□郭偉紅 □潘文玲(河南省水土保持監督監測總站)
南水北調中線工程丹江口庫區(淅川縣)移土培肥工程,主要是在丹江口庫區淅川庫周將被淹沒耕地的優質耕作層土壤剝離轉移到交通便利、海拔在172m以上,且距庫岸較近的瘠薄土地上,同時配套進行土地平整和農田水利建設。根據工程規劃布局,該工程建設內容共包括移土培肥和土地整治兩大部分。整個項目由取土工程區(耕作層剝離)、土地整治工程區(坡改梯工程)、道路工程區(運土道路、田間道路、橋涵等)、輸電線路區(10 kV高壓線、低壓電纜、變壓器房)、臨時堆土區、施工營地區、小型水利工程區(坑塘、堰壩、機井、排水溝、水窖)組成。
依照“誰開發誰保護、誰造成水土流失誰負責治理”的原則與《開發建設項目水土保持方案技術規范》(GB50433-2008)的規定,該項目水土流失防治范圍應包括項目建設區和直接影響區。查閱資料并經現場確定,本項目水土流失防治責任范圍總面積2.89萬hm2,其中項目建設區2.65萬hm2,直接影響區2434.87hm2。
根據本項目工程總體布局、施工布置、建設時序,結合地貌特征、水土流失類型、強度、危害程度、治理難度、防治責任、土地利用的方向等,劃分為7個防治分區,即:取土區防治區、土地整治區防治區、堆土區防治區、道路區防治區、施工營地區防治區、輸電線路區防治區和小型水利工程區防治區。
本著“預防為主、保護優先、防治結合”的原則,針對工程建設引發水土流失及其危害程度,結合同類項目的水土保持經驗,各防治分區水土保持措施布設如下:
根據取土區耕地坡度分級,本次取土多集中在6°以下區域,該區域坡度較緩,對水土流失和庫岸穩定影響不大,對于6°以上取土區域,采用履帶拖拉機壓實進行跡地恢復。
新增消落水位帶進行植被恢復,種植柳樹與蘆葦。為防止外部雨水泥沙流入取土區,在每一塊取土區周邊新增擋水土埂防護,土埂頂寬0.50m,高0.50m,邊坡1∶0.50,底寬1m。在擋水土埂內側新增排水土溝,用于及時排導取土區內降雨徑流。排水溝按10年一遇洪水標準設計,斷面尺寸為底寬0.50m,深0.60m,土質排水溝,溝道比降≥2%。取土區共504個取土田塊,設計每個取土田塊排水溝出口處布設一座沉沙池,沉沙池為磚砌,水泥砂漿抹面,尺寸為長2.50m,寬1.50m,深1.20m。
土地整治區主要為坡改梯工程,包含水平梯田和坡式梯田,15°以下坡耕地通過坡改梯工程整理為水平梯田,種植糧食作物,均為土坎梯田。15~20°坡耕地通過坡改梯工程整理為坡式梯田,為土坎或石坎梯田,坡式梯田工程內容包括梯田化改造與抽槽整地。
修筑梯田時,剝離的表層土集中堆放在相應田塊一角,作為后期覆土。在水平梯田土坎外側坡腳設30cm深,底寬30cm的毛溝。坡式梯田土坎梯田采用在緩坡地開挖蓄水溝,利用排水溝開挖的土石方填筑蓄水溝上方的土坎,土坎臨蓄水溝一側采用土工布進行防護。石坎梯田地埂用石料砌成,在緩坡地開挖蓄水溝,蓄水溝開挖的土石方填至溝頂,蓄水溝內側設干砌石坎防護。蓄水溝收集雨水排至排水溝,排水溝為漿砌石排水溝,順坡向布置,斷面尺寸為梯形,底寬0.50m,深0.50m,外邊坡1∶0.30,漿砌石護砌厚0.30m。在梯田田坎坡面上種植金銀花,對坡面進行防護。
水平梯田橫向整平后,在梯田田埂頂部種植一行金銀花,對田埂進行防護。金銀花穴距30cm,每穴種植3株,挖穴尺寸≥25cm×25cm×20cm。
坡改梯動工初期,在坡面每隔50m沿等高線方向新增一道裝土編織袋擋墻。擋墻為等腰梯形斷面,高0.40 m,上底寬0.20m,下底寬0.40m,單位長度編織袋裝土0.12m3/m。
取土區域部分交通不便,需要修建運土道路。運土道路兩側設排水土溝,排水溝為土質梯形斷面,斷面尺寸為底寬0.30 m,深0.30m,邊坡1∶1。運土道路排水溝出口處設沉沙池,沉沙池為磚砌,水泥砂漿抹面,尺寸為長2.50m×寬1.50m×深1.20m。
項目區田間道路建設分為兩個等級,即田間道和生產路。田間道路一側修建漿砌石排水溝,梯形斷面,底寬0.50 m,深0.50 m,外邊坡1∶0.30,漿砌石護砌厚0.30 m。田間道路每隔500 m設一座沉沙池,沉沙池為磚砌,水泥砂漿抹面,尺寸為長2.50m,寬1.50m,深1.20m。梯田田面排水溝與田間路排水溝連通后下排,經沉沙池沉淀,與自然溝道相連。
