楊 娟

(黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南 鄭州 450003)

黃河干流全長(zhǎng)5 464 km，自桃花峪以下為黃河下游，干流河道長(zhǎng)786 km，沿岸涉及河南、山東兩省多個(gè)地市。黃河下游防洪工程建設(shè)歷史悠久，僅自1995年以來(lái)，就完成了黃河下游“九五”防洪工程、黃河下游“十五”防洪工程、亞行貸款項(xiàng)目——黃河下游防洪工程、黃河下游近期防洪工程、黃河下游“十三五”防洪工程建設(shè)，現(xiàn)正進(jìn)行黃河下游“十四五”防洪工程可研工作。

根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目中的水土保持設(shè)施，要與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用。從2007年黃河下游近期防洪工程項(xiàng)目開(kāi)始，在主體工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)，同步進(jìn)行水土保持設(shè)計(jì)。黃河下游近期防洪工程建設(shè)任務(wù)是以繼續(xù)建設(shè)黃河下游標(biāo)準(zhǔn)化堤防和開(kāi)展游蕩性河段河道整治為重點(diǎn)，適當(dāng)考慮東平湖滯洪區(qū)及沁河下游防洪工程建設(shè)，建設(shè)內(nèi)容為堤防幫寬、堤防放淤、堤頂?shù)缆酚不赛S河大堤堤防建設(shè)，新建續(xù)建改建及加高加固險(xiǎn)工工程和控導(dǎo)工程建設(shè)，配套的防汛道路及防浪林建設(shè)，穿堤建筑物改建，東平湖滯洪區(qū)建設(shè)二級(jí)湖堤加高及護(hù)坡加固和沁河下游防洪建設(shè)堤防放淤。

黃河下游防洪工程建設(shè)規(guī)模大、線路長(zhǎng)、土石方挖填量大、借方棄方量大、渣料場(chǎng)數(shù)量多，水土流失防治難度大。在黃河下游近期防洪工程水土保持設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員秉承先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，追求生態(tài)文明更高境界，解決了水土保持設(shè)計(jì)面臨的一系列難點(diǎn)，為同類項(xiàng)目和后續(xù)黃河下游防洪工程建設(shè)提供了成功的水土保持設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

1 精準(zhǔn)界定水土流失防治責(zé)任范圍

在編制黃河下游近期防洪工程水土保持方案過(guò)程中，結(jié)合當(dāng)年的建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和水土流失防治責(zé)任范圍的定義和原則，認(rèn)定只要是工程擾動(dòng)的地表范圍，均可能造成水土流失，均是水土保持關(guān)注的重點(diǎn)，應(yīng)將其納入水土流失防治責(zé)任范圍。因此，水土保持設(shè)計(jì)時(shí)，并未簡(jiǎn)單粗暴地直接采用主體設(shè)計(jì)的工程占地?cái)?shù)據(jù)，而是統(tǒng)計(jì)水土保持意義上的工程占地范圍，并將其納入水土流失防治責(zé)任范圍。而黃河下游近期防洪工程建設(shè)具有規(guī)模大，治理河段長(zhǎng)，很多工程相互獨(dú)立無(wú)內(nèi)在聯(lián)系，工程占地項(xiàng)目多且面積大，施工活動(dòng)擾動(dòng)面大、強(qiáng)度高且分散等諸多特點(diǎn)，導(dǎo)致工程占地統(tǒng)計(jì)分析困難重重，極易發(fā)生重復(fù)或錯(cuò)漏等情況。水土保持設(shè)計(jì)時(shí)，從高遠(yuǎn)的視角俯瞰分析全局，基于因果分析及溯源法，牢牢抓住地表破壞擾動(dòng)、土石方挖填這兩個(gè)造成水土流失的關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)主體設(shè)計(jì)的工程占地成果進(jìn)行了復(fù)核分析修正調(diào)整，重新定義了水土保持意義上的工程占地，精準(zhǔn)界定了水土流失防治責(zé)任范圍。

通過(guò)全面分析整個(gè)項(xiàng)目施工擾動(dòng)面、土石方挖填情況，認(rèn)定主體工程設(shè)計(jì)中，工程占地只關(guān)注計(jì)列新增加的征占地面積。主體設(shè)計(jì)工程永久占地中統(tǒng)計(jì)了堤防幫寬、放淤固堤等由于堤防斷面增加，堤防后方管護(hù)地外延造成永久占地新增加的面積，而在工程本身及堤防后方管護(hù)地等原有征地范圍內(nèi)的地表擾動(dòng)范圍，包括堤防幫寬、堤防加固及東平湖湖堤加高等施工前對(duì)原堤防表面清基清表、護(hù)坡加固及穿堤建筑物改建時(shí)對(duì)原地表拆除，在原有已征地范圍內(nèi)進(jìn)行堤防填筑及放淤等，并不關(guān)注也未計(jì)列。因此，在水土保持設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)工程占地時(shí)，將這部分占用原有工程已征地范圍內(nèi)的擾動(dòng)面積789.96 hm2補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，其面積足足占修正調(diào)整后的工程占地總面積6 105.05 hm2的13%。

