壤侵蝕。抗侵蝕力主要受地形地貌、地面物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)，以及植被類型、結(jié)構(gòu)和覆蓋度影響，在無人為干擾情況下，抗侵蝕力基本保持不變。在項(xiàng)目建設(shè)過程中，地表物質(zhì)、地形地貌、地表植被等遭受人為破壞和干擾，與原地貌及其組成物質(zhì)相比，土壤結(jié)構(gòu)松散，地表植被大面積減少或完全消失，抗侵蝕力減弱，加劇了土壤侵蝕。

3水土流失預(yù)測

3.1預(yù)測單元

根據(jù)工程施工進(jìn)度、施工特點(diǎn)及擾動(dòng)地表程度，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀，預(yù)測范圍為因項(xiàng)目建設(shè)而造成擾動(dòng)破壞并產(chǎn)生水土流失的區(qū)域。根據(jù)占地類型及工程布局、施工組成、擾動(dòng)特點(diǎn)、水土流失影響程度及地貌特征，將項(xiàng)目區(qū)劃分為主體工程區(qū)、施工道路區(qū)、臨時(shí)堆土場區(qū)、堆料場區(qū)4個(gè)預(yù)測單元，水土流失面積為15.83 hm2。

3.2預(yù)測時(shí)段

預(yù)測時(shí)段為項(xiàng)目建設(shè)全過程，包括工程建設(shè)期和自然恢復(fù)期。

工程建設(shè)期自2020年10月至2021年6月，此階段施工活動(dòng)和擾動(dòng)原地貌的活動(dòng)主要集中在主體工程區(qū)、施工道路區(qū)等重點(diǎn)部位，土石方開挖、回填等施工活動(dòng)集中進(jìn)行，必然破壞原地表植被，擾動(dòng)原來相對穩(wěn)定的土體結(jié)構(gòu)，使土體抗蝕能力下降，導(dǎo)致工程區(qū)內(nèi)原地貌蓄水保土功能降低或喪失，并為水土流失提供了大量松散堆積物，是水土流失重點(diǎn)發(fā)生時(shí)段和預(yù)測的重點(diǎn)。預(yù)測時(shí)段不是簡單套用工期，而是根據(jù)施工工期按最不利情況考慮，即超過雨季長度按全年計(jì)算。

自然恢復(fù)期是在工程施工結(jié)束后，在不采取水土保持措施的情況下，松散裸露土壤表面趨于穩(wěn)定，植被逐步恢復(fù)，土壤侵蝕強(qiáng)度減弱并接近原背景值。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)氣候特點(diǎn)、植被生長狀況、土地類型及有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定自然恢復(fù)期為5 a。

3.3土壤侵蝕模數(shù)

1）建設(shè)期的土壤侵蝕模數(shù)。根據(jù)《遼寧省土壤侵蝕定量研究》成果，各功能區(qū)建設(shè)期的土壤侵蝕模數(shù)取值為2 316 t/（km2·a）

2）自然恢復(fù)期的侵蝕模數(shù)。植被逐漸恢復(fù)后第一年、第二年、第三年、第四年和第五年的侵蝕模數(shù)分別取建設(shè)期的90%、85%、80%、75%、70%，即2 084、1 969、1 853、1 737、1 621 t/（km2·a）。

3.4預(yù)測結(jié)果

項(xiàng)目區(qū)以水力侵蝕為主， 李亞娟：中低山區(qū)防洪治理工程水土流失防治措施探討水土流失預(yù)測以原生地貌土壤侵蝕模數(shù)為基數(shù)，采用式（1）計(jì)算各個(gè)預(yù)測單元不同預(yù)測時(shí)段內(nèi)的水土流失量和增量。

