水庫工程水土保持治理措施研究——以西烏蓋溝供水灌溉綜合利用水庫工程設計方案為例

馮朝紅，張鵬文

(內蒙古水利規劃設計研究院，內蒙古呼和浩特 010020)

1 工程概況

西烏蓋溝水庫工程位于內蒙古自治區巴彥淖爾市烏拉特后旗境內。烏拉特后旗位于內蒙古自治區西北部，巴彥淖爾市西北部，屬高原大陸性氣候。氣候寒冷干燥，降水少，雨量集中，蒸發量大，常年多風，晝夜溫差較大。項目區處于溫帶干旱半干旱區，土壤類型為風沙土，植被類型為荒漠草原植被，生態環境非常脆弱。

該工程屬于新建工程。西烏蓋溝水庫工程興建目的是作為巴音寶力格鎮城鎮供水、農業灌溉的抗旱應急備用水源，工程任務是供水、灌溉等綜合利用的水利工程。綜合利用水資源是該項目的基本方針，即在干旱月份，一是滿足巴音寶力格鎮的城鎮居民抗旱生活用水要求，二是滿足西烏蓋溝下游村鎮的農業抗旱灌溉要求。

該工程為點型工程，水庫總庫容482.9×104m3，年城鎮抗旱供水量92.04 ×104m3，抗旱灌溉供水量11.73 ×104m3，總供水量103.77×104m3，灌溉面積240 hm2(0.36萬畝)。工程等別為Ⅳ等，規模為小(1)型，水庫主要建筑物包括大壩、泄洪沖砂洞、引水洞(為4級建筑物)和次要建筑物(為5級建筑物)。

水庫工程及管理區等永久占地及施工生產生活區、臨時道路、檢修道路、料場、棄渣場和供電工程，總占地面積79.15 hm2。

項目區主要土壤類型為風沙土，植被類型為荒漠草原植被。項目所在旗縣－烏拉特后旗的土壤侵蝕類型以輕度水力侵蝕為主。根據內蒙古土壤侵蝕遙感調查成果，項目區水蝕模數為500 t/(km2·a)，風蝕模數為300 t/(km2·a)。該區域土壤容許流失量為1 000 t/(km2·a)。

2 水土保持現狀

2.1 重點預防區和重點治理區劃分情況、防治標準 根據《全國水土保持規劃國家級水土流失重點預防區和重點治理區復核劃分結果的通知》(辦水保［2013］188號)，烏拉特后旗屬于陰山北麓國家級水土流失重點預防區［1］。

依據《開發建設項目水土流失防治標準》(GB 50434－2008)規定，工程水土流失防治應執行建設類項目一級防治標準［2］。

2.2 區域水土保持現狀 當地政府十分重視水土保持工作，水土流失治理逐步實現由單一示范點治理向以小流域為單元的水土流失綜合治理的重要轉變，采取了一系列切實可行的水土流失治理措施，初步改善了生態環境。

2.3 項目區水土保持現狀 項目區范圍內沒有進行專門的水土保持建設工作。

3 防治總體布局

3.1 水庫工程區 水庫工程區包括重力壩等建筑物、水庫管理范圍、淹沒區和影響區4部分。該區重力壩壩基、泄洪沖沙洞及導流圍堰的開挖、回填等活動頻繁，造成人工堆墊地貌，擾動面積大，且呈點狀分布，新增水土流失類型包括水蝕和風蝕，工程建設活動造成的水土流失危害較大。該區施工時應控制施工區域，盡量減少擾動面積，施工結束后壩肩擾動區域及時進行整治和營造壩肩防護林。

3.2 工程管理區 工程管理區包括建筑物基礎的開挖和回填等。該區擾動面積較小，且呈點狀分布，造成的水土流失危害較小。施工結束后及時對建筑物周邊擾動區域進行整治和植被建設，且應提高綠化標準。

3.3 施工生產生活區 該區包括倉庫、輔助企業和生活區等占地較為集中。在施工準備期開始進行場地平整等工作，施工期主要是施工機械和施工人員的活動，對地表擾動程度較小，占地面積較小，水土流失危害程度也較小。在施工期間，該區域應嚴格控制場地的范圍，為防止施工場地被降雨徑流沖刷和排出施工人員生活用水，需做好場地周邊的截排水措施，施工結束后及時進行土地整治和恢復植被。

