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        洞庭湖蓄滯洪區(qū)安全試點(diǎn)工程水保措施布設(shè)研究

        2021-11-24 00:32:50林榮新
        黑龍江水利科技 2021年11期
        關(guān)鍵詞:袋裝坡腳排水溝

        林榮新

        (湖南省水利水電勘測設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院有限公司深圳分院 廣東 深圳 518000)

        1 概 述

        長江中下游防洪體系的重要構(gòu)成之一是洞庭湖蓄滯洪區(qū),其對分流城陵磯區(qū)域超量洪峰,保障武漢市防洪安全和荊江大堤穩(wěn)定具有極其重要的意義。三峽工程建成后,城陵磯附近區(qū)域超額洪量有所減少,但分洪總量仍然很大,重要蓄滯洪區(qū)將長期存在并發(fā)揮防洪效益。為緩解湖南省四水尾閭和松澧地區(qū)的防洪壓力,確保四水尾閭重要城市和重點(diǎn)堤垸的防洪安全,選擇圍堤湖、澧南、西官垸及民主、城西垸進(jìn)行安全試點(diǎn)工程建設(shè),其中圍堤湖、澧南、西官垸以建設(shè)和完善垸內(nèi)生產(chǎn)轉(zhuǎn)移道路、橋梁等轉(zhuǎn)移設(shè)施為主,以確保分蓄洪命令下達(dá)前,垸內(nèi)的生產(chǎn)人員能及時(shí)安全轉(zhuǎn)移;民主、城西垸則以安全區(qū)和安全臺(tái)建設(shè)為重點(diǎn),以滿足分蓄洪時(shí)沙頭安全區(qū)內(nèi)居民的基本生活物資和防汛搶險(xiǎn)物資運(yùn)輸需要[1]。

        工程主要建設(shè)內(nèi)容包括安全區(qū)、安全臺(tái)、生產(chǎn)轉(zhuǎn)移道路、橋梁、機(jī)電設(shè)施防護(hù)等,其中安全區(qū)新建堤防和護(hù)坡各9.27km,填塘固基24處、共17598m2,新建穿堤涵閘6座,修建堤頂混凝土道路11.29km;新建安全臺(tái)4處、面積61.1萬m2;修建生產(chǎn)轉(zhuǎn)移道路20條、總長63.54km;重建配套橋梁23座;建設(shè)沙頭資江大橋安全區(qū)內(nèi)的引橋、接線、匝道及懸梯;3處泵站設(shè)施防護(hù)等。項(xiàng)目建設(shè)將不可避免地?cái)_動(dòng)地表,并占用耕地、破壞植被。為有效防治施工中的水土流失,亟需開展針對性的水土保持措施布設(shè)研究。

        2 水土流失防治目標(biāo)

        該項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50434-2018),對應(yīng)的防治目標(biāo)為:水土流失總治理度95%;土壤流失控制比0.8;擾動(dòng)土地整治率95%;林草覆蓋率25%;林草植被恢復(fù)率97%;攔渣率95%??紤]到項(xiàng)目區(qū)多年平均降雨量多高于800mm,將水土流失總治理度、林草覆蓋率以及林草植被恢復(fù)率三項(xiàng)目標(biāo)值的絕對值均提高2%;考慮到工程區(qū)水土保持受到輕度侵蝕,將土壤流失控制比目標(biāo)值由0.8提高至1.0(各項(xiàng)防治目標(biāo)值具體見表1)。

        表1 項(xiàng)目水土流失防治目標(biāo)值統(tǒng)計(jì)表

        3 防治責(zé)任范圍及防治分區(qū)

        3.1 防治責(zé)任范圍

        根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求,以施工組織設(shè)計(jì)、工程布置、場地區(qū)的自然地形條件為基礎(chǔ),結(jié)合工程建設(shè)和運(yùn)行過程中可能造成水土流失的影響區(qū)域,以項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)的各自面積作為該工程的水土保持防治責(zé)任范圍。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和科學(xué)界定、核實(shí),該工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)總面積為658.46hm2,直接影響區(qū)總面積為59.95hm2,水土保持防治責(zé)任范圍總計(jì)718.41hm2。

        3.2 防治分區(qū)

