摘要:根據(jù)水土保持法的有關(guān)規(guī)定和西河二庫水庫工程的實(shí)際情況,通過現(xiàn)場實(shí)際勘察和調(diào)查了解,分析了開發(fā)建設(shè)項目水土流失的特點(diǎn),并進(jìn)行了預(yù)測,編制了西河二庫水庫工程水土保持方案。水土保持方案實(shí)施后,通過工程和植物措施的綜合治理,可得到包括生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的綜合效益。 

關(guān)鍵詞:小型水庫工程;水土流失;防治措施   

  1.工程概況 

  西河二庫水庫位于南盤江水系星云湖的主要入湖河流西河上游,控制徑流面積27.9km2。水庫大壩最大壩高33.3m,壩軸線長173m,總庫容為176萬m3(安鑒復(fù)核),灌溉面積2000畝,最大實(shí)灌面積1500畝,年供水能力50萬m3,年均養(yǎng)魚0.3萬kg。 

  西河二庫水庫下游為白家營、黃營兩個村莊及下游原龍街鎮(zhèn),防護(hù)區(qū)有人口約6100人,農(nóng)田約2300畝。水庫大壩經(jīng)兩次灌漿后仍存在大面積滲漏、逸出點(diǎn)高,為安全起見,多年運(yùn)行均為控制水位1834.9m蓄水(正常高水位1836.9m),每年均有上百萬m3水浪費(fèi)掉,如果發(fā)生水庫潰壩的情況,將直接造成下游人民生命財產(chǎn)的損失。因此,西河二庫水庫除險加固是必要的。而除險加固中水土保護(hù)措施的實(shí)施是確保工程得以實(shí)施的前提條件。 

  2.水庫病害 

  水庫左右岸接合部存在較大的繞壩滲漏,壩體透水性大,下游大面積潮濕(面積1600m2);壩體填筑質(zhì)量差,壓實(shí)度低、抗剪強(qiáng)度低,防滲性達(dá)不到現(xiàn)行規(guī)范要求;大壩壩體填料各層厚度不均、夯實(shí)不密,水力充填壩質(zhì)量各物理力學(xué)性均較加高壩體差,總的來說壩體填筑質(zhì)量差,壩體存在沉降變形不均勻、壓縮變形不穩(wěn)定的問題;壩體存在層間滲漏通道,下游壩坡常年浸濕,壩體、壩基滲漏存在嚴(yán)重的滲流異,F(xiàn)象;西河二庫水庫現(xiàn)狀抗洪能力不能滿足國家現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的300年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)及近期非常運(yùn)用200年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)的要求;現(xiàn)狀溢洪道控制段及邊墻只能通過10年一遇洪水Q=27m3/s,不能滿足300年一遇及200年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn);輸水涵管存在滲漏,在現(xiàn)狀水位1832.00m,涵管通過壩體實(shí)測滲漏量為1.32L/s;輸水涵管進(jìn)口斜拉轉(zhuǎn)蓋閘已損壞,不能正常啟閉,影響水庫的正常使用。 

  3.水庫除險加固措施 

  工程除險加固建設(shè)內(nèi)容包括:增設(shè)混凝土防滲墻、壩腳排水棱體及改善必要的滲漏、位移監(jiān)測設(shè)施和水情測報系統(tǒng);對兩壩肩進(jìn)行帷幕灌漿處理措施;改建溢洪道、改造原輸水涵洞等。 

  4.水土保持方案編制項目區(qū)概況 

  除險加固工程水土保持方案的編制,能夠使工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響降至最低限度,對實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)三大效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,保證該地區(qū)生態(tài)體系步入可持續(xù)發(fā)展的良性軌道都具有重大意義。 

  水庫除險加固工程共占地1.495hm2,其中永久占地0.695hm2,臨時占地0.80hm2。除險加固工程總開挖方量為15654m3,回填利用方量1791m3,產(chǎn)生棄渣13863m3(自然方),折合松方為18021m3。棄渣松方系數(shù)為1.3,松方容重約為1.75t/m3。 

  四系殘坡積層,左岸巖性為紫紅色泥巖,厚3.0~4.0m。右岸為灰白色粉砂巖、泥灰?guī)r,灰白色粉砂土,厚0.5~1.0m。土壤類型以紅壤為主,土體較厚,偏酸性,有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀的含量中等,肥力中等。 