3.4 道路區 道路區包括2.8 km永久上壩道路和4 km施工臨時道路。占地面積較大，且為線型分布，水土流失危害的程度相對較大。施工結束時，永久道路兩側應及時營造防護林，臨時道路占地區域及時進行整治和植被恢復。

3.5 料場區 該工程料場包括塊石料場和土料場。料場開采過程中，形成陡坡和堆墊等人工地貌，邊坡穩定性降低，土體結構松散，易發生水土流失，且擾動面積較大，造成的水土流失危害也較大。新增水土流失以風蝕為主，兼有水蝕。取料前，需剝離表層無用層;施工過程中，需做好臨時擋護和截排水措施，取料結束后及時整治并回覆表土，恢復植被。塊石料場應采取邊坡防護措施。

3.6 棄渣場 為了避免降雨形成坡面徑流，沖刷棄渣場并對周邊造成危害，棄渣場需采取截排水措施，還需做好剝離表土的臨時擋護措施。棄渣時應遵循“先擋后棄”的原則，棄渣結束后及時進行整治和植被建設。

3.7 供電工程區 供電工程區包括埋設電桿和鋪設電線時對周邊區域的臨時擾動，應嚴格控制擾動范圍。該區占地面積較小，水土流失危害的程度也較小。施工完成后及時進行整治和恢復植被。

4 水土保持工程設計標準

該工程水土保持措施主要是土地整治、植被恢復、臨時擋護和截排水。

(1)棄渣場及截排水溝。依據規范，該工程棄渣量小于50萬m3，且堆高小于20 m，確定棄渣場級別為5級，且截排水溝級別相應為5級。

(2)植被恢復工程。該工程涉及的植被恢復與建設工程主要在水庫工程施工臨時占地區域內，級別為3級。

5 防治措施典型設計

5.1 水庫工程區防護設計

(1)工程措施。主體工程已考慮施工結束后的圍堰拆除。施工結束后，對壩肩擾動區域進行土地整治，為植被建設作準備。

(2)植物措施。在壩肩擾動區域營造防護林，林下種草。樹種選擇小葉楊，草種選擇沙蒿。

(3)臨時措施。在工程開挖產生的棄渣臨時堆放處采取編制土袋擋護的措施，渣體表面用密目網苫蓋。編織土袋高1 m，寬0.5 m。

5.2 工程管理區防護設計

(1)工程措施。施工結束后，對管理區的空地進行土地整治，為綠化種植植被，并配備灌溉工程進行灌溉。

(2)植物措施。工程管理區是水庫工程的管理所，應提高綠化標準，增加庫區景觀的美觀度。對圍墻內、建筑物周邊和大門兩側分別進行綠化設計。圍墻內栽植樟子松，大門兩側栽植云杉，道路兩側栽植榆樹綠籬并在空地種草，草種選擇沙蒿。

5.3 施工生產生活區防護設計

(1)工程措施。施工結束后，對擾動區域清除建筑垃圾后進行土地整治，以恢復植被。

(2)植物措施。在土地整治后的施工生產生活區域，采取灌草種植的植被恢復措施，樹種選擇花棒，草種選用沙蒿。

5.4 道路區防護設計

(1)永久道路防護。施工結束后，永久上壩道路路面已硬化，對道路兩側各1.5 m寬范圍進行整治，營造護路林帶，林下種草。樹種選擇花棒，草種選用沙蒿。同時配備灌溉工程。

(2)施工臨時道路防護。施工前，將臨時道路表土剝離，施工結束后全面平整回覆表土，覆土厚度為30 cm。擾動區域全面整治后進行植被建設，營造灌木林，林下種草，樹種選擇花棒，草種選用沙蒿。

另外，剝離的表土呈帶狀堆放，四周用編織土袋進行擋護，土袋高1 m，寬0.5 m。土體表面定期灑水，以防止產生水土流失。

5.5 料場區防護設計

(1)工程措施。取土結束后，砂礫石料場邊坡整治后，全部回覆表土以進行植被恢復;對塊石料場邊坡采取掛鋼絲網的防護措施，采坑整治后覆土恢復植被。

(2)植物措施。對覆土后的料場區進行植被恢復。采用灌草結合的方式，草種選用沙蒿，樹種選擇花棒，同時配備灌溉工程。

(3)臨時措施。料場開采前，需先剝離腐殖層及風化層，集中堆放，用于后期恢復植被，料場開采時根據主體工程施工進度采取分區開采。取料時將先期開采區的腐殖層及風化層剝離，臨時堆放在后期開采的料場區域內，待先期區域開采完畢后，將清表土推入前期采坑內并整平。