        工程水土流失防治分區(qū)以場地區(qū)主體工程布局、地貌地形條件和水土流失特征為基礎(chǔ),并結(jié)合資料收集與數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)場實(shí)地走訪調(diào)查等方法來進(jìn)行劃分。項(xiàng)目水土流失防治分區(qū)分為主體工程區(qū)、取土場、棄渣場區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路區(qū)、臨時(shí)堆土區(qū)和道路改建區(qū)共7個(gè)分區(qū),主體工程區(qū)按建設(shè)內(nèi)容又劃分為安全區(qū)、安全臺(tái)、轉(zhuǎn)移道路和月圍等4個(gè)防治亞區(qū)。

        4 水保措施布設(shè)

        4.1 措施總體布局

        水土流失防治應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目區(qū)地形、地質(zhì)、土壤條件及水土流失狀況,結(jié)合工程施工特點(diǎn)、施工布置、項(xiàng)目區(qū)近遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃以及防治目標(biāo)和所產(chǎn)生的水土流失影響,科學(xué)確定水土保持方案及措施[2]??傮w而言,應(yīng)遵循工程措施為主,植物措施為輔;永臨結(jié)合、防治并舉;全面防治、重點(diǎn)突出;資源保護(hù),恢復(fù)為主的治理原則,通過系統(tǒng)、全面設(shè)計(jì),以期形成完善和富有成效的水土保持防治體系[3]。在防治過程中,優(yōu)先實(shí)施工程措施,以其時(shí)效性和控制性來削弱水土流失;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開展植物措施來涵水保土,并結(jié)合土地整治來充分遏止工程區(qū)域流失水土,從而全面防治水土流失[4]。根據(jù)該工程防治分區(qū)情況,將主體工程區(qū)和取土場確定為該項(xiàng)目的水土流失重點(diǎn)防治區(qū),并采取綜合措施來實(shí)現(xiàn)水土流失由被動(dòng)控制到綜合開發(fā)治理的轉(zhuǎn)變。

        4.2 分區(qū)防治措施布設(shè)

        4.2.1 主體工程區(qū)

        主體工程區(qū)按建設(shè)內(nèi)容劃分為安全區(qū)、安全臺(tái)、轉(zhuǎn)移道路和月圍等4個(gè)防治亞區(qū),是該項(xiàng)目水土流失重點(diǎn)防治區(qū)之一。

        1)安全區(qū):施工過程中擬在堤防填筑前,沿新建堤防坡腳外側(cè)設(shè)置袋裝土進(jìn)行攔擋,防止松散土方進(jìn)入河道,并沿袋裝土外側(cè)設(shè)土質(zhì)排水溝。及時(shí)對堤段坡面采取工程護(hù)坡或植物護(hù)坡措施,并對堤頂?shù)缆穬蓚?cè)范圍鋪設(shè)草皮。穿堤建筑物回填土臨時(shí)堆放在堤防坡腳護(hù)堤地,并采取攔擋、覆蓋措施;施工完成后為了防止堤防坡面降雨沖刷坡腳,在大堤內(nèi)側(cè)坡腳栽植2m寬的灌木帶。為了排除上堤坡道工程區(qū)的徑流、洪水,在上堤坡道內(nèi)側(cè)布設(shè)排水溝。上堤坡道外側(cè)布設(shè)1排灌木帶。填塘固基施工區(qū)已建成塘埂,可以用作攔擋措施,填塘固基完畢后,對堤內(nèi)填筑面采取復(fù)耕措施。對穿堤建筑物周邊空隙地種植水保草地,進(jìn)行美化綠化。安全區(qū)護(hù)堤地范圍內(nèi)栽植水杉,株距為2m。

        2)安全臺(tái):施工過程中民主垸安全臺(tái)采取土方直接填筑,在填筑土方施工活動(dòng)前,沿安全臺(tái)坡腳外側(cè)設(shè)置袋裝土進(jìn)行攔擋,防止松散土方進(jìn)入河道,并沿袋裝土外側(cè)設(shè)土質(zhì)排水溝。城西垸相鄰安全平臺(tái)的土方填筑采用挖泥船吹填,臺(tái)周邊進(jìn)行圍堰吹填,并布設(shè)多處退水口于圍堰填筑區(qū)內(nèi),退水口與排水溝渠連接,同時(shí)采用黏土麻袋和彩條布進(jìn)行保護(hù);施工完成后在安全臺(tái)坡腳和臺(tái)面縱橫布設(shè)永久排水溝。為有效防止安全臺(tái)面土壤侵蝕,對吹填的安全臺(tái)表層覆土,再撒草籽固土,增加植被覆蓋,安全臺(tái)面草種可選擇經(jīng)濟(jì)、耐壓、耐旱的狗牙根草種。在安全臺(tái)規(guī)劃道路兩旁各種植一行行道樹,樹種為水杉,株距3m。及時(shí)對安全臺(tái)坡面采取工程護(hù)坡或植物護(hù)坡措施。為了防止安全臺(tái)坡面降雨徑流沖刷坡腳,在安全臺(tái)坡腳栽植2m寬的灌木帶。