本工程設計在田間道兩側種植防護林,防護林樹種選擇楊樹和大葉女貞,株距2m,樹苗要求2年生,地徑3cm以上。
本項目需架設10kV高壓線路,埋設低壓電纜。對于高壓線路,其電線桿基礎完成后,對其進行土地整治,恢復其原利用功能。對于低壓線路,其埋設溝道在開挖前應進行表土剝離,剝離的表土臨時集中堆放于線路一側,采用裝土編織袋攔擋。電纜埋設完成后,對擾動的地表進行表土回覆和土地整治,恢復其原利用功能。
對低壓線路開挖的土方,沿其線路堆放在溝道一側。設計在堆放區域四周用裝土編織袋堆砌一道擋墻,擋墻完成后才能進行土方的堆放。做到先攔后棄。擋墻采用等腰梯形斷面,高0.40m,上底寬0.20m,下底寬0.40m,單位長度編織袋裝土0.12m3/m。
為了趕在丹江口水庫蓄水前完成170 m線下全部取土工程,需要布設臨時堆土點,本工程共布設堆土點303個。依據堆土區原狀地貌,將其分為兩個類型:溝道堆土區和坡面堆土區。本次溝道堆土區以2號堆土點為典型做設計,坡面堆土區以10號堆土點為典型做設計,以此來推算整個堆土區的水土保持措施工程量。
為確保堆土的穩定安全,堆土高度控制在3.50~5.00m之間,邊坡1.00∶1.50。對2號堆土區,設計先用裝土編織袋在溝道下方(預留出口)堆一道擋墻,對10號堆土區在其下方三面合圍(預留出口)堆一道擋墻,做到先攔后棄,擋墻完成后再進行表土的堆放。擋墻采用等腰梯形斷面,高1.20m,上底寬1.00m,下底寬1.50m,單位長度所需土方1.50m3/m。
對2號和10號堆土區,首先要在距堆土坡面的上邊線5 m處,修一條截水溝,以攔截排導坡面來水,確保堆土穩定安全。截水溝向下與裝土編織袋擋墻外的土質排水溝相連。考慮施工方便,截水溝與排水溝斷面一致。等腰梯形斷面,底寬0.40 m,深0.50m,邊坡比1∶0.50,單位長度開挖土方0.33 m3/m。排水溝末端與自然溝道連接,在距連接處上游3~5m設置沉沙池,內控尺寸長2.50m×寬1.50m×深1.20m。對裸露的臨時堆土,采用草苫苫蓋加以防護,以減少水土流失,堆土區利用后,對其進行土地整治,恢復原貌。
本工程施工營地共有299處,為保護表土,施工營地修建前對其占地范圍內的表土進行剝離,并集中堆放于營地一角,堆高≤3.50m。對剝離的表土,前期先用裝土編織袋在堆放區四周(預留出口)堆一道擋墻,做到先攔后棄,擋墻完成后再進行表土的堆放。擋墻采用等腰梯形斷面,高0.60m,上底寬0.60m,下底寬0.80m。單位長度編織袋裝土0.42m3/m。在裝土編織袋擋墻墻腳四周1m外和在施工營地四周,開挖臨時土質排水溝,夯實不襯砌,等腰梯形斷面底寬0.30 m,深0.30 m,邊坡比1∶1,單位長度開挖土方0.18m3/m。排水溝末端與自然溝道或附近排水溝連接,在距連接處上游3~5m設置沉沙池,內控尺寸長2.50m×寬1.50m×深1.20m。對裸露的臨時堆土,采用草苫苫蓋加以防護。工程結束后,對施工營地區進行土地整治并回覆表土,恢復原貌。
小型水利工程區防治措施主要是針對坑塘清淤產生的淤泥,設計將其填至相應坑塘的壩后,在坡腳修筑漿砌石擋土墻攔擋。應先修擋墻而后堆放淤泥,做到先攔后棄。擋墻采用重力式,頂寬0.50m,墻面垂直,墻背1∶0.50,地面以上高1.00 m,基礎埋深0.50m,基礎寬1.00m。墻身做泄水孔,孔徑10cm,間距5m,呈上下兩排“品”字型布置,傾斜坡度3%,防止倒灌。對堆放淤泥產生的坡面和坑塘背水坡撒播龍須草草籽,綠化防護。在每個新建機井旁邊開挖一座沉沙池,內控尺寸長2.50 m×寬1.50m×深1.20m,鉆渣泥漿水通過排水溝進入沉沙池,經沉淀,水回用,鉆渣及時挖出運至附近生產路,均勻平鋪于土路之上,養護路面。
從水土保持角度分析,盡管本工程建設存在著損壞原地貌等可能造成水土流失的不利因素,但按照設計的目標和要求,對產生水土流失的區域采取了工程、植物、臨時等防護措施。各項措施實施后,因工程建設帶來的水土流失將得到有效控制,同時工程完工后,開挖面、裸露面得到有效的防護,施工破壞的植被將逐步恢復,植物種類得以改善,整個生態系統將更趨穩定,保水保土能力將有所提高,治理效果是顯著的。