城鎮(zhèn)集中連片區(qū)引調(diào)水工程水土保持設(shè)計(jì)探討

［關(guān)鍵詞］ 水土保持；引調(diào)水工程；城鎮(zhèn)集中連片區(qū)；粵東地區(qū)

［摘" 要］ 城鎮(zhèn)集中連片區(qū)引調(diào)水工程具有覆蓋區(qū)域廣、挖填土石方及棄渣量大、涉及城鎮(zhèn)密集區(qū)及生態(tài)敏感區(qū)多等特點(diǎn)。以韓江榕江練江水系連通后續(xù)優(yōu)化工程為例，對(duì)工程建設(shè)造成水土流失的特點(diǎn)及水土保持設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)進(jìn)行分析，提出優(yōu)化工程布置、土石方資源化利用、因害設(shè)防等措施，以減少地表擾動(dòng)、降低土石方防護(hù)難度、構(gòu)建有效的水土流失防護(hù)體系。水土保持是工程建設(shè)中必不可少的內(nèi)容，主體工程設(shè)計(jì)應(yīng)盡早開(kāi)展水土保持相關(guān)工作，并在各階段同步進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，從源頭降低工程建設(shè)水土流失隱患，有效發(fā)揮水土保持措施的防護(hù)功能，以充分體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

［中圖分類號(hào)］ S157" ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ B" DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.09.010

［引用格式］ 李思思，張超，段東亮，等.城鎮(zhèn)集中連片區(qū)引調(diào)水工程水土保持設(shè)計(jì)探討：以韓江榕江練江水系連通后續(xù)優(yōu)化工程為例［J］.中國(guó)水土保持，2024（9）：28-30.

粵東地區(qū)是廣東省沿海經(jīng)濟(jì)帶的重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域之一，現(xiàn)狀開(kāi)發(fā)利用程度較高，人多水少，水資源時(shí)空分布不均，本地調(diào)蓄能力不足，用水矛盾突出。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)水資源質(zhì)、量保障程度的要求均有所提高，水資源供需矛盾更加突出，水資源緊缺已成為地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素。

韓江榕江練江水系連通后續(xù)優(yōu)化工程（以下簡(jiǎn)稱“優(yōu)化工程”）是落實(shí)國(guó)家“十四五”水安全保障規(guī)劃，構(gòu)建廣東省“五縱五橫”水資源配置網(wǎng)絡(luò)的重要工程，能全面提高粵東地區(qū)水資源豐枯調(diào)節(jié)能力、供水保障能力，切實(shí)提升區(qū)域水資源優(yōu)化配置能力。該工程具有施工擾動(dòng)面積大、跨度大、涉及點(diǎn)面多、挖填土石方量大、棄渣量大、用地緊張等特點(diǎn)，做好水土保持設(shè)計(jì)，對(duì)推動(dòng)工程高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。

1" 工程概況

優(yōu)化工程設(shè)計(jì)多年平均取水量3.11億m3，工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（2）型。工程由古巷分水口至關(guān)埠取水口封閉管道、潮陽(yáng)分干線、普寧和潮南分干線三部分組成，新建輸水線路全長(zhǎng)71.65 km，其中古巷分水口至關(guān)埠取水口封閉管道干線長(zhǎng)29.92 km，潮陽(yáng)分干線長(zhǎng)15.14 km，普寧和潮南分干線長(zhǎng)26.59 km。隧洞長(zhǎng)33.88 km，埋管長(zhǎng)17.20 km，頂管長(zhǎng)20.57 km。

工程總擾動(dòng)地表面積159.82 hm2，其中永久占地面積18.13 hm2，臨時(shí)占地面積141.69 hm2。工程土石方開(kāi)挖總量565.91萬(wàn)m3，總填方373.02萬(wàn)m3，借方81.87萬(wàn)m3，總棄方274.76萬(wàn)m3全部綜合利用。工程未設(shè)置自采取料場(chǎng)和棄渣場(chǎng)，共布置臨時(shí)施工道路38 km，施工生產(chǎn)生活區(qū)33個(gè)。工程復(fù)耕面積107.30 hm2，恢復(fù)林草植被面積26.57 hm2，施工期間未發(fā)生水土流失災(zāi)害事件。

