小型水库工程水土保持措施探讨

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　　摘要：根据水土保持法的有关规定和西河二库水库工程的实际情况，通过现场实际勘察和调查了解，分析了开发建设项目水土流失的特点，并进行了预测，编制了西河二库水库工程水土保持方案。水土保持方案实施后，通过工程和植物措施的综合治理，可得到包括生态效益、社会效益和经济效益的综合效益。
　　关键词：小型水库工程；水土流失；防治措施
　　
　　1.工程概况
　　西河二库水库位于南盘江水系星云湖的主要入湖河流西河上游，控制径流面积27.9km2。水库大坝最大坝高33.3m，坝轴线长173m，总库容为176万m3（安鉴复核）,灌溉面积2000亩，最大实灌面积1500亩，年供水能力50万m3，年均养鱼0.3万kg。
　　西河二库水库下游为白家营、黄营两个村庄及下游原龙街镇，防护区有人口约6100人，农田约2300亩。水库大坝经两次灌浆后仍存在大面积渗漏、逸出点高，为安全起见，多年运行均为控制水位1834.9m蓄水（正常高水位1836.9m），每年均有上百万m3水浪费掉，如果发生水库溃坝的情况，将直接造成下游人民生命财产的损失。因此，西河二库水库除险加固是必要的。而除险加固中水土保护措施的实施是确保工程得以实施的前提条件。
　　2.水库病害
　　水库左右岸接合部存在较大的绕坝渗漏，坝体透水性大，下游大面积潮湿（面积1600m2）；坝体填筑质量差，压实度低、抗剪强度低，防渗性达不到现行规范要求；大坝坝体填料各层厚度不均、夯实不密，水力充填坝质量各物理力学性均较加高坝体差，总的来说坝体填筑质量差，坝体存在沉降变形不均匀、压缩变形不稳定的问题；坝体存在层间渗漏通道，下游坝坡常年浸湿，坝体、坝基渗漏存在严重的渗流异常现象；西河二库水库现状抗洪能力不能满足国家现行规范规定的300年一遇校核洪水标准及近期非常运用200年一遇洪水标准的要求；现状溢洪道控制段及边墙只能通过10年一遇洪水Q＝27m3/s，不能满足300年一遇及200年一遇防洪标准；输水涵管存在渗漏，在现状水位1832.00m，涵管通过坝体实测渗漏量为1.32L/s；输水涵管进口斜拉转盖闸已损坏，不能正常启闭，影响水库的正常使用。
　　3.水库除险加固措施
　　工程除险加固建设内容包括：增设混凝土防渗墙、坝脚排水棱体及改善必要的渗漏、位移监测设施和水情测报系统；对两坝肩进行帷幕灌浆处理措施；改建溢洪道、改造原输水涵洞等。
　　4.水土保持方案编制项目区概况
　　除险加固工程水土保持方案的编制，能够使工程建设对生态环境的影响降至最低限度，对实现经济、社会、生态三大效益的协调统一，保证该地区生态体系步入可持续发展的良性轨道都具有重大意义。
　　水库除险加固工程共占地1.495hm2，其中永久占地0.695hm2，临时占地0.80hm2。除险加固工程总开挖方量为15654m3，回填利用方量1791m3，产生弃渣13863m3（自然方），折合松方为18021m3。弃渣松方系数为1.3，松方容重约为1.75t/m3。
　　四系残坡积层，左岸岩性为紫红色泥岩，厚3.0～4.0m。右岸为灰白色粉砂岩、泥灰岩，灰白色粉砂土，厚0.5～1.0m。土壤类型以红壤为主，土体较厚，偏酸性，有机质、氮、磷、钾的含量中等，肥力中等。
　　工程区大坝顺流右岸大部份为荒坡地，局部地段为坡耕地和灌木林地，植被覆盖一般。顺流左岸植被覆盖好，植被类型主要为云南松针叶林、栎类灌木林，树种主要为云南松和灌木。植被覆盖度在约为30%。
　　根据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190-96)，顶目区属于以水力侵蚀为主的西南土石山区，水土流失允许值为500t/ km2•a。根据中华人民共和国水利部“关于划分国家级水土流失重点防治区的公告”（2006年第2号），项目所在区域属于国家级重点治理区，另根据《云南省人民政府关于划分水土流失重点防治区的公告》（云政发[1999]51号），西河二库水库除险加固工程所在的区域，属于重点治理区。工程区水土流失防治执行等级标准为Ⅰ级。工程项目区内土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主，土壤侵蚀强度为轻度侵蚀，平均土壤侵蚀模数为858t/ km2•a。
