毛曉明
(內(nèi)蒙古赤峰市喀喇沁旗水利局,內(nèi)蒙古 赤峰 024400)
可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下,農(nóng)村農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展越來越重要。農(nóng)村水利工程作為重要的民生工程,與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān),提高工程施工質(zhì)量、加強(qiáng)施工管理不容懈怠。水土保持是農(nóng)村水利工程施工中的重要管理內(nèi)容,關(guān)系著水利工程的基礎(chǔ)穩(wěn)定性,分析水土流失原因,把握水土流失特點(diǎn),采取有效的治理措施,可以確保水土穩(wěn)固、水利工程建設(shè)順利展開。
喀喇沁旗國土總面積3050 km2,某工程項(xiàng)目區(qū)所在旗水土流失以輕度水蝕為主,屬北方土石山區(qū),結(jié)合資料可知該項(xiàng)目區(qū)原地貌水力侵蝕模數(shù)在1000 噸/km2?a,風(fēng)力侵蝕模數(shù)在200 噸/km2?a。項(xiàng)目區(qū)容許土壤流失量為500 噸/km2?a。造成水土流失的主要因素如表1 所示。
表1 工程施工中引起水土流失的因素
該項(xiàng)目工程施工中的水土流失原因主要以自然因素和人為因素為主,前者是潛在因素,后者是直接因素,也是水土流失出現(xiàn)的主導(dǎo)因素。
自然因素主要與項(xiàng)目區(qū)氣候條件、水文條件等有關(guān),具體包括風(fēng)力、水力等侵蝕外營力和地形地貌、土壤組成物質(zhì)與結(jié)構(gòu),以及地面覆蓋度等抗侵蝕力。
工程施工中,深基坑開挖和填土等施工活動(dòng)會(huì)對施工現(xiàn)場原有地貌、地表植物、土體結(jié)構(gòu)等造成不同程度的破壞,使土地原有的水土保持性能逐漸喪失。同時(shí),施工改變了外營力與土體抵抗力之間形成的相對平衡,導(dǎo)致項(xiàng)目區(qū)水土流失加劇[1]。
項(xiàng)目施工嚴(yán)重破壞地表植被,土層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降,水土保持能力喪失,新增水土流失加劇。
工程項(xiàng)目施工對地區(qū)土地占用量較大,對草地、林地整體種植結(jié)構(gòu)造成一定破壞,使土地退化,可利用土地資源減少,土地生產(chǎn)力下降,對項(xiàng)目區(qū)局部生態(tài)環(huán)境質(zhì)量帶來不利影響。
施工導(dǎo)致項(xiàng)目區(qū)地表植被嚴(yán)重破壞,土壤的結(jié)構(gòu)、組成等發(fā)生改變,加上施工產(chǎn)生大量疏松堆土,多雨天氣進(jìn)一步增加了水土流失量。此外,工程施工中的臨時(shí)占地也會(huì)對地表植被造成不同程度的破壞,土壤結(jié)構(gòu)固結(jié)性下降,土層疏松,水土流失量增加。
工程項(xiàng)目施工中,露天采場、廢石場、工業(yè)場地水土流失量較大,新增水土流失量483 噸,占新增水土流失總量的84.7%。廢石場上游沒有及時(shí)開挖截水溝,多雨天氣會(huì)形成徑流,沖刷廢石場平臺(tái)和邊坡,使堆土發(fā)生崩塌、泥石流、滑坡等災(zāi)害的可能性提高,對項(xiàng)目區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境帶來不利影響。
調(diào)查監(jiān)測法主要有實(shí)地調(diào)查法和樣本調(diào)查法。
(1)實(shí)地調(diào)查法
實(shí)地調(diào)查法調(diào)查水土保持工程設(shè)計(jì)情況、水土保持管理情況和項(xiàng)目區(qū)背景值有關(guān)的指標(biāo),通過查閱主體工程設(shè)計(jì)資料,收集氣象、水文、土壤、土地利用等資料,結(jié)合實(shí)地調(diào)查分析給各指標(biāo)賦值。水土流失危害監(jiān)測涉及指標(biāo)主要通過對項(xiàng)目區(qū)重點(diǎn)地段進(jìn)行典型調(diào)查和對周邊居民進(jìn)行訪談?wù){(diào)查,獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)。
(2)樣本調(diào)查法
