衛星水庫除險加固工程水土保持設計

秦 璐 楊宗杰 陳 珊

（新疆生產建設兵團勘測規劃設計研究院，新疆烏魯木齊 830000）

衛星水庫是新疆巴楚縣境內的一座中型水庫，位于巴楚縣城西北紅海鄉地界，平均海拔高度1121～1127m。水庫于1970年破土動工，1972年建成投入運行，1994年水庫工程進行了首次除險加固，對水庫7.0km長壩段上游壩坡鋪設塑膜防滲，1996年對7.75km長壩段上游修建了干砌塊石護坡，后經多次對壩體進行加寬、加高，達到現狀水平。水庫設計庫容2500萬m3，相應水面面積16.76km2。

水庫永久性水工建筑物由均質土壩、進水閘、放水涵洞、引水渠及放水渠五部分組成，平交閘、庫外渠為其配套設施。

根據大壩安全鑒定檢查的結論及在鑒定中發現的問題，對水庫進行除險加固，以減少水庫滲漏損失，提高水利用率，保證水庫在達到設計庫容2500萬m3、相應設計水位為1124.90m時，大壩能夠正常運行，并改善灌區條件，發展農業生產，促進當地經濟較快增長。

1 工程區水土流失類型及分析預測

1.1 工程區水土流失類型及危害

工程區地處西南天山南麓、塔里木盆地和塔克拉瑪干沙漠西北緣，屬典型的大陸性干旱氣候，降雨稀少，蒸發強烈，多年平均降水量 45.11mm，年平均水面蒸發量為 2108.8mm，多年平均風速為1.7m/s，多年平均最大風速為13.66m/s，風向多為東北，次風向為西南，風沙頻繁為本區氣候的又一特點。工程區是經多年建設而成的主要綠洲農業區，當地農民有在上游壩坡植樹的習慣，因此在大壩上游坡現狀水土流失發生較少。下游壩坡為土坡，會發生輕度風蝕。遇大風天氣，將加速風蝕。當遭遇季節性陣發型降雨或暴雨條件下，易發生水蝕。由于項目區年降水量僅為 45.11mm，暴雨發生頻率較小，也很少出現連續性降水，因此發生水蝕的強度較小，為微度水蝕。綜合起來，上述地帶水土流失為輕度風蝕微度水蝕類型，侵蝕模數約為450t/km2.a。

由于水土流失，使工程區生態環境惡化，相應也阻礙了這一地區經濟潛力的挖掘，水土流失危害主要表現在頻發的伴有浮塵和風沙的天氣，大風會造成沙丘侵蝕綠洲。由于風害的影響，毀壞作物，風蝕水庫壩坡，成為本區的自然災害。危害涉及到人們生存生活的每一層面：一是造成土地質量下降，可利用的土地資源減少；二是破壞自然環境，破壞人們現有的生存條件，影響了灌區經濟和社會的可持續發展；三是導致土壤水份蒸發加快，農田失墑、旱情加重；四是造成空氣質量下降，殃及附近城鎮和農村；五是延緩當地人民脫貧致富的步伐。

1.2 工程區水土保持現狀

多年來人們在開發建設過程中逐漸意識到水土流失的危害性，廣大農民群眾在政府的組織下，都自覺的投入到了水土保持工作中去。目前在大壩上游坡植有樹木，這對抑制當地的水土流失起到了很大的作用。

1.3 工程區新增水土流失預測

工程建設新增水土流失經分析主要產生于以下方面：一方面，由于大壩壩體及渠道施工，在壩體兩側將產生一定規模的堆土、棄土、棄渣等，若堆放不合理或無防護措施，就為該區域的風蝕形成提供了新的物質來源;另一方面，沿線施工期間，由于機械、車輛、人員的進駐、施工及料場地開采等將破壞部分地表植被，尤其是渠道施工作業面上的植被將被大面積破壞。

2 水土保持措施及總體布局

2.1 水土流失防治責任范圍

水土流失防治責任范圍包括兩部分，即項目建設區和直接影響區。項目建設區指因為建設項目的征地、占地、租用地面積;直接影響區一般不是建設的征地范圍，但由于開發建設活動又產生了水土流失，包括建設項目的臨時占地區、基礎設施建設區土、石、渣輸運和存放地的周邊地區等。

（1）項目建設區。項目建設區包括水庫大壩，引水渠、放水渠及庫外渠占地范圍。其中施工容易引起水土流失的是壩體加固占地和渠道占地等，壩體占地35.37hm2，渠道占地14.69hm2。

（2）直接影響區。直接影響區指臨時工程所占的用地面積，臨時工程占地包括臨時房屋、輔助生產系統、料場、臨時設備房屋占地等，共占地面積 6hm2。

2.2 水土流失防治分區

根據所建工程的用途及其引起水土流失的治理方向不同，將其分為三大治理區，一是治理水庫大壩水土流失即壩體防治區，一是治理渠道水土流失的渠道防治區，一是料場防護區。

2.3 水土保持措施

壩體防治區，自左5+283～右5+817沿壩軸線分別采取工程措施和生物措施。工程措施為對上游壩坡采用現澆混凝土板和干砌塊石護坡，下游采用草皮網格護坡，壩頂鋪碎石路面。生物措施指在庫岸以外種植林帶和草皮，組成防風固沙屏障，防止水土流失。