  工程區(qū)大壩順流右岸大部份為荒坡地,局部地段為坡耕地和灌木林地,植被覆蓋一般。順流左岸植被覆蓋好,植被類型主要為云南松針葉林、櫟類灌木林,樹種主要為云南松和灌木。植被覆蓋度在約為30%。 

  根據(jù)《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》(SL190-96),頂目區(qū)屬于以水力侵蝕為主的西南土石山區(qū),水土流失允許值為500t/ km2•a。根據(jù)中華人民共和國水利部“關(guān)于劃分國家級水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的公告”(2006年第2號),項目所在區(qū)域?qū)儆趪壹壷攸c(diǎn)治理區(qū),另根據(jù)《云南省人民政府關(guān)于劃分水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的公告》(云政發(fā)[1999]51號),西河二庫水庫除險加固工程所在的區(qū)域,屬于重點(diǎn)治理區(qū)。工程區(qū)水土流失防治執(zhí)行等級標(biāo)準(zhǔn)為Ⅰ級。工程項目區(qū)內(nèi)土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主,土壤侵蝕強(qiáng)度為輕度侵蝕,平均土壤侵蝕模數(shù)為858t/ km2•a。 

  5.水土流失防治責(zé)任范圍及損壞 

  西河二庫除險加固工程建設(shè)中的水土流失防治責(zé)任范圍包括項目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)。項目建設(shè)區(qū)包括樞紐工程區(qū)、公路工程區(qū)、建筑材料開采區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)以及棄渣場。直接影響區(qū)為項目建設(shè)以外由于生產(chǎn)建設(shè)活動而造成水土流失直接危害的區(qū)域。 

  防治責(zé)任范圍具體為樞紐工程區(qū)0.50hm2;公路工程區(qū)0.295hm2;建筑材料開采區(qū)0.3hm2;施工生產(chǎn)生活區(qū)0.10hm2;棄渣場0.3hm2;直接影響區(qū)0.25hm2,共計水土流失防治責(zé)任范圍為1.745hm2, 其中:坡耕地0.945 hm2;水澆地0.1 hm2;梯地0.4 hm2;灌草地0.05 hm2。 

  除險加固工程建設(shè)中損壞水土保持設(shè)施面積共計為0.45hm2。包括建筑材料開采區(qū)0.3hm2(為梯地),施工生產(chǎn)生活區(qū)0.05 hm2(灌草地),棄渣場0.01 hm2 ((梯地)。 

  6.水土流失預(yù)測結(jié)果 

  西河二庫水庫除險加固工程施工期內(nèi)產(chǎn)生水土流失的區(qū)域劃分為樞紐工程區(qū)、公路工程區(qū)、料場區(qū)、棄渣場、施工生產(chǎn)生活區(qū)5個預(yù)測分區(qū)。整個施工期的水土流失預(yù)測劃分為兩個時段時行,即:強(qiáng)流失時段t1(a)和次強(qiáng)流失時段t2(a)。 

  本工程擾動原地貌面積1.745hm2,破壞水土保持設(shè)施面積0.45hm2。在預(yù)測時段內(nèi),工程區(qū)內(nèi)原生水土流失量為28.4t,工程在預(yù)測時段內(nèi)共產(chǎn)生水土流失總量為2992t,可能新增水土流失量為2963.6t。 

  7. 可能造成的水土流失危害預(yù)測 

  工程建設(shè)過程中,工程區(qū)征地范圍的地表將遭受不同程度的破壞,局部地貌將發(fā)生較大的改變,建設(shè)期內(nèi)將新增水土流失量2963.6t,如不采取水土保持措施,嚴(yán)重的水土流失很容易對區(qū)域土地生產(chǎn)力,區(qū)域生態(tài)環(huán)境、河道水質(zhì)、工程本身等造成不同程度的危害。 

  對工程本身的影響:工程建設(shè)產(chǎn)生的棄渣堆放在渣場內(nèi),工程區(qū)降雨量大且集中,如果不采取水土保持措施,大量棄渣將被雨水沖入下游河道,將使流域內(nèi)河流泥沙含量增大,導(dǎo)致本工程庫區(qū)、隧洞、溢洪道進(jìn)口泥沙淤積加快,縮短工程使用壽命。 