樣本調(diào)查法是對植被狀況的監(jiān)測采用樣方法,樣方投影面積為:喬木林10 m×10 m 或標(biāo)準(zhǔn)行、灌木林5 m×5 m,人工種草1 m×1 m,每樣方重復(fù)3 次,記錄測定方法、林草生長情況、成活率、植被恢復(fù)情況及植被蓋度。
實(shí)地量測法以先進(jìn)的信息技術(shù)為核心,采用GPS 沿占地紅線和擾動(dòng)邊界跟蹤作業(yè),確定防治責(zé)任范圍、擾動(dòng)地表面積、損壞水土保持設(shè)施面積等。
無人機(jī)監(jiān)測法利用先進(jìn)的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS 差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、專用化快速獲取空間遙感信息。根據(jù)監(jiān)測區(qū)域地形、地貌設(shè)計(jì)航攝方案,利用無人機(jī)進(jìn)行野外航攝,整理航攝范圍內(nèi)航片,通過遙感影像處理軟件對影像進(jìn)行拼接、糾正等處理,得到水土保持監(jiān)測結(jié)果[2]。
水土保持遙感監(jiān)測工作應(yīng)按資料準(zhǔn)備、遙感影像選擇與預(yù)處理、解譯標(biāo)志建立、信息提取、野外驗(yàn)證、分析評價(jià)和成果資料管理等程序進(jìn)行,確定防治責(zé)任范圍、擾動(dòng)地表面積、損壞水土保持面積沿占地紅線和擾動(dòng)邊界跟蹤作業(yè),監(jiān)測棄土(石)渣量和土壤流失情況。
坡面治理技術(shù)是當(dāng)前農(nóng)村水利工程施工中常見的水土保持技術(shù),實(shí)際應(yīng)用中主要有梯田工程技術(shù)、坡面蓄水工程技術(shù)、山坡截流溝技術(shù)3 種。
(1)梯田工程技術(shù)
梯田工程技術(shù)主要適用于山地丘陵地區(qū),水利工程施工前要先對地區(qū)環(huán)境進(jìn)行勘察,在坡地上沿等高線修建波浪式斷面的農(nóng)田,通過坡度減緩形式降低雨水對土層的沖刷力,對植被起到保護(hù)作用[3]。
(2)坡面蓄水工程技術(shù)
坡面蓄水工程技術(shù)的核心是旱井,利用旱井的蓄水作用確保水土保持。西北地區(qū)很多農(nóng)村水利工程施工中采用這種技術(shù),在干旱少雨季節(jié)通過旱井獲取水源。旱井直接流進(jìn)河流,不會(huì)對地表土層造成較嚴(yán)重的侵蝕,為農(nóng)田水源灌溉提供便利。
(3)山坡截流溝技術(shù)
運(yùn)用山坡截流溝技術(shù)的主要目的是對坡面水流和排出坡面的水流進(jìn)行攔截,降低水流的沖擊力度。通過引流溝將雨水按照規(guī)定方向進(jìn)行引流,最大程度減少水土流失。修建截流溝時(shí)要和等高線走向保持一致,而且坡面位于2 個(gè)截流溝坡面之間,因此雨水徑流速度較緩慢,避免了暴雨季節(jié)雨水的大量沖刷,地表土壤不會(huì)被雨水帶走。
溝頂防護(hù)技術(shù)的主要作用是緩沖河流徑流的沖擊力,避免因沖積導(dǎo)致溝頂前進(jìn)或溝底下切等問題,可以對農(nóng)田起到保護(hù)作用,穩(wěn)定種植土壤結(jié)構(gòu)。應(yīng)用時(shí)要對地區(qū)土壤結(jié)構(gòu)有全面了解,在溝頂部修建相應(yīng)的攔水溝埂,高效利用從溝頂上部沖積下來的雨水,對農(nóng)田進(jìn)行水源灌溉。
排洪工程技術(shù)以荒溪沖積扇為基礎(chǔ),實(shí)際運(yùn)用中主要有中部排洪、下游排洪、上游排洪、橫向排洪4 種方法。中部排洪是將大量雨水直接排到下一級河道中;下游排洪是直接在河流沖積扇下游地區(qū)修建排導(dǎo)溝;上游排洪技術(shù)較為復(fù)雜,將排導(dǎo)溝修建在河流沖積扇靠下游河道的上游一側(cè),排導(dǎo)溝的水流流向和下級河道之間角度較大。不同的排洪技術(shù)形式各有應(yīng)用優(yōu)勢,在水利工程施工中應(yīng)用可以起到很好的水土保持作用。
引洪技術(shù)和排洪技術(shù)相互聯(lián)系,通過引洪可以將水土流失危害范圍降低到最低,減少泥石流和洪峰的不利影響。具體可以應(yīng)用渠首無壩進(jìn)行引水,將水流引流到溝道的凹岸處,避免水流大量沖積造成的水土流失。較為嚴(yán)重時(shí)需在灘地上修建圍堤,以確保引流的準(zhǔn)確性。
農(nóng)田水利工程是民生基礎(chǔ)工程之一,做好施工中的水土保持工作意義重大,有利于工程功能的有效發(fā)揮。要從各方面入手,綜合采取多樣化措施提高水土治理針對性和高效性,消除誘發(fā)因素,確保施工順利進(jìn)行,保護(hù)水土資源。