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        水利工程項目水土保持監(jiān)測探討

        2020-11-20 08:48:24侯進平
        陜西水利 2020年8期
        關鍵詞:工程

        侯進平

        (新疆維吾爾自治區(qū)水利廳水土保持處,新疆 烏魯木齊 830000)

        1 工程概況

        阿爾塔什水利樞紐工程位于莎車縣霍什拉甫鄉(xiāng)與原庫斯拉甫鄉(xiāng)交界位置,工程水庫總庫容23.95 億m3,設計蓄水位1820 m,電站總裝機容量745 MΩ,為大(I)型一等工程,工程建成后將惠及南疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州以及喀什、和田等地區(qū)。阿爾塔什水利樞紐工程處于高地震烈度區(qū),在高面板堆石壩、高邊坡危巖體處理及深河床覆蓋等方面存在技術困難,被稱為“新疆的三峽工程”。葉爾羌河流域曾是塔河第一大支流,阿爾塔什水利樞紐工程是葉爾羌河流域山區(qū)河段控制性水利工程,工程建成后在確保塔河生態(tài)供水的基礎上,發(fā)揮防洪、灌溉、發(fā)電等功能,該水利樞紐工程開建于2011 年10 月,并與2019 年11 月下閘蓄水,樞紐工程預計全部完工時間為2022 年3 月。工程區(qū)現(xiàn)有水土流失是以地表徑流沖刷所致水力侵蝕為主的面蝕,其次為溝蝕,水土流失強度1681 t/(km2·a),屬于輕度流失。隨著工程的建設,原地貌遭到擾動與破壞,大量棄土棄渣不合理堆放,必將增大工程區(qū)內(nèi)水土流失強度與規(guī)模,據(jù)預測,阿爾塔什水利樞紐工程建設將使區(qū)內(nèi)水土流失強度增大為8240 t/(km2·a),造成9.86×104t 的水土流失量,為此,加強項目建設過程中工程區(qū)內(nèi)水土保持監(jiān)測意義重大。

        2 水土保持監(jiān)測設計

        阿爾塔什水利樞紐工程建設單位應委托具有水土保持監(jiān)測資質(zhì)的水土流失監(jiān)測單位對項目水土流失程度進行監(jiān)測。

        2.1 監(jiān)測范圍與時段

        2.1.1 監(jiān)測范圍

        本工程的監(jiān)測范圍為整個水土流失防治責任范圍,水利樞紐工程的實施擾動原地貌、損壞土地及植被面積達3211.52 hm2。根據(jù)水利樞紐工程建設對地表擾動程度及水土流失預測結(jié)果,主體工程區(qū)、砂礫石料場、進場道路為重點監(jiān)測區(qū)域;其他區(qū)域為常規(guī)監(jiān)測區(qū)域。

        2.1.2 監(jiān)測時段

        本項目為大型水利樞紐建設項目,依據(jù)《生產(chǎn)建設項目水土保持技術標準》(GB 50433-2018)和《生產(chǎn)建設項目水土保持監(jiān)測與評價標準》(GB/T 51240-2018),為進行水利樞紐工程實施對環(huán)境擾動及水土流失程度的確定,以及工程實施后環(huán)境影響的評價[1],將本項目監(jiān)測時段設定為2019 年11 月~2025 年3 月。

        2.2 監(jiān)測內(nèi)容與方法

        2.2.1 監(jiān)測內(nèi)容

        按照水利部《生產(chǎn)建設項目水土保持監(jiān)測與評價標準》(GB/T 51240-2018)及水利部令第12 號文的相關規(guī)定,按照阿爾塔什水利樞紐工程建設規(guī)模,其水土保持監(jiān)測內(nèi)容必須涵蓋工程區(qū)地形地貌改變、工程施工占地、施工擾動地表面積、施工挖填方土方量、水土流失主要形式、水土流失規(guī)模、水保主要措施、實施效果等方面。根據(jù)文件及工程實際情況,本工程監(jiān)測主要項目按水土流失規(guī)模和水保措施實施效果兩個方面設置,具體內(nèi)容見表1。

        2.2.2 監(jiān)測方法

        依據(jù)《生產(chǎn)建設項目水土保持監(jiān)測與評價標準》(GB/T 51240-2018),根據(jù)本工程建設規(guī)模、所使用原材料等級、機械設備型號等情況,本工程應當采用調(diào)查監(jiān)測與定位監(jiān)測相結(jié)合的水土流失規(guī)模及水保措施實施效果監(jiān)測方法。

        (1)調(diào)查監(jiān)測

        表1 阿爾塔什水利樞紐工程水土保持監(jiān)測項目及內(nèi)容

        針對阿爾塔什水利樞紐工程占地面積、工程規(guī)模、可能及已經(jīng)發(fā)生的生態(tài)擾動規(guī)模、工程挖填方量、棄土棄渣量、材料及設備對方面積等進行實地調(diào)查監(jiān)測,同時與工程設計施工其余資料相結(jié)合進行水土流失規(guī)模量化分析。此外,對工程實施過程中已經(jīng)采取的水保措施類型、規(guī)模、效果等進行實地樣方調(diào)查、量測和計算[2],包括林草種植率、林草覆蓋率、林草成活率等。