  對土地生產(chǎn)力的影響:工程建設(shè)將大量的表土層剝離,若不采取水土保持措施,表層土將隨地表徑流被沖走,土壤中的氮、磷、鉀等有效養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)也隨之喪失,使施工區(qū)域土壤趨于貧瘠化,土地生產(chǎn)力降低,可利用土地減少。‘ 

  對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響:工程建設(shè)破壞地表植被,使土壤裸露,土壤抗蝕性、抗沖性降低,大大降低了蓄水保土能和,使水土流失嚴(yán)重,自然災(zāi)害頻現(xiàn),造成惡性循環(huán)。 

  8 .水土保持防護(hù)措施 

  8.1 水土保持防治目標(biāo) 

  西河二庫水庫所在區(qū)屬于國家級重點(diǎn)治理區(qū),水土流失防治執(zhí)行等級I級,根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)規(guī)定要求,水土保持方案需達(dá)到以下具體目標(biāo)。 

  擾動、破壞的土地治理率達(dá)到95%以上;攔渣率達(dá)到95%;項目區(qū)域內(nèi)植被恢復(fù)系數(shù)在到98%以上,植被覆蓋率達(dá)到25%以上;水土保持方案達(dá)到的土壤流失控制比為1.2;防治責(zé)任范圍內(nèi)的土壤侵蝕強(qiáng)度平均值控制在工程建設(shè)前背景值858t/km2•a以下。隨著林草的生長、工程、物防治措施逐漸發(fā)揮其水土保持功能,防治責(zé)任范圍內(nèi)原有、新增水土流失得到全面治理,土壤侵蝕強(qiáng)度平均值控制在容許侵蝕標(biāo)準(zhǔn)(500t/km2•a)。 

  8.2 水土保持措施總體布局 

  西河二庫水庫除險加固工程建設(shè)中水土流失的防治分為5個區(qū),樞紐工程區(qū)、公路工程區(qū)、料場區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)以及棄渣場。 

  以工程措施(攔渣工程和護(hù)坡工程)為先導(dǎo),土地整治措施和植物措施相結(jié)合,通過建立綜合的防治措施體系使棄渣場的水土流失得到有效控制;在施工公路等“線”狀位置,就以工程措施(攔渣工程和護(hù)坡工程)為主,植物措施、臨時措施為輔,使施工公路沿線的水土流失得到有效控制;在整個施工作業(yè)“面”上,應(yīng)以土地整治工程、臨時措施和植物措施相結(jié)合,合理利用土地資源,改善施工區(qū)生態(tài)環(huán)境 。 

  8.2.1樞紐區(qū)水保措施 

 。1)植物措施 

  樞紐區(qū)施工擾動破壞地表,施工結(jié)束后需要回復(fù)植被的地表為大壩兩兩壩肩、溢洪道兩側(cè)種植東瓜樹水土保持林,保持水土,涵養(yǎng)水源。東瓜樹株行距為2.0×2.0m,種植密度2500株/ hm2,1株/穴。 

 。2)臨時防護(hù)措施 

  該區(qū)工程建設(shè)中需要臨時攔擋的土石方量為0.13萬m3,分別規(guī)整堆放于溢洪道兩側(cè)的施工區(qū),施工結(jié)束后用于回填溢洪道兩邊墻回填區(qū)。 

  8.2.2公路工程區(qū)水土保持措施 

  該區(qū)域的水土流失防治將以植物措施為主。施工結(jié)束后,在永久公路兩側(cè)種植柏樹,臨時公路上種植東瓜樹水土保持林,保持水土,涵養(yǎng)水源。種植株行距及密度與樞紐區(qū)一樣。 

  8.2.3建筑材料區(qū)水土保持措施 

  建筑材料開采區(qū)主要為粘土料場,該區(qū)采取的防治措施有:在料場開挖前在擬定的料場開采邊界處修排水工程,對料場剝離料進(jìn)行規(guī)整堆放, 施工完后進(jìn)行土地整治、復(fù)耕。 

  (1)工程措施 

  在料場擬開采邊界以外,挖筑截水溝,與外界就的的溝渠或自然沖溝相連。根據(jù)水文計算資料,平均1h降雨強(qiáng)度30mm/h,工程區(qū)徑流系數(shù)為0.68,料場上游集水面積經(jīng)量圖測算為0.045km2。經(jīng)計算洪峰流量為0.255 m3/s,由此流量可計算出截水溝所需斷面為50×50cm,所需截水溝長200m,為土溝,斷面為矩形斷面。 