通過分析項(xiàng)目建設(shè)期和自然恢復(fù)期的水土流失影響因素，根據(jù)式（1），預(yù)測總水土流失量為1 792.93 t，總新增水土流失量為358.97 t。其中：建設(shè)期水土流失量為366.55 t，新增水土流失量為125.89 t；自然恢復(fù)期水土流失量為1 426.38 t，新增水土流失量為233.08 t。由預(yù)測結(jié)果可得出：①依據(jù)建設(shè)期每年新增水土流失量大于自然恢復(fù)期，確定防治重點(diǎn)時(shí)段為建設(shè)期。②主體工程區(qū)、施工道路區(qū)是新增水土流失量較大的區(qū)域，必須制定切實(shí)可行的工程、植物及臨時(shí)措施，對可能造成土壤流失地段進(jìn)行有針對性的治理，同時(shí)這些區(qū)域也是水土保持監(jiān)測的重點(diǎn)區(qū)域。③項(xiàng)目區(qū)護(hù)岸工程、排水涵洞工程等沿河道走向布置，施工道路區(qū)、堆土場區(qū)及堆料場區(qū)呈點(diǎn)狀分布，因此施工造成的水土流失具有點(diǎn)線面結(jié)合的特點(diǎn)[3]。④工程土石方調(diào)配遵循“移挖作填”原則實(shí)現(xiàn)土石方平衡、無棄方產(chǎn)生，但開挖過程中若不采取有效的水土保持措施，則在暴雨作用下容易形成土壤侵蝕，并極易造成河道淤積。

4水土流失防治措施布設(shè)

針對水土流失預(yù)測結(jié)果，本著因地制宜、因害設(shè)防、全面布局、科學(xué)配置等原則布設(shè)水土流失防治措施。根據(jù)水土流失防治分區(qū)做到工程措施與植物措施、永久措施與臨時(shí)措施相結(jié)合；確定重點(diǎn)時(shí)段和重點(diǎn)區(qū)域，綜合防治，盡量避開雨季、大風(fēng)天氣施工，進(jìn)度控制與施工時(shí)序相結(jié)合；項(xiàng)目建設(shè)與水土流失防治相結(jié)合，形成科學(xué)完整的水土流失防治體系，最大限度地減少水土流失，保持區(qū)域生態(tài)環(huán)境相對穩(wěn)定。該工程的水土流失防治分區(qū)主要包括主體工程區(qū)、施工道路區(qū)、臨時(shí)堆土場區(qū)、堆料場區(qū)，水土保持措施與主體工程同時(shí)施工，各分區(qū)水土保持措施如下：

4.1主體工程區(qū)

主體工程區(qū)包括護(hù)岸工程區(qū)和排水涵洞工程區(qū)，其中護(hù)岸工程區(qū)新建石籠護(hù)岸23處，占地面積5.63" hm2，排水涵洞工程區(qū)占地面積0.02 hm2。該區(qū)主要為護(hù)岸工程開挖、回填、砌筑等，地表擾動(dòng)強(qiáng)度高，是產(chǎn)生水土流失的主要區(qū)域，因此采取了表土剝離、表土回覆等措施，同時(shí)土石方開挖、填筑應(yīng)盡量避開大雨和大風(fēng)天氣施工，合理安排施工時(shí)序，還在新建護(hù)岸工程沿線道路、農(nóng)田、居民點(diǎn)布置了臨時(shí)攔擋措施。

4.1.1護(hù)岸工程區(qū)

1）工程措施。一是表土剝離。施工前對林地和部分河灘地進(jìn)行表土剝離，剝離面積5.63 hm2，平均剝離厚度0.3 m，共剝離表土1.69萬m3。二是表土回覆。剝離表土分段集中堆放，待施工結(jié)束后用于石籠直墻墻頂及護(hù)岸綠化覆土。該區(qū)表土回覆面積3.65 hm2，平均覆土厚度0.5 m，共計(jì)覆土1.83萬m3。

2）植物措施。主體工程設(shè)計(jì)在石籠直墻墻頂及護(hù)岸后1 m和石籠斜墻護(hù)坡處覆土栽植紫穗槐，共栽植102.42萬株。

3）臨時(shí)措施。編織袋攔擋（新增）。主體工程治理線路較長，且沿線涉及的村莊較多，為減少水土流失及其造成的不利影響，在新建護(hù)岸沿線道路、農(nóng)田、居民點(diǎn)布置臨時(shí)攔擋措施，攔擋形式采用編織袋裝土，該區(qū)共布置編織袋臨時(shí)攔擋長1 500 m。

