周 爽

(北票市下府水利服務(wù)站，遼寧北票 122113)

科學研究及工程設(shè)計

錦凌水庫水土流失預測及其防治體系研究

周 爽

(北票市下府水利服務(wù)站，遼寧北票 122113)

水庫工程建設(shè)過程中，不同功能區(qū)水土流失量及其危害的預測與防治，是解決水土流失問題的重中之重，也是減小工程建設(shè)對生態(tài)破壞的關(guān)鍵。本文通過研究錦凌水庫水土流失和水土保持現(xiàn)狀，針對工程特點、項目區(qū)地質(zhì)條件以及施工對環(huán)境的影響程度，利用公式法和類比法定量計算工程施工前后水土流失量，提出了水土流失防治體系，構(gòu)建了水土流失治理措施和防治體系。通過對水土保持情況進行監(jiān)測，提出的防治措施發(fā)揮了良好的防治效果，達到了減少水土流失、保護生態(tài)的目的。本研究成果可為水利工程建設(shè)防治水土流失提供借鑒和指導。

水土保持；防治體系；研究

1 概 述

近年來，國家加大了水土流失治理力度，在黃河流域?qū)嵤┝松现杏嗡帘３种攸c防治工程、國家水土保持重點治理工程、黃土高原淤地壩試點工程、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)水土保持項目等國家重點水土保持項目，水土流失防治工作取得了較大成效。但隨著我國基礎(chǔ)工程建設(shè)的迅速發(fā)展，水土流失問題仍然存在。其中，水庫工程的建設(shè)將直接導致工程所在地的土壤侵蝕模數(shù)增大，水土流失量相應(yīng)增加，嚴重威脅到人民的生命安全和社會的發(fā)展。

本文通過研究錦凌水庫水土流失和水土保持現(xiàn)狀，提出了錦凌水庫水土流失的預測方法，構(gòu)建了水土流失防治體系，提出了水土流失防治措施，取得了顯著的防治效果，解決了水土流失嚴重、水土保持難度大的問題，具有重要的經(jīng)濟和社會意義。

2 水土流失及保持現(xiàn)狀研究

2.1 水土流失現(xiàn)狀

錦凌水庫工程項目區(qū)，涉及錦州市的太和區(qū)、凌海市。根據(jù)《遼寧省人民政府關(guān)于確定水土流失重點防治區(qū)的公告》和《關(guān)于劃分國家級水土流失重點防治區(qū)的公告》，項目區(qū)屬于省級水土流失重點治理區(qū)，非國家級水土流失重點防治區(qū)，水力侵蝕為主要侵蝕類型，平均土壤侵蝕模數(shù)為2500 t/（km2·a），侵蝕強度為輕度和中度。項目區(qū)位于遼西低山丘陵區(qū)，土壤流失容許量為200t/（km2·a）。

根據(jù)調(diào)查資料，項目區(qū)總面積545.84km2，水土流失總面積為189.76km2，占總面積的34.76%。其中，輕度侵蝕面積為95.13km2，占水土流失面積的50.13%；中度侵蝕面積為78.36km2，占水土流失面積的41.30%；強度侵蝕面積為12.74km2，占總水土流失面積的6.71%；極強度水土侵蝕面積為1.44km2，占水土流失面積的0.76%；劇烈侵蝕面積為2.08km2，占水土流失面積的1.10%（見表1）。

2.2 水土保持現(xiàn)狀

截至目前，項目區(qū)總治理面積162.58km2，其中，修建水平梯田13.93km2，改壟3.16km2，水保林97.93km2，果樹梯田34.69km2，生態(tài)修復工程12.87km2，塘壩15座，谷坊1812座，小河道治理5.50km，作業(yè)路14km，溝頭防護0.80km（見表2）。

表1 項目區(qū)水土流失現(xiàn)狀

表2 項目區(qū)水土保持治理現(xiàn)狀

3 水土流失預測

3.1 預測單元

對各防治區(qū)的擾動地表區(qū)域加以預測，具體預測樞紐工程區(qū)的主體工程區(qū)、水庫管理局區(qū)、施工場地區(qū)、道路區(qū)、料場區(qū)及移民安置區(qū)、專項設(shè)施改建區(qū)等區(qū)域水土流失量。