  (2)植物措施設(shè)計 

  料場為臨時征用,粘土料取用后平整地塊,恢復(fù)耕種,不考慮植物措施。 

  8.2.4施工生產(chǎn)生活區(qū) 

  施工生產(chǎn)生活區(qū)主要包括臨時生活區(qū)、施工生產(chǎn)區(qū)、倉庫區(qū),占地面積為0.10hm2。在工程施工結(jié)束后,進(jìn)行土地整治,清理地面上的廢石、廢渣,恢復(fù)植被。 

 。1)臨時防護(hù)措施 

  為了防止施工期間施工用水形成的表徑流沖刷擾動面形成水土流失,在施工生產(chǎn)區(qū)低洼處布設(shè)矩形沉沙池,沉沙池長3.0m,寬1.5m,水流經(jīng)沉沙池匯入對外排系統(tǒng)中,該區(qū)域共布設(shè)1個沉沙池,主要位于砼拌合系統(tǒng)和砂石料加工系統(tǒng)附近。 

 。2)植物措施設(shè)計 

  施工生產(chǎn)生活區(qū)工程區(qū)造林面積0.10hm2,土地整治0.10hm2,穴狀整地250個,需要東瓜樹250株。 

  8.2.5棄渣場水土保持措施 

  棄渣場位于大壩下游左岸田地中,占地面積0.30hm2,該渣場用于堆放樞紐工程區(qū)、公路工程以及渣場建設(shè)過程中產(chǎn)生的全部棄渣,共計1.65萬m3。 

 。1)工程措施 

  在棄渣場周邊和渣場坡面結(jié)合處設(shè)置截水溝,截水溝與就近的溝渠或自然沖溝相連。 

 、俳厮疁显O(shè)計:截水溝水力計算方法于料場截水溝水力計算方法相同,根據(jù)水文計算資料,平均1h降雨強(qiáng)度30mm/h,工程區(qū)徑流系數(shù)為0.68,渣場上游集水面積經(jīng)量圖測算為0.05km2。漿砌石溝渠n=0.0025,經(jīng)計算最大洪峰流量為0.28 m3/s,由該流量根據(jù)水力計算,渣場截水溝采用50×50cm的過水?dāng)嗝婕纯蓾M足要求,開截水溝180m為土渠。土方開120 m3。 

 、趽踉鼔υO(shè)計 

  棄料場擋渣墻長15m,高3m,頂寬為0.8m,底寬2.6m,經(jīng)抗滑及抗傾覆穩(wěn)定計算,抗滑安全系數(shù)、抗傾覆安全系數(shù)滿足規(guī)范要求,擋墻穩(wěn)定。土方開挖320 m3,M7.5漿砌石82.0 m3, 

 。2)植物措施 

  棄渣場旱東瓜、車桑子混栽,旱東瓜及車桑子種植株行距2.0×2.0m,造林密度為2500(株(穴)/hm2);狗牙根為撒播,每hm2撒30kg;爬山虎每1m坡面長造林2株。 

  植物措施工程量:西河二庫水庫除險加固工程棄渣場占地面積0.30hm2,其中平臺面積0.25km2,坡面面積0.05hm2,坡面長12m。平臺植樹種草,坡面采用藤木植物進(jìn)行綠化。造林面積0.30hm2。 

  8.2.6直接影響區(qū) 

  主要對直接影響區(qū)域?yàn)⒙涞耐潦M(jìn)行清理,對引起地表植被破壞的部分進(jìn)行恢復(fù)。 

  結(jié)語: 本工程水土保持方案實(shí)施各項水土保持措施后,水土充失治理達(dá)到了水土流失防臺所確定的“一級標(biāo)準(zhǔn)”的等級;工程區(qū)的水土流失將得到有效控制,生態(tài)環(huán)境將大大改善! 

  參考文選: 

  [1] 孫富行. 資源水利與水資源可持續(xù)發(fā)展[J]. 水利水電工程設(shè)計,2000,19(4):4~7. 

  [2] 李紳東. 西南山區(qū)水土流失對水環(huán)境的影響[J].水資源研究.2002年12月,23(4):31~32. 

  [3]焦居仁. 開發(fā)建設(shè)項目水土保持[M]. 北京:中國法制出版社,1998 

  [4] 西河二庫水庫水土保持方案初步設(shè)計報告書