2" 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

2.1" 人地矛盾突出

優(yōu)化工程的功能以城鄉(xiāng)供水為主，輸水線路途經(jīng)潮州市潮安區(qū)，揭陽(yáng)市揭東區(qū)、榕城區(qū)、普寧市，汕頭市潮陽(yáng)區(qū)、潮南區(qū)，涉及三市六區(qū)。部分輸水線路下穿已建城區(qū)，沿線房屋密集，廠房林立，道路密織，人車流量大。土地資源稀缺，征地難度大，施工道路、施工生產(chǎn)生活區(qū)、臨時(shí)堆土場(chǎng)等布置困難［1］。工程建設(shè)必然會(huì)引起地表擾動(dòng)和裸露，若防護(hù)不到位必然引起嚴(yán)重水土流失。工程區(qū)水土流失類型以水力侵蝕為主，豐水期時(shí)間長(zhǎng)且降雨量大，徑流流經(jīng)住宅區(qū)、商業(yè)服務(wù)業(yè)用地、綠地和市政道路等，大量泥沙進(jìn)入市政管網(wǎng)渠道、湖泊、河道等，造成排水系統(tǒng)淤積，增加內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，影響軌道交通和地下設(shè)施的運(yùn)行，治理難度大、成本高。

2.2" 土石方挖填量大

引調(diào)水工程線路長(zhǎng)，土石方開(kāi)挖及回填量較大，一般情況下需設(shè)置取土、棄渣場(chǎng)。取土、棄渣場(chǎng)選址需要考慮地質(zhì)條件、地形條件、生態(tài)敏感性、交通條件、運(yùn)輸距離、水土保持限制性及其他相關(guān)法律法規(guī)要求，同時(shí)要考慮土料的可用性和棄渣堆置對(duì)周邊的影響等。本工程可研階段選取的可用土料場(chǎng)，部分存在墳地，征用難度大。沿線可用于棄渣的廢棄礦坑、荒地和坑塘等，涉及占用自然保護(hù)區(qū)、飲用水水源保護(hù)地、基本農(nóng)田和現(xiàn)狀已承包的魚塘等，不適宜作為棄渣場(chǎng)。取土、棄渣場(chǎng)選址困難，已成為制約工程建設(shè)的重要問(wèn)題［2］。

2.3" 工程建設(shè)點(diǎn)多面廣，防護(hù)難度大

引調(diào)水工程跨度大、外部制約因素多，地表擾動(dòng)面積廣，從水土保持角度而言，工程建設(shè)具有“主體為線，分布有點(diǎn)”的特點(diǎn)。“線型工程”指的是輸水管線、施工道路等，沿線涉及區(qū)域廣、地形種類多，水土流失影響差異大；“點(diǎn)型工程”包括泵站、工作井、施工生產(chǎn)生活區(qū)、砂石料場(chǎng)、棄渣場(chǎng)、臨時(shí)堆場(chǎng)等，數(shù)量多且分散［3］。工程建設(shè)將破壞現(xiàn)狀植被，擾動(dòng)和破壞原始地表，造成區(qū)域水土保持功能降低或喪失；施工作業(yè)面多、施工工藝復(fù)雜，造成的水土流失形式復(fù)雜多樣，引起的水土流失問(wèn)題多種多樣且治理難度大。

2.4" 涉及生態(tài)敏感度區(qū)，防護(hù)要求高

工程占地涉及較多耕地，2022年6月廣東省政府常務(wù)會(huì)議專門強(qiáng)調(diào)要“最大限度避免重大項(xiàng)目包括線型工程項(xiàng)目占用永久基本農(nóng)田”，完全避讓基本農(nóng)田、穩(wěn)定耕地難度巨大。同時(shí)本工程部分施工區(qū)域涉及潮州市水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)、飲用水水源保護(hù)區(qū)及生態(tài)保護(hù)紅線等水土保持敏感區(qū)，位于榕江、練江3 km流域范圍內(nèi)，工程建設(shè)敏感性較高。采用何種有效手段控制建設(shè)期的水土流失，最大限度減少對(duì)項(xiàng)目區(qū)所在區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響，以實(shí)現(xiàn)工程高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，這對(duì)水土保持提出了更嚴(yán)格的要求。