        ①林草覆蓋率及植被措施實施情況和效果的監(jiān)測主要通過典型樣方測量法進行,具體而言,草本植物、喬木和灌木的典型樣方投影面積分別按1 m×1 m、20 m×20 m 和5 m×5 m 設計,單位樣方重復三次進行草本植物、喬灌木的作物類型及種植規(guī)模、生長情況、成活率、覆蓋率、郁閉度、枯葉率等的記錄。

        ②工程措施的監(jiān)測主要根據(jù)《水土保持綜合治理效益計算方法》(GB/T 1577-1995)以及阿爾塔什水利樞紐工程實際情況選用巡視、實地定點量測以及具體調(diào)查綜合運用的措施,以便對工程實際土地資源利用程度、擾動面積、工程措施實施前后水土流失規(guī)模的變化、具體治理情況、攔渣率等工程措施實施前后的效益調(diào)查監(jiān)測與比較分析。

        (2)定位監(jiān)測

        本水利工程占地規(guī)模大,施工周期長,對工程區(qū)地形地貌人為擾動較大,按照《水土保持綜合治理效益計算方法》(GB/T 1577-1995)的規(guī)定,徑流小區(qū)觀測法在應用過程中必須確保觀測期的相對穩(wěn)定性以及觀測場地設置的固定性,如果上述兩個方面都難以滿足的情況下,則徑流小區(qū)觀測法不具可操作性,為此,對于阿爾塔什水利樞紐工程上述兩個條件都不具備的情況下,應采用簡易水土流失觀測場法和簡易坡面量測法。

        ①簡易水土流失觀測場法:汛前在阿爾塔什水利樞紐工程堆土的臨時坡面,按觀測設計與臨時坡面面積,將長50 cm~100 cm、直徑0.5 cm~1.0 cm 的鋼釬按0.5 m 或1.0 m 的間距以上中下、左中右呈縱橫“品”字形依次排列布設,鋼釬應沿垂直坡面方向打入,頂部與坡面齊平,并在鋼釬或木樁頂部涂上顏色。每次降雨產(chǎn)生徑流后,觀測鋼釬或木樁頂部距離地面高度,計算土壤流失厚度和土壤流失量。按照簡易水土流失觀測場法觀測過程中,觀測重點應放在棄渣影響自然沉降量、沉降率等方面。

        圖1 水土流失簡易觀測場示意圖

        ②簡易坡面量測法:對阿爾塔什水利樞紐工程挖填邊坡所出現(xiàn)的水蝕規(guī)模的監(jiān)測應采用簡易坡面量測法,測量重點放在坡長、坡度、地面組分、土壤容重等方面,在降雨后定期進行侵蝕溝體積規(guī)模的量側(cè)。具體而言,根據(jù)具體情況確定樣方面積,本工程為100 m2,在所確定的樣方內(nèi)進行侵蝕溝數(shù)量、深度、寬度、長度等的量測與計算(圖1)。

        ③簡易徑流小區(qū):布設徑流小區(qū)的坡面應具有代表性,且觀測便利;徑流小區(qū)的規(guī)格為20 m2,形狀為矩形,徑流小區(qū)的組成和平面布設按《水土保持試驗規(guī)程》(SL 419-2007)規(guī)定執(zhí)行。

        2.3 監(jiān)測點位布設

        水土保持監(jiān)測站點的布設根據(jù)項目擾動地表的面積、涉及的水土流失不同類型、擾動開挖和堆積形態(tài)、植被狀況、水土保持設施及其布局,以及交通、通信等條件綜合確定。監(jiān)測點的布設選取有較強代表性的點位,點位適當集中,交通方便,便于監(jiān)測管理;不同監(jiān)測項目相互結(jié)合,避免人為活動的干擾[3]。本項目為水利樞紐工程建設類項目,在主體工程區(qū)布設2 個監(jiān)測點;砂礫石料場、進場道路設置2 個監(jiān)測點;在辦公生活區(qū)和主體工程區(qū)綠化區(qū)布設1 個監(jiān)測點;在倒運場、石炭溝料場布設2 個監(jiān)測點。本項目監(jiān)測點位分布見表2。

        表2 監(jiān)測點位分布表

        3 結(jié)語

        水利工程建設項目的實施必然引起項目區(qū)原地形地貌的擾動,水土保持監(jiān)測單位應針對水利工程項目水土擾動實際情況進行水土流失監(jiān)測,為項目建設單位和水行政主管部門提供治理及監(jiān)管依據(jù)。在進行水利樞紐工程項目現(xiàn)場水土流失情況監(jiān)測方案設計的過程中,應注重水土保持責任分區(qū)和監(jiān)測內(nèi)容的結(jié)合、重點監(jiān)測與全面調(diào)查的結(jié)合,基于侵蝕強度監(jiān)測和地表擾動動態(tài)監(jiān)測,以取土棄土監(jiān)測為地表擾動類型監(jiān)測的重點。水利樞紐工程建設涉及范圍廣,開挖面多,項目區(qū)水土保持難度大,但只要結(jié)合工程建設特點,加強水土保持監(jiān)測方案設計,完善水土流失防治點、線、面結(jié)合的總體性布局,選擇適宜的攔渣、護坡、土地整治、植物綠化等水土流失防治措施,就能有效治理工程實施新增水土流失,保證工程經(jīng)濟效益和社會效益的發(fā)揮。

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