精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)工程占地，不重不漏界定水土流失分區(qū)防治責(zé)任范圍，為全面防治工程建設(shè)造成的水土流失和水土保持設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 按照“三步三化”處理原則，完美解決棄渣問(wèn)題

黃河下游為平原區(qū)，人口密度大，寸土寸金，耕地眾多，棄渣堆置需要大量占地，如何最大限度消納、利用開(kāi)挖土石方，并妥善處理最終的棄方，是水土保持設(shè)計(jì)中亟待解決的問(wèn)題。水土保持設(shè)計(jì)時(shí)，突出體現(xiàn)生態(tài)文明設(shè)計(jì)理念，提出先進(jìn)的棄渣“三步三化”處理原則，即按照棄渣減量化、棄渣資源化、棄渣和諧化這三步走，完美解決棄渣處理問(wèn)題。

減量化：即首先通過(guò)與主體工程設(shè)計(jì)融合，將水土保持理念體現(xiàn)到主體工程設(shè)計(jì)中，要求其通過(guò)合理調(diào)配、最大化利用開(kāi)挖方等手段，提高利用率，從源頭上實(shí)現(xiàn)棄渣減量化。本工程開(kāi)挖總量486萬(wàn)m3，通過(guò)合理調(diào)配、提高利用率，開(kāi)挖方利用率高達(dá)68%，棄渣降至155.5萬(wàn)m3。

資源化：即針對(duì)最終的棄方，分析認(rèn)為棄渣來(lái)源主要是堤防工程清基清坡、險(xiǎn)工和控導(dǎo)清基清坡及退坦開(kāi)挖的棄土、棄渣，出渣方式基本為線狀，因此提出將棄渣就近呈線性沿堤防堆置，范圍是堤防背河側(cè)的護(hù)堤地。護(hù)堤地為堤防原征地范圍，不需新增地，此舉避免了額外占用耕地、林草地，還將棄渣作為資源，用于增加堤防斷面，延長(zhǎng)滲徑長(zhǎng)度，起到加固堤防、防洪保安的作用。

和諧化：即棄渣堆置的形態(tài)、棄渣的防護(hù)等設(shè)計(jì)均貫徹和諧化理念，充分考慮黃河下游沿線廣袤無(wú)垠的平原區(qū)整體風(fēng)貌，做到棄渣處理與周邊景觀協(xié)調(diào)。將棄渣平整連續(xù)地?cái)備佊诘谭雷o(hù)堤地，棄渣的防護(hù)摒棄傳統(tǒng)的漿砌石擋墻、磚砌排水溝等割裂感強(qiáng)的工程措施，采用土地平整、植樹(shù)種草、土排水溝等，這些舉措讓棄渣防護(hù)更生態(tài)，融入周邊自然環(huán)境，體現(xiàn)人與自然和諧共生的融合美。

3 助力土料場(chǎng)選址優(yōu)化，制定切實(shí)可行的料場(chǎng)水土保持措施

主體工程借方量巨大，料場(chǎng)眾多，料場(chǎng)占地面積占項(xiàng)目總占地面積的57%，料場(chǎng)的選址和后期恢復(fù)措施關(guān)系到水土保持設(shè)計(jì)成敗。

在主體工程設(shè)計(jì)土料場(chǎng)選址過(guò)程中，水土保持設(shè)計(jì)從水土保持角度，提出料場(chǎng)需要避讓自然保護(hù)區(qū)的要求，土料場(chǎng)選址時(shí)，避開(kāi)了開(kāi)封柳園口省級(jí)自然保護(hù)區(qū)、鄭州黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)、河南黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和河南豫北黃河故道濕地鳥(niǎo)類國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)等敏感區(qū)。