3" 工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

3.1" 優(yōu)化工程布置

本工程在可行性研究階段從主體選線、主體工程占地、施工工藝、棄渣場(chǎng)合理性等水土保持相關(guān)方面對(duì)設(shè)計(jì)比選方案進(jìn)行了分析及評(píng)價(jià)，通過(guò)線路局部細(xì)化、建筑物沿線平移布置等措施，做到了工程擾動(dòng)范圍均布置在非永久基本農(nóng)田，

不占用自然保護(hù)地核心保護(hù)區(qū)［4］。從水土保持角度提出了優(yōu)化施工工法，工程線路大量采用盾構(gòu)及頂管施工，占線路總長(zhǎng)度的76%，埋管段僅占24%，盡量減少了主體工程擾動(dòng)面積和損毀植被面積。合理利用當(dāng)?shù)乜赡芴峁┑呐R時(shí)生活住房、修配加工廠、道路等資源，使施工生產(chǎn)生活區(qū)由最初的96個(gè)減少到33個(gè)，最大限度減少了施工臨時(shí)擾動(dòng)面積，降低了水土流失防護(hù)難度，同時(shí)最大限度減少了對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆?、市政交通、企業(yè)生產(chǎn)和周邊環(huán)境的影響。

3.2" 提高挖方利用率

隧洞輸水雖然減少了地面擾動(dòng)，但會(huì)產(chǎn)生大量土石方。水土保持全階段融入主體工程設(shè)計(jì)，優(yōu)化工程布置及土石方平衡方案，貫徹棄渣綜合利用理念，實(shí)現(xiàn)了工程棄渣減量化。根據(jù)主要建筑物所處位置的地質(zhì)情況分析開(kāi)挖料的可利用量，最大程度利用土石方開(kāi)挖料，減少土石料開(kāi)采，減少棄渣。同時(shí)采用開(kāi)挖渣料資源化技術(shù)，對(duì)工程開(kāi)挖料進(jìn)行渣土改良處理，用于部分項(xiàng)目區(qū)的回填或制備低標(biāo)號(hào)混凝土骨料，提高開(kāi)挖渣料利用率，本工程回填土石方中77%來(lái)自于開(kāi)挖方［5］。受材料質(zhì)量和施工時(shí)段等因素的影響，工程土石方很難做到挖填平衡，將無(wú)法全部消化利用的土石方運(yùn)至固體廢棄物綜合處置再生利用點(diǎn)、建筑材料加工廠、渣土消納場(chǎng)等，最大程度實(shí)現(xiàn)了挖方的有效消納和資源化利用。

3.3" 取消取土場(chǎng)和棄渣場(chǎng)

通過(guò)優(yōu)化工程布置及施工組織設(shè)計(jì)，取消了項(xiàng)目取土場(chǎng)和棄渣場(chǎng)。最大化利用工程開(kāi)挖料，避免自采土料，若需土料則從附近的建材公司采購(gòu)，減少了施工占地面積和損毀植被面積，降低了防護(hù)難度，同時(shí)減少了因取土場(chǎng)表層不可利用土層剝離增加的棄方量。本工程全方位、多角度對(duì)渣土進(jìn)行減量化和資源化利用，一改以往生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目專設(shè)棄渣場(chǎng)的傳統(tǒng)思路，施工組織設(shè)計(jì)中設(shè)置的15個(gè)棄渣場(chǎng)全部取消，從源頭上直接消除了布設(shè)棄渣場(chǎng)帶來(lái)的系列問(wèn)題，在降低工程水土流失防治難度的同時(shí)，又保護(hù)和合理利用了土地資源，減少了工程投資。