①表土臨時擋護。料場剝離的腐殖層及風化層需要較長時間集中堆置，為防止堆置期間產生水土流失，在堆置區采用編織土袋擋護和密目網苫蓋的防護措施。編織土袋斷面為高1 m，寬0.5 m。表土呈帶狀堆放，邊坡比1∶2。

②臨時截排水。為防止降雨時坡面來水沖刷料場，在料場上部設置臨時截水溝，根據同類施工經驗確定，截水溝采取梯形斷面，采取半挖半填的方式，在截水溝的下側，利用截水溝開挖的土方填筑截水溝埂。

5.6 棄渣場區防護設計

(1)工程措施。

①排水溝。為了避免降雨形成坡面徑流，沖刷棄渣場并對周邊造成危害，需在棄渣場上部坡面布設排水溝，出口設消力池，截流天然降水，匯入自然溝道中。

排水溝設計洪水標準為10年一遇24 h暴雨。設計該排水溝為梯形斷面，用漿砌片石砌筑，底部為砂礫墊層。

為了使水流平順流入下游溝道，在流入下游前設消力池消能。設計消力池采用漿砌石砌筑，底板與側墻同厚度，下鋪砂礫墊層。

②剝離表土、渣面平整及覆土措施。棄渣前，將表土層剝離，臨時堆置于渣場未堆渣區域，后期用來恢復植被。棄渣過程中，直接一次性形成1∶2的邊坡，棄渣結束后，需要平整渣面，并將剝離的表土回覆在棄渣邊坡及平臺上，用于恢復植被。

③棄渣場擋渣墻。位于大壩下游溝口的棄渣場，由于棄土棄渣結構松散，在水力、風力和重力作用下易發生滑坡或坍塌，對附近公路及周邊將造成危害，需修筑擋渣墻進行擋護。

設計擋渣墻設置在坡面下側，采用重力式，設計根據《開發建設項目水土保持方案技術規范》，設計標準為5年一遇，斷面尺寸要素參考擋渣墻的設計指標。墻背采用垂直面，墻面坡比采用1∶0.25，根據棄土棄渣高度，墻高采用2.5 m，該區域地質狀況屬軟質巖層，故深埋0.5 m。墻背鋪設砂礫墊層，擋渣墻采用漿砌片石砌筑。為了防止擋渣墻產生不均勻沉陷，擋渣墻沿長度方向每隔一定間距設一道伸縮縫，縫內填塞瀝青麻絮。為防止渣體滲水破壞墻體穩定，墻體設排水孔，設置兩排，品字型排列。排水孔采用預埋塑料管。

(2)植物措施。施工結束后，需對渣體表面采取植被恢復措施，設計采取造林種草的方法。草種選用沙蒿，樹種選擇花棒，并配備灌溉工程。

(3)臨時措施。臨時堆土為棱臺狀。為防止土堆遭受水流沖刷造成水土流失，設計土堆的四周用編制土袋擋護，表面用密目網苫蓋。

5.7 供電工程區防護設計

(1)工程措施。施工結束后，對供電工程施工臨到擾動區域進行土地整治，以恢復植被。

(2)植物措施。在整治后的供電工程擾動區域，采取種草的植被恢復措施。草種選用沙蒿。

6 結語

通過對該工程方案的探討，總結出如下建議，供同類工程設計參考。

(1)水庫建設涉及內容多，表土被擾動的面積大，易造成嚴重的水土流失問題。因此在設計時料場應盡量選擇鄰近施工工地的地方，既減少運輸費用，減少運輸過程中的沿途灑落，又便于及時回填，減少施工中遇雨天形成地面徑流造成次生危害，還需做好表土剝離以保持土壤肥力，便于后期地表整潔和植被建設。

(2)工程管理區對地表擾動相對較小，造成水土流失危害也較小;應提高綠化標準，率先進行地面整治和植被建設。

(3)道路區設計時應充分考慮永久道路與臨時施工道路的綜合利用，盡量減少對表面的擾動，減少水庫棄渣量。永久道路應盡量減少使用硬質地面的面積，保護水庫周邊的環境生態。

［1］水利部辦公廳文件.水利部辦公廳關于印發《全國水土保持規劃國家級水土流失重點預防區和重點治理區復核劃分成果》的通知［E］.辦水保［2013］188號文.

［2］中華人民共和國水利部主編.開發建設項目水土流失防治標準［M］.北京，中國計劃出版社，2008