3.2 預測時段

對各預測單元進行水土流失預測時段的確定，需要考慮該項目的工程特點、施工過程和施工方法，以及采用植被覆蓋不能即時產(chǎn)生保持水土效果。工程完成后，對永久性建筑物周圍未做硬化處理的地區(qū)，采取植被覆蓋措施，以降低水土流失程度。但是自然恢復期的植物發(fā)揮作用時間有所延后，因此，該時期初始階段仍會產(chǎn)生較嚴重的水土流失。根據(jù)項目區(qū)的植被生長的自然條件、植被形成或恢復時間以及土壤結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定時間，確定自然恢復期預測時段為3年。

3.3 預測措施

依據(jù)該工程特點、項目區(qū)地質(zhì)條件及施工對環(huán)境的影響程度，結(jié)合相關(guān)規(guī)定，利用公式法和類比法定量計算工程施工前后水土流失量。通過對錦州地區(qū)在建工程進行調(diào)查，沒有合適的水利樞紐工程進行類比，但考慮到項目區(qū)所處的地質(zhì)條件、水文條件和施工區(qū)臨時堆置棄料情況，分析出錦州市污水處理廠二期工程具有類比性，因此，選取該工程作為錦凌水庫的類比工程。

3.4 棄土、棄渣量預測

根據(jù)工程施工布置及施工工序，經(jīng)統(tǒng)計，錦凌水庫工程土石方開挖總量129.65萬m3，開挖料利用量91.99萬m3，工程棄渣37.65萬m3，其中土方棄渣25.92萬m3、石方棄渣11.73萬m3。根據(jù)施工組織設(shè)計及進度計劃，該工程需要在壩址下游砂礫石料場開采原料82.41萬m3，其所形成的料坑完全容納得下34.95萬m3的棄渣，故該工程棄渣堆放于壩址下游砂礫石料場開采坑，不另設(shè)棄渣場。

3.5 水土流失量預測

項目區(qū)水土流失量預測情況見表3。

表3 水土流失量預測結(jié)果

通過分析表3的預測結(jié)果，重點預測施工時段的水土流失量，對主體工程區(qū)、主體工程料場區(qū)等樞紐工程區(qū)以及移民安置及專項設(shè)施改建區(qū)等區(qū)域進行重點預測、重點治理，對減輕水土流失影響起到關(guān)鍵性作用。

4 水土流失防治措施及其防治體系研究

根據(jù)水土流失防治分區(qū)和水土保持措施布設(shè)原則，結(jié)合當?shù)刈匀粭l件以及工程建設(shè)活動引發(fā)的水土流失特點，以分析評價主體工程中原水土保持功能為基礎(chǔ)，結(jié)合新增的水土保持工程措施、植被覆蓋以及對工程采取的防治水土流失的臨時措施，使之相互作用，形成科學完整的綜合防治體系，達到保護地表、防治水土流失、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境的目的（見下頁圖）。

4.1 主體工程防治區(qū)

4.1.1 工程措施

為保證左右壩頭建筑物及綠化區(qū)域的安全，使其免遭坡面暴雨徑流的侵蝕與沖刷，擬在左右壩頭綠化帶外側(cè)修建環(huán)形漿砌石排水溝。漿砌石排水溝設(shè)計標準為20年一遇。左壩頭溝長400m，集水面積0.06km2。排水溝斷面尺寸為：底寬0.60m，高1.00m，邊坡1∶1，漿砌石護砌厚度0.40m。右壩頭溝長744m，集水面積0.14km2。排水溝斷面尺寸為：底寬1.20m，高1.20m，邊坡1∶1，漿砌石護砌厚度0.40m。經(jīng)計算，左右岸共需開挖土方5153m3，漿砌石護砌1913m3。在左右壩頭綠化帶內(nèi)栽植紫穗槐，采取人工挖種植穴措施，共需挖種植穴26840個。

水土流失防治措施體系圖

4.1.2 植物措施

對左右壩頭與兩側(cè)山體連接處實施植物防護措施。綠化范圍：左壩頭長300m，寬50m，綠化面積1.73hm2；右壩頭長600m，寬50m，綠化面積3.40hm2。在靠近壩頭側(cè)栽植爬山虎，株距0.20m，共需栽植爬山虎3375株。綠化帶最外側(cè)栽植紫穗槐及人工種草，紫穗槐株行距1m×1m，共需栽植紫穗槐53680株，草種選擇早熟禾，共需草籽870.10kg。

4.2 水庫管理局防治區(qū)

該防治區(qū)主要采取庭院式綠化、美化措施。在前方管理處圍墻四周外側(cè)栽植2行龍爪槐、2行檜柏，株行距2m×2m，共需栽植龍爪槐500株、檜柏500株。內(nèi)側(cè)則栽植觀賞樹種，分別為2行丁香、1行云杉，株行距3m×3m，共需丁香200株、云杉160株，樹下鋪設(shè)草坪，草皮鋪設(shè)面積為3000m2。在庭院內(nèi)栽植綠籬160m。