渠道防治區，主要針對0.2km引水渠、0.17km放水渠和5.5km庫外渠，分別采取生物措施與工程措施，生物措施指沿渠線布設的渠道防護林林帶，工程措施指部分填方渠道外坡因受風、降雨、灌溉等影響，容易發生水土流失，都要進行不同型式的護坡保護。

料場防護區主要是土地平整，恢復原地貌。本次所選壩體填筑土料場位于庫區西南側，料場開采完畢后，先用棄料回填，后用推土機進行場地平整，然后將先期剝離的 0.3m厚表土層回填覆蓋料場，以期利用天然降水恢復植被;土緩坡料場位于相應壩段庫盤內靠近壩坡一側，料場使用完畢后，利用水庫蓄水恢復料場。

3 水土保持效益分析

(1)生態效益。通過上述水土保持措施的實施，工程區擾動地表可基本得到治理，治理度達到 80%以上。工程區內被擾動地表、破壞的植被，在采取相應的水土保持措施后，大部分可以恢復，景觀和生態環境較以往有較大的改觀。

通過水土保持措施，可有效減輕風蝕的強度和危害，發揮固土保土的作用，水土保持措施的實施并全部發揮效益后，工程區水土流失強度將降低到300t/km2·a以下。

(2)經濟效益。本次水土保持措施的實施，共造林23.6hm2，經濟效益可達236萬元。

(3)社會效益。水土保持措施的實施，對于水庫工程安全運行將起到重要保障作用，社會效益巨大，同時，綠化措施的實施，可為生產、管理人員提供一個較為舒適的工作環境，并為開發旅游資源創造良好的環境基礎。

4 保證措施

4.1 組織領導和管理措施

由水庫管理部門一名領導分管，下設專職、兼職管理人員若干名，具體負責：(1)認真執行水土保持法規和標準；(2)制定并組織實施水土保持方案計劃；(3)領導和組織本工程的水土保持監測；(4)負責本方案水土保持工程的招投標工作；(5)檢查本工程水土保持措施落實情況；(6)負責推廣應用水土保持先進技術和經驗；(7)組織開展本工程的水土保持專業培訓、提高人員素質水平；(8)負責建立健全方案實施、檢查、驗收的具體辦法和制度，切實保證年度的水土保持工作按本方案的要求落到實處；(9)進行水土保持法的宣傳和組織開展水土流失監測、效益觀測，并行使其它監督管理職能；(10)負責合理安排使用水土保持資金。

4.2 技術保證措施

成立由水土保持、水利、林業等專業技術人員參加的施工隊伍，保證方案高質量、按進度實施。在工程各個階段，應開展相應深度的水土保持設計工作。在工程建設中，建立、實施水土保持工程招投標和監理工作。具體措施如下。

(1)工程水土保持方案經批準后，水土保持初步設計和技施設計應由具有相應資質和能力的設計單位承擔。

(2)為保證工程質量，應實施招標制，并在招標合同中明確承包商防治水土流失的責任，應盡量采用先進的施工手段和合理的施工工序。

(3)為確保方案的實施和實施質量，應成立設計代表辦公室和施工監理組，在實施過程中要嚴格按照技施報告中的水土保持設計方案進行，業主單位要聘請有經驗的水土保持專業監理機構對工程水土保持方案的實施進行監理。

(4)建立健全技術檔案。所有的數據資料必須準確可靠。

4.3 監督保證措施

水土保持方案的實施應接受當地水行政主管部門的監督檢查，落實“三同時”制度，監督措施內容如下。

(1)對本工程水土保持工作實施登記制度。

(2)對項目建設區進行現場檢查。

(3)進行水土保持年檢，確認本工程全年的水土保持工作情況，促使建設單位作好水土保持工作。

(4)水土保持方案經批準后，應實行監理制，并接受地方水行政主管部門的監督和檢查，監理單位定期向業主提交水土保持工程質量報告。

(5)落實水土保持驗收制度，水土保持方案必須做到與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用。

4.4 資金保證措施

依照“誰開發，誰保護，誰造成水土流失，誰負責治理”的原則，施工區的水土流失防治費，由建設單位負責。

衛星水庫除險加固工程水土保持資金來源于工程建設總投資中，由建設單位承擔。建設單位應列專項資金，組織實施水土保持方案，落實各項實施保證措施。實施中做到專款專用，嚴禁擠占、挪用，做到項目資金及時到位，保證投入，確保方案順利實施。

5 結論和建議

（1）工程區水土流失類型為輕度風蝕微度水蝕，侵蝕模數約為450t/km2·a。

（2）衛星水庫除險加固工程建設不可避免的產生大量的棄渣；壩體清廢、排水渠開挖等都將擾動原有地表，造成水土流失面積加大和水土流失量的增加。

（3）防治方案中，本著全面規劃、綜合治理、注重效益的方針，結合工程建設和造成的水土流失情況，將水土流失防治責任范圍劃分為五個防治分區，分區防治方案主要針對各區內的水土流失問題分別采取相應的措施進行治理，建立了較為完善的水土保持防治體系。

（4）該工程水土保持方案實施后，將有效的控制防治責任范圍內的水土流失，從而使工程建設區生態環境得到改善。

（5）工程建設中應充分重視工程實施中的水保方案工作，應將水土保持要求納入主體工程的招投標中，并將水土保持方案作為招標附件，在招標文件中明確承包商防治水土流失的責任，并按中標地段分別落實。

（6）建設單位應配合水土保持監測單位做好水土流失及防治效益監測，重點監測項目的監測時段可適當延長，為今后的水土流失預測提供類比數據。