　　5.水土流失防治责任范围及损坏
　　西河二库除险加固工程建设中的水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区。项目建设区包括枢纽工程区、公路工程区、建筑材料开采区、施工生产生活区以及弃渣场。直接影响区为项目建设以外由于生产建设活动而造成水土流失直接危害的区域。
　　防治责任范围具体为枢纽工程区0.50hm2；公路工程区0.295hm2；建筑材料开采区0.3hm2；施工生产生活区0.10hm2；弃渣场0.3hm2；直接影响区0.25hm2，共计水土流失防治责任范围为1.745hm2, 其中:坡耕地0.945 hm2；水浇地0.1 hm2；梯地0.4 hm2；灌草地0.05 hm2。
　　除险加固工程建设中损坏水土保持设施面积共计为0.45hm2。包括建筑材料开采区0.3hm2（为梯地），施工生产生活区0.05 hm2（灌草地），弃渣场0.01 hm2 （（梯地）。
　　6.水土流失预测结果
　　西河二库水库除险加固工程施工期内产生水土流失的区域划分为枢纽工程区、公路工程区、料场区、弃渣场、施工生产生活区5个预测分区。整个施工期的水土流失预测划分为两个时段时行，即：强流失时段t1（a）和次强流失时段t2(a)。
　　本工程扰动原地貌面积1.745hm2，破坏水土保持设施面积0.45hm2。在预测时段内，工程区内原生水土流失量为28.4t，工程在预测时段内共产生水土流失总量为2992t，可能新增水土流失量为2963.6t。
　　7. 可能造成的水土流失危害预测
　　工程建设过程中，工程区征地范围的地表将遭受不同程度的破坏，局部地貌将发生较大的改变，建设期内将新增水土流失量2963.6t，如不采取水土保持措施，严重的水土流失很容易对区域土地生产力，区域生态环境、河道水质、工程本身等造成不同程度的危害。
　　对工程本身的影响：工程建设产生的弃渣堆放在渣场内，工程区降雨量大且集中，如果不采取水土保持措施，大量弃渣将被雨水冲入下游河道，将使流域内河流泥沙含量增大，导致本工程库区、隧洞、溢洪道进口泥沙淤积加快，缩短工程使用寿命。
　　对土地生产力的影响：工程建设将大量的表土层剥离，若不采取水土保持措施，表层土将随地表径流被冲走，土壤中的氮、磷、钾等有效养分及有机质也随之丧失，使施工区域土壤趋于贫瘠化，土地生产力降低，可利用土地减少。‘
　　对区域生态环境的影响：工程建设破坏地表植被，使土壤裸露，土壤抗蚀性、抗冲性降低，大大降低了蓄水保土能和，使水土流失严重，自然灾害频现，造成恶性循环。
　　8 .水土保持防护措施
　　8.1 水土保持防治目标
　　西河二库水库所在区属于国家级重点治理区，水土流失防治执行等级I级，根据《开发建设项目水土流失防治标准》有关规定要求，水土保持方案需达到以下具体目标。
　　扰动、破坏的土地治理率达到95%以上；拦渣率达到95%；项目区域内植被恢复系数在到98%以上，植被覆盖率达到25%以上；水土保持方案达到的土壤流失控制比为1.2；防治责任范围内的土壤侵蚀强度平均值控制在工程建设前背景值858t/km2•a以下。随着林草的生长、工程、物防治措施逐渐发挥其水土保持功能，防治责任范围内原有、新增水土流失得到全面治理，土壤侵蚀强度平均值控制在容许侵蚀标准（500t/km2•a）。

　　8.2 水土保持措施总体布局
　　西河二库水库除险加固工程建设中水土流失的防治分为5个区，枢纽工程区、公路工程区、料场区、施工生产生活区以及弃渣场。
　　以工程措施（拦渣工程和护坡工程）为先导，土地整治措施和植物措施相结合，通过建立综合的防治措施体系使弃渣场的水土流失得到有效控制；在施工公路等“线”状位置，就以工程措施（拦渣工程和护坡工程）为主，植物措施、临时措施为辅，使施工公路沿线的水土流失得到有效控制；在整个施工作业“面”上，应以土地整治工程、临时措施和植物措施相结合，合理利用土地资源，改善施工区生态环境 。
　　8.2.1枢纽区水保措施
　　（1）植物措施
　　枢纽区施工扰动破坏地表，施工结束后需要回复植被的地表为大坝两两坝肩、溢洪道两侧种植东瓜树水土保持林，保持水土，涵养水源。东瓜树株行距为2.0×2.0m，种植密度2500株/ hm2，1株/穴。