4.1.2排水涵洞工程區(qū)

1）工程措施。一是表土剝離。為保護(hù)珍貴的表土資源，施工前對該區(qū)進(jìn)行表土剝離，剝離面積0.02 hm2，平均剝離厚度0.3 m，共剝離表土60 m3。二是表土回覆。施工結(jié)束后對該區(qū)基礎(chǔ)開挖臨時(shí)占地進(jìn)行表土回覆，回覆面積0.01 hm2，共回覆表土60 m3。

2）臨時(shí)措施。排水涵洞工程區(qū)緊鄰河道，且基礎(chǔ)開挖料需臨時(shí)堆放于施工作業(yè)面空閑處，為防止土石料堆放期間水土流失直接對河道水域造成影響，在堆料下游側(cè)布設(shè)臨時(shí)攔擋，攔擋形式采用編織袋裝土，該區(qū)共布置編織袋臨時(shí)攔擋84 m。

4.2施工道路區(qū)

施工道路區(qū)車輛頻繁進(jìn)出，地表擾動(dòng)強(qiáng)度高。主體工程新建臨時(shí)施工道路8段，總長13 km、寬7 m，占地總面積9.1 hm2，占地類型為河灘地。采取的具體水保措施主要為施工前表土剝離，施工過程中道路臨時(shí)攔擋，施工結(jié)束后擾動(dòng)跡地表土回覆及植被恢復(fù)。

1）工程措施。一是表土剝離（新增）。為保護(hù)珍貴的表土資源，施工前對該區(qū)進(jìn)行表土剝離，面積9.1 hm2，平均厚度0.2 m，剝離表土1.82萬m3。剝離的表土就近堆存于附近的臨時(shí)堆土場內(nèi)，待項(xiàng)目施工結(jié)束后用于綠化覆土。二是表土回覆（新增）。施工結(jié)束后對施工臨時(shí)道路進(jìn)行表土回覆，回覆面積9.1 hm2，回覆厚度0.2 m，共回覆表土1.82萬m3。

2）植物措施（新增）。覆土后對該區(qū)采用灌草結(jié)合綠化，灌木選擇紫穗槐，草種選擇叢生隱子草。紫穗槐株行距1 m×1 m，共栽植紫穗槐9.10萬株，草種撒播量60 kg/hm2，撒播草籽9.1 hm2共546 kg。

3）臨時(shí)措施（新增）。工程施工道路現(xiàn)狀地形大部分較為平緩，且施工安排在非汛期，而項(xiàng)目區(qū)非汛期干旱少雨，因此施工道路旁不設(shè)排水溝。在道路沿線有農(nóng)田或挖方段的設(shè)置臨時(shí)攔擋，攔擋形式采用編織袋裝土，該區(qū)共布置編織袋臨時(shí)攔擋2 600 m。

4.3臨時(shí)堆土場區(qū)

臨時(shí)堆土場區(qū)均位于各施工段堤外平緩區(qū)域。該區(qū)水土保持措施包括施工前表土剝離，施工期間場區(qū)臨時(shí)攔擋、苫蓋，施工結(jié)束后跡地表土回覆及植被恢復(fù)。項(xiàng)目區(qū)共布設(shè)8處臨時(shí)堆土場區(qū)，占地面積0.64 hm2。

1）工程措施（新增）。施工結(jié)束后，對該區(qū)進(jìn)行土地平整，平整面積0.64 hm2。

2）植物措施（新增）。經(jīng)平整后對該區(qū)采用灌草結(jié)合綠化，綠化面積0.64 hm2。灌木選擇紫穗槐，草種選擇叢生隱子草。

3）臨時(shí)措施（新增）。臨時(shí)堆土場區(qū)布置在河道外灘地，距河道較近，為防止堆放的表土散溢進(jìn)入河道，影響河道下游水質(zhì)，在臨時(shí)堆土場區(qū)周圍布設(shè)編織袋臨時(shí)攔擋，并用彩條布進(jìn)行苫蓋。該區(qū)共布設(shè)編織袋臨時(shí)攔擋1 600 m、彩條布苫蓋6 400 m2。