        3)轉(zhuǎn)移道路:在轉(zhuǎn)移道路兩邊布設(shè)臨時(shí)排水土溝,采用梯形斷面,其底寬30cm,深40cm,邊坡 1:1。工程完工后,對路基形成的邊坡和路肩空閑地植草皮防護(hù),道路兩旁各種植一行水杉。民主垸新建1座防汛轉(zhuǎn)移對外交通配套橋梁(益陽市資陽區(qū)沙頭大橋)。該大橋跨越資江,總長度為2591.08m,其中橋長1617.6m(主橋710m、引橋長907.6m),接線長760.18m,資陽岸匝道長213.3m。為防治橋梁建設(shè)中的水土流失,在引橋路基兩邊進(jìn)行綠化,種植喬木120株、灌木760株,并對橋梁工程的取土場和棄土場進(jìn)行防護(hù)。

        4)月圍:在月圍堤防填筑施工活動(dòng)前,沿堤防回填坡腳外側(cè)設(shè)置袋裝土進(jìn)行攔擋,防止松散土方進(jìn)入附近渠道,并沿袋裝土外側(cè)設(shè)土質(zhì)排水溝。工程完工后,及時(shí)對堤段坡面采取草皮護(hù)坡。

        4.2.2 取土場

        取土場是該工程水土流失重點(diǎn)防治區(qū)之一。取土場位于垸外洲灘以及垸內(nèi)崗地,共18處,占地總面積444.06hm2,取土總量1046.36萬m3。其中洲灘取土場15處,占地總面積417.42hm2,取土總量882.06萬m3;垸內(nèi)崗地取土場3處,占地總面積26.64hm2, 取土總量164.3萬m3。對不同類型取土場,采取不同的水土保持措施:①洲灘取土場(I類):開采前分區(qū)剝離表土,將表土臨時(shí)堆放在取土場一角。對表土采取袋裝土臨時(shí)擋渣坎攔擋,擋渣坎頂寬0.75m,高0.75m,邊坡1∶0.5,底寬1.5m;開采過程中分區(qū)開挖,分區(qū)進(jìn)行土地平整、覆土以及植被恢復(fù)。表土回填完工后,拆除袋裝土臨時(shí)擋渣坎,拆除料用作取土場種植土;開采完工后在開采表面回填表土,營造水保林草地,樹種選擇意楊,株行距均為2m。草種選用狗牙根草,采用人工撒播方式,播種量為80kg/hm2。②崗地取土場(II類):開采前在開采面上側(cè)修建截水溝(如圖1),出口設(shè)沉沙池,攔截坡面徑流,防止降雨徑流沖刷開采面。分區(qū)剝離表土,并對表土采取臨時(shí)攔擋;開采過程中由于崗地取土場原占地類型主要為疏林地,開采表面規(guī)劃種植水保林;開采完工后在開采坡面平臺(tái)和坡腳設(shè)置排水溝,水流匯入崗地坡腳原排水溝,并在開采面回填表土,對原占用耕地的取土場采取復(fù)耕措施,對占用非耕地的種植水保林草地。

        圖1 截水溝典型設(shè)計(jì)斷面

        4.2.3 棄渣場

        棄渣場位于堤防內(nèi)側(cè)10m范圍內(nèi)的護(hù)堤地,共9處,占地總面積10.43hm2,堆土總量約30萬m3。棄渣前,完善棄渣場周圍排水和沉沙系統(tǒng),并在棄渣場周邊新建袋裝土擋渣坎,防止降雨徑流攜帶泥沙進(jìn)入附近農(nóng)田,同時(shí)在袋裝土外側(cè)和渣面布設(shè)臨時(shí)排水溝,在排水溝出口處布設(shè)沉沙池,經(jīng)沉沙后再排入堤防附近原有排水溝渠。堆渣過程中按“先攔后棄”原則嚴(yán)格控制堆渣程序,堆渣的設(shè)計(jì)坡比參照同類工程棄渣場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)采用1:2.5。棄渣完成后,對棄渣場外坡面采用撒播種草和植灌木帶防護(hù),棄渣面種植護(hù)堤林,林間撒播種草。