3.4" 因害設(shè)防，綜合防治

工程線路涉及揭陽(yáng)、潮州及汕頭三市，其中潮陽(yáng)分干線及普寧和潮南分干線沿線及周邊地形以低山丘陵為主，其余線路地形以平原（城區(qū)段）為主。在水土保持設(shè)計(jì)中，對(duì)各敏感點(diǎn)有針對(duì)性地進(jìn)行水土流失防護(hù)，并提高防治標(biāo)準(zhǔn)。本工程依據(jù)項(xiàng)目組成、占地性質(zhì)及擾動(dòng)特點(diǎn)劃分為輸水工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路區(qū)3個(gè)水土流失一級(jí)防治分區(qū)，輸水工程區(qū)根據(jù)建設(shè)內(nèi)容不同分為泵站區(qū)、水閘區(qū)、隧洞區(qū)、埋管區(qū)及工作井區(qū)5個(gè)二級(jí)防治分區(qū)，根據(jù)地形地貌及屬地細(xì)分為28個(gè)三級(jí)防治分區(qū)。水土保持措施類型、材質(zhì)等按地形及屬地城區(qū)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成有針對(duì)性、防護(hù)能力強(qiáng)、成系統(tǒng)的水土流失防治措施體系。

4" 結(jié)束語(yǔ)

引調(diào)水工程具有線路長(zhǎng)、涉及區(qū)域廣、土石方開(kāi)挖回填量大、擾動(dòng)范圍分散、水土流失類型多樣等特點(diǎn)，

在此基礎(chǔ)上，城鎮(zhèn)集中連片區(qū)引調(diào)水工程還有用地緊張、人地矛盾突出、敏感區(qū)域密集、需避讓點(diǎn)多等特點(diǎn)。輸水線路、輸水方式、施工工藝及施工布置等決定工程建設(shè)地表擾動(dòng)形式、擾動(dòng)范圍、取土量和棄渣量，在很大程度上直接影響水土流失防治措施體系的布設(shè)及防護(hù)難度，其中取土場(chǎng)和棄渣場(chǎng)是公認(rèn)的在施工期產(chǎn)生水土流失的重點(diǎn)區(qū)域。本工程從可行性研究、初步設(shè)計(jì)到施工圖階段，全過(guò)程進(jìn)行主體工程方案設(shè)計(jì)的比選與優(yōu)化工作，從源頭上杜絕了取土場(chǎng)和棄渣場(chǎng)可能帶來(lái)的水土流失問(wèn)題，減少了占地，最大限度避讓敏感區(qū)域，同時(shí)對(duì)工程各擾動(dòng)點(diǎn)可能產(chǎn)生的水土流失有更全面的了解，有利于更有針對(duì)性地進(jìn)行水土保持措施設(shè)計(jì)。水土保持工作是引調(diào)水工程建設(shè)中必不可少的內(nèi)容，建議建設(shè)單位應(yīng)充分重視水土保持設(shè)計(jì)工作，在進(jìn)行主體工程設(shè)計(jì)時(shí)盡早開(kāi)展水土保持專業(yè)的相關(guān)工作，并在各階段同步進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，以有效發(fā)揮水土保持措施的防護(hù)功能，充分體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

［參考文獻(xiàn)］

［1］ 段東亮，張曉遠(yuǎn)，李建生，等.深圳抽水蓄能電站水土保持設(shè)計(jì)［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2021（6）：206-207，236.

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［4］ 周倩.水土保持理念在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.陜西水利，2018（5）：99-100.

［5］ 段東亮，鄭國(guó)權(quán)，姚成平.水資源配置工程水土保持設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討［J］.中國(guó)水土保持，2022（8）：46-48.

收稿日期： 2024-02-08

第一作者： 李思思（1992—），女，河北石家莊人，工程師，碩士，主要從事水土保持工作。

通信作者： 段東亮（1983—），男，河南南陽(yáng)人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事水土保持工作。

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（責(zé)任編輯" 楊傲秋）