　　（2）临时防护措施
　　该区工程建设中需要临时拦挡的土石方量为0.13万m3，分别规整堆放于溢洪道两侧的施工区，施工结束后用于回填溢洪道两边墙回填区。
　　8.2.2公路工程区水土保持措施
　　该区域的水土流失防治将以植物措施为主。施工结束后，在永久公路两侧种植柏树，临时公路上种植东瓜树水土保持林，保持水土，涵养水源。种植株行距及密度与枢纽区一样。
　　8.2.3建筑材料区水土保持措施
　　建筑材料开采区主要为粘土料场，该区采取的防治措施有:在料场开挖前在拟定的料场开采边界处修排水工程,对料场剥离料进行规整堆放, 施工完后进行土地整治、复耕。
　　（1）工程措施
　　在料场拟开采边界以外，挖筑截水沟，与外界就的的沟渠或自然冲沟相连。根据水文计算资料，平均1h降雨强度30mm/h,工程区径流系数为0.68，料场上游集水面积经量图测算为0.045km2。经计算洪峰流量为0.255 m3/s，由此流量可计算出截水沟所需断面为50×50cm，所需截水沟长200m，为土沟，断面为矩形断面。
　　（2）植物措施设计
　　料场为临时征用，粘土料取用后平整地块，恢复耕种，不考虑植物措施。
　　8.2.4施工生产生活区
　　施工生产生活区主要包括临时生活区、施工生产区、仓库区，占地面积为0.10hm2。在工程施工结束后，进行土地整治，清理地面上的废石、废渣，恢复植被。
　　（1）临时防护措施
　　为了防止施工期间施工用水形成的表径流冲刷扰动面形成水土流失，在施工生产区低洼处布设矩形沉沙池，沉沙池长3.0m，宽1.5m，水流经沉沙池汇入对外排系统中，该区域共布设1个沉沙池，主要位于砼拌合系统和砂石料加工系统附近。
　　（2）植物措施设计
　　施工生产生活区工程区造林面积0.10hm2，土地整治0.10hm2，穴状整地250个，需要东瓜树250株。
　　8.2.5弃渣场水土保持措施
　　弃渣场位于大坝下游左岸田地中，占地面积0.30hm2，该渣场用于堆放枢纽工程区、公路工程以及渣场建设过程中产生的全部弃渣，共计1.65万m3。
　　（1）工程措施
　　在弃渣场周边和渣场坡面结合处设置截水沟，截水沟与就近的沟渠或自然冲沟相连。
　　①截水沟设计：截水沟水力计算方法于料场截水沟水力计算方法相同，根据水文计算资料，平均1h降雨强度30mm/h，工程区径流系数为0.68，渣场上游集水面积经量图测算为0.05km2。浆砌石沟渠n=0.0025，经计算最大洪峰流量为0.28 m3/s，由该流量根据水力计算，渣场截水沟采用50×50cm的过水断面即可满足要求，开截水沟180m为土渠。土方开120 m3。
　　②挡渣墙设计
　　弃料场挡渣墙长15m，高3m，顶宽为0.8m，底宽2.6m，经抗滑及抗倾覆稳定计算，抗滑安全系数、抗倾覆安全系数满足规范要求，挡墙稳定。土方开挖320 m3，M7.5浆砌石82.0 m3，
　　（2）植物措施
　　弃渣场旱东瓜、车桑子混栽，旱东瓜及车桑子种植株行距2.0×2.0m，造林密度为2500（株（穴）/hm2）；狗牙根为撒播，每hm2撒30kg；爬山虎每1m坡面长造林2株。
　　植物措施工程量：西河二库水库除险加固工程弃渣场占地面积0.30hm2，其中平台面积0.25km2，坡面面积0.05hm2，坡面长12m。平台植树种草，坡面采用藤木植物进行绿化。造林面积0.30hm2。
　　8.2.6直接影响区
　　主要对直接影响区域洒落的土石进行清理，对引起地表植被破坏的部分进行恢复。
　　结语: 本工程水土保持方案实施各项水土保持措施后，水土充失治理达到了水土流失防台所确定的“一级标准”的等级；工程区的水土流失将得到有效控制，生态环境将大大改善。
　　
　　参考文选：
　　[1] 孙富行. 资源水利与水资源可持续发展[J]. 水利水电工程设计，2000，19（4）：4~7.
　　[2] 李绅东. 西南山区水土流失对水环境的影响[J].水资源研究.2002年12月，23（4）：31~32.
　　[3]焦居仁. 开发建设项目水土保持[M]. 北京：中国法制出版社，1998
　　[4] 西河二库水库水土保持方案初步设计报告书

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