4.4堆料場區(qū)

堆料場區(qū)緊臨堆土場區(qū)，其水土保持措施包括施工期間場區(qū)苫蓋、周邊臨時(shí)攔擋，施工結(jié)束后的跡地土地整治和綠化。堆料場區(qū)主要用于石籠砌筑所需石方及網(wǎng)片臨時(shí)堆存，項(xiàng)目區(qū)共設(shè)置8處堆料場區(qū)，占地面積為0.44 hm2。

1）工程措施。土地平整（新增）。施工結(jié)束后，對該區(qū)進(jìn)行土地平整，平整面積0.44 hm2。

2）植物措施（新增）。平整后對該區(qū)采用灌草結(jié)合綠化，灌木選擇紫穗槐，草種選擇叢生隱子草。

3）臨時(shí)措施（新增）。在堆料場區(qū)四周布設(shè)臨時(shí)攔擋，攔擋形式采用編織袋裝土。該區(qū)共布置編織袋臨時(shí)攔擋810 m。

5水土保持監(jiān)測

水土保持監(jiān)測是水土保持生態(tài)建設(shè)的基礎(chǔ)性工作，開展水土保持監(jiān)測可及時(shí)掌握項(xiàng)目區(qū)水土流失形成過程、發(fā)生時(shí)段、強(qiáng)度和空間分布情況，了解水土流失情況，為水土保持措施的實(shí)施提供依據(jù)。該項(xiàng)目水土保持監(jiān)測范圍為水土流失防治責(zé)任范圍即項(xiàng)目建設(shè)區(qū)范圍15.83 hm2。根據(jù)主體工程建設(shè)進(jìn)度和水土保持措施實(shí)施進(jìn)度安排，為保證監(jiān)測的實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確，水土保持監(jiān)測應(yīng)與主體工程同步進(jìn)行，以及時(shí)了解和掌握工程建設(shè)中的水土流失狀況。該項(xiàng)目共布設(shè)10個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，其中主體工程區(qū)4個(gè)、施工道路區(qū)3個(gè)、臨時(shí)堆土場區(qū)2個(gè)、堆料場區(qū)1個(gè)。該項(xiàng)目監(jiān)測時(shí)段為2020年10月至2021年6月。

6結(jié)束語

針對中低山區(qū)水土流失影響因素，根據(jù)水土流失量預(yù)測結(jié)果，采取了工程、植物、臨時(shí)措施相結(jié)合的水土流失防治措施體系和布局，并做好項(xiàng)目區(qū)水土保持監(jiān)測工作。水土保持措施實(shí)施后，項(xiàng)目區(qū)水土流失治理度達(dá)到98.5%，土壤侵蝕模數(shù)為190 t/（km2·a），土壤流失控制比達(dá)到1.05，林草覆蓋率達(dá)到43.25%，實(shí)現(xiàn)了水土流失防治目標(biāo)，各建設(shè)分區(qū)全部采取了植物措施，在滿足防洪工程防洪要求的基礎(chǔ)上充分體現(xiàn)了生態(tài)性原則，推進(jìn)了水土保持生態(tài)文明建設(shè)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 曾紅娟，史明昌，陳勝利，等.開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測指標(biāo)體系及監(jiān)測方法初探[J].水土保持通報(bào)，2007，27（2）：95-98.

[2] 趙曉坤.河道治理工程中水土保持防治措施探析[J].陜西水利，2020（3）：129-130，134.

[3] 李迎春.河道治理工程的水土流失特點(diǎn)及防治措施[J].山西水土保持科技，2022（1）：48-51.

收稿日期： 2023-12-15

基金項(xiàng)目： 凌源市青龍河（東營子—虎頭石段）防洪治理工程項(xiàng)目（2020-211382-76-01-095020）

第一作者： 李亞娟（1976—），女，遼寧凌源人，高級工程師，學(xué)士，主要研究方向?yàn)楹拥乐卫?、水土保持及工程管理?/p>

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（責(zé)任編輯李楊楊）