        4.2.4 施工生產(chǎn)生活區(qū)

        工程施工生產(chǎn)生活區(qū)布設(shè)的施工臨建設(shè)施主要為瀝青混凝土拌和場、橋梁上部結(jié)構(gòu)的預(yù)制場以及倉庫等,占地總面積2.07hm2。水土保持措施分施工前和工程完工后共2個(gè)時(shí)段進(jìn)行防護(hù):(1)施工前,在開挖場區(qū)內(nèi)修建臨時(shí)排水土溝,排水溝總長度1780m;(2)工程完工后,臨建設(shè)施全部拆除,對施工跡地進(jìn)行清理、平整土地,并對原占用耕地的施工生產(chǎn)生活區(qū)采取復(fù)耕措施。

        4.2.5 施工道路區(qū)

        工程施工道路總長23.2km,其中新修施工道路長10.7km,整修、改建道路12.5km,占地總面積9.04hm2,均為泥結(jié)石路面。施工前,在路基兩側(cè)布置臨時(shí)排水溝。工程完工后,對新修施工道路,拆除泥結(jié)石路面,平整土地,恢復(fù)水保林草地。對永臨結(jié)合的整修改建施工道路,保留路基,并對路基兩邊進(jìn)行綠化。

        4.2.6 臨時(shí)堆土區(qū)和道路改建區(qū)

        城西垸蔡家崗安全區(qū)(位于白馬鎮(zhèn)部分)新建堤防缺乏土料,需要設(shè)置臨時(shí)堆土區(qū)用于吹填土料臨時(shí)存放,土料臨時(shí)堆放2年經(jīng)排水固結(jié)后再用作堤防填筑,臨時(shí)堆土區(qū)占地面積16.58hm2。堆放過程中,在堆土區(qū)平臺(tái)布設(shè)臨時(shí)排水溝2930m,因堆放長達(dá)2年,臺(tái)面還需播撒草籽防護(hù)。

        該工程改建簡易公路1.01km、機(jī)耕道2.89km。為防治道路改建施工過程中可能造成的水土流失,水土保持應(yīng)遵循以下要求:①避開不良地質(zhì)段施工;②避免在雨季施工,選擇在每年的秋末、早春和冬季進(jìn)行;③合理調(diào)配土石方,做到挖填平衡,不隨意棄渣;④道路整平后應(yīng)盡早對裸露地表實(shí)施林草植被恢復(fù)措施,縮短地表的裸露時(shí)間。具體水土保持措施為:道路路基形成后,在路基兩側(cè)新建排水設(shè)施,并在坡面撒播種草,路肩種植一排灌木,路基兩旁植行道樹。

        4.3 水保措施效益分析

        該工程水土保持工程總投資2801.65 萬元,水土保持方案實(shí)施后,項(xiàng)目各項(xiàng)防治指標(biāo)均達(dá)到了方案提出的目標(biāo)值(詳見表2)。該項(xiàng)目水保方案的實(shí)施可減輕水土流失破壞土地,削弱泥沙對河流、溝渠的淤積和對相關(guān)工程設(shè)施的損壞,保證土地資源的流轉(zhuǎn)利用和可持續(xù)發(fā)展,改善周邊群眾生產(chǎn)、生活條件,從而使人與自然的發(fā)展步入良性循環(huán)??傮w而言,該項(xiàng)目水保措施的實(shí)施具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

        表2 防治目標(biāo)達(dá)標(biāo)情況表

        5 結(jié) 論

        洞庭湖圍堤湖等五垸蓄滯洪區(qū)安全試點(diǎn)工程是流域防洪體系的重要組成部分,符合上位規(guī)劃要求。工程的建設(shè)會(huì)對項(xiàng)目周邊區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生一定的不利影響,從而引起水土流失新增,但其影響可通過科學(xué)合理的水保措施予以緩解和逐步消除。通過加強(qiáng)重點(diǎn)分區(qū)的預(yù)防和實(shí)施治理措施,可將水土流失控制與合理利用水土資源、保護(hù)和恢復(fù)土地生產(chǎn)力有機(jī)結(jié)合起來,從而避免“邊施工邊破壞”的現(xiàn)象發(fā)生。因此,從水土保持角度分析,該工程建設(shè)中不存在水土保持的制約性因素,項(xiàng)目建設(shè)整體是可行的。

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