后方管理局綠化面積0.13 hm2，主要在庭院內(nèi)栽植迎春40株、榆葉梅50株、銀杏50株，鋪設(shè)草坪500m2，栽植綠籬100m。

4.3 施工場地防治區(qū)

4.3.1 工程措施

施工準備期，剝離表土并搬運到臨時指定堆放場地存儲，施工結(jié)束后再搬運到廢棄土地上完成造地復墾，表土剝離量為41300m3。

4.3.2 植物措施

主要是左岸壩址下游800m處施工營地完工后的人工種草、恢復植被。在種草前先實施全面整地。全面整地和種草面積均為2hm2。

4.3.3 臨時措施

施工期間，在施工場地四周布設(shè)臨時排水溝，及時排出雨水，以減少暴雨徑流的沖蝕。排水溝斷面尺寸為底寬0.60m，深1m，邊坡1∶1。開挖排水溝的土方搬運到臨時指定堆放場地存儲，四周用裝土袋子圍成墻，高0.80m，寬0.80m。另外，各施工場地表土剝離土方的臨時堆放場同樣也在其四周用裝土袋子擋墻進行臨時攔擋。經(jīng)計算，4處施工場地共需土方開挖2995m3，堰體方量3193m3，共需草袋7.62萬個。用密目網(wǎng)覆蓋臨時堆放的土方，避免產(chǎn)生揚塵，共需密目網(wǎng)3940m2。

4.4 防治效果分析

2009年5月水土保持工程開始實施，2014年6月末完成，水土流失防治責任面積由6234.39hm2降低到2359.30 hm2，防治效果顯著。通過對工程組成與總體布局以及水土流失防治范圍，即主體工程區(qū)、水庫管理局區(qū)、施工場地區(qū)、道路防治區(qū)、料場防治區(qū)、移民安置區(qū)、專項設(shè)施改建區(qū)等進行監(jiān)測，根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB 50497—2009）相關(guān)規(guī)定，變化速率和累計變化量均符合要求。

5 結(jié) 語

為防止錦凌水庫工程區(qū)水土流失，減小工程建設(shè)對生態(tài)的破壞，使因工程施工所破壞的生態(tài)系統(tǒng)得以盡快恢復，對錦凌水庫建設(shè)過程中不同功能區(qū)可能增加的水土流失量及其危害進行分析、預測及防治十分重要。本文通過研究錦凌水庫水土流失和水土保持現(xiàn)狀，依據(jù)該工程特點、項目區(qū)地質(zhì)條件以及施工對環(huán)境的影響程度，利用公式法和類比法定量計算工程施工前后棄土、棄渣量以及水土流失量，提出了水土流失防治體系，為后續(xù)水土流失防治措施的布設(shè)提供依據(jù)。通過對水土保持情況進行監(jiān)測，提出的防治措施發(fā)揮了良好的防治效果，達到了減少水土流失、保護生態(tài)的目的，同時保證了錦凌水庫附近水域的水體質(zhì)量，對區(qū)域經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、社會穩(wěn)定繁榮、實現(xiàn)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展具有積極作用。

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Study on Forecast of Water and Soil Loss in Jinling Reservoir and Its Prevention and Treatment System

ZHOU Shuang
（Beipiao Xiafu Water Conservancy Service Station，Beipiao 122113，China）

During the construction process of reservoirs,prevention and forecast of water and soil loss volume and its detriments in different functional zones is the key among the keys for resolving water and soil problems and the crux to reduce ecological damage inflicted by engineering constrcction.By digging into the status quo on water and soil loss and couservation in Jinling Reservoir,and with respect to project characteristics,geological conditions of project areas and effect degree by construction on the environment,this article utilizes formula method and analogy method to quantitatively calculate volume of water and soil loss before and after project construction,proposes prevention system on water and soil loss,puts forward measures on governance of water and soil loss and constructs prevention system.Through monitoring on the status of water and soil conservancy condition,it proposes prevention measures that have been giving play to good preventive effects and thus attains the objective of reducing water and soil loss and protecting the ecology.This research result can provide reference and guidance to prevent and cure water and soil loss on water conservancy engineering construstion.

water and soil maintenance;prevention and treatment system;research

S157

A

1673-8241（2016）12-0049-05

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.12.013