工程設(shè)置兩類料場(chǎng)，一類為放淤料場(chǎng)，另一類為包邊蓋頂、堤防幫寬填筑用的土料場(chǎng)。其中放淤料場(chǎng)布置在黃河河道內(nèi)低灘、嫩灘及主河槽內(nèi)，采用機(jī)械直接從放淤料場(chǎng)抽取泥漿至堤防進(jìn)行放淤固堤，是黃河下游防洪工程所獨(dú)有的一種料場(chǎng)。水土保持設(shè)計(jì)時(shí)，分析認(rèn)為放淤料場(chǎng)均能上水，因此設(shè)計(jì)放淤料場(chǎng)開(kāi)挖后采用自淤、植被自然恢復(fù)方式，土地利用方向確定為河灘地。

針對(duì)填筑用的土料場(chǎng)進(jìn)行水土保持設(shè)計(jì)時(shí)，注重表土資源利用，提出后期土地利用方向?yàn)閺?fù)耕。由于土料場(chǎng)后期基本都復(fù)耕了，布設(shè)的水土保持措施并不多，但水土保持設(shè)計(jì)提出了“寬采淺挖，邊取土，邊回填剝離表土”的取土方式，取土深度很淺，并將土料場(chǎng)分為若干個(gè)取土區(qū)，第一個(gè)取土區(qū)開(kāi)始取土?xí)r將表土堆放在第二個(gè)取土區(qū)內(nèi)，一區(qū)取土結(jié)束后堆放在二區(qū)的表土回填到一區(qū)，二區(qū)開(kāi)始表土剝離，二區(qū)剝離的表土堆放在三區(qū)，二區(qū)取土結(jié)束后，堆在三區(qū)的表土回填到二區(qū)，三區(qū)表土開(kāi)始剝離，依此類推。這種取土方法使得每個(gè)取土區(qū)擾動(dòng)的時(shí)間相對(duì)較短，減少了表土堆放占地，減少了地表植被占?jí)?，也減少了表土臨時(shí)堆放造成的水土流失。這種取土方式能充分保護(hù)表土，對(duì)土地復(fù)耕和植被恢復(fù)非常有利。

水土保持設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)兩類料場(chǎng)的特點(diǎn)，分別考慮水土保持措施，體現(xiàn)了“經(jīng)濟(jì)、合理、切實(shí)可行”，經(jīng)工程建設(shè)實(shí)踐，后期料場(chǎng)均順利復(fù)耕及恢復(fù)。

4 開(kāi)展科學(xué)研究，篩選適合黃河下游防洪工程的水土保持植物措施

黃河下游近期防洪工程的堤防險(xiǎn)工等主體工程占地為永久占地，除建筑物占?jí)杭暗孛嬗不瘏^(qū)域外，裸露地表基本都設(shè)計(jì)了植物防護(hù)措施，這些植物措施面積大，是水土保持措施的重要組成部分，但這部分植物措施是由主體工程設(shè)計(jì)的，水土保持效果如何并不是主體工程設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮范疇，水土保持效益只是副產(chǎn)品。如何從水土保持的角度出發(fā)，因地制宜、量身打造、優(yōu)選出獨(dú)特的適宜于本工程的植物措施配置形式，具有挑戰(zhàn)性。

依托于黃河下游近期防洪工程項(xiàng)目，水土保持設(shè)計(jì)單位開(kāi)展了“黃河下游防洪工程水土保持措施關(guān)鍵技術(shù)研究”，此課題重點(diǎn)從水土保持角度出發(fā)，評(píng)估主體設(shè)計(jì)植物措施的水土保持效果，同時(shí)平行布設(shè)多種植物措施與之對(duì)比，通過(guò)水土流失定位監(jiān)測(cè)，模糊綜合評(píng)判法評(píng)判，評(píng)價(jià)水土保持效益，最終推薦適宜的植物措施配置形式。

此課題對(duì)水土保持設(shè)計(jì)成果進(jìn)行了后評(píng)估及研究，標(biāo)志著水土保持設(shè)計(jì)工作完成了從設(shè)計(jì)到后評(píng)估的全生命周期歷程，研究成果也為后續(xù)的黃河下游“十三五”防洪工程、黃河下游“十四五”防洪工程、黃河下游生態(tài)廊道工程等同類工程水土保持設(shè)計(jì)提供了參考和科學(xué)依據(jù)。

5 結(jié) 語(yǔ)

黃河下游近期防洪工程水土保持設(shè)計(jì)成果成功應(yīng)用于工程建設(shè)，取得了良好的生態(tài)效益及社會(huì)效益，黃河下游近期防洪工程榮獲2016年度國(guó)家水土保持生態(tài)文明工程稱號(hào)。黃河下游近期防洪工程水土保持設(shè)計(jì)開(kāi)拓了設(shè)計(jì)思路，也為同類工程相關(guān)設(shè)計(jì)提供了成功示范樣本。