灌區工程水土保持方案編制技術要點分析

于　泳，喻惠花，郭文慧，馬麗梅，徐文玉，楊　偉

(1.湖北省水利水電科學研究院，湖北 武漢 430070； 2.中工武大設計研究有限公司，湖北 武漢 430072)

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灌區工程水土保持方案編制技術要點分析

于泳1，喻惠花2，郭文慧1，馬麗梅1，徐文玉1，楊偉1

(1.湖北省水利水電科學研究院，湖北 武漢 430070； 2.中工武大設計研究有限公司，湖北 武漢 430072)

[摘要]灌區工程建設日益增多，在建設過程中也帶來了嚴重的水土流失，必須編制水土保持方案，從項目前期開始控制水土流失隱患。根據編制同類水土保持方案的經驗，分析了灌區工程水土流失的特征，從土石方平衡、表土剝離與返還、水土保持分區、水土流失預測、水土保持措施、水土保持補償費等方面闡述了編制技術要點，以期為同類工程水土保持方案編制提供借鑒和參考。

灌溉工程是國家重要的水利設施，是國民經濟和社會發展的重要基礎產業，在現代農業和農村經濟發展中具有重要的地位和作用[1]。為合理利用水資源，大力發展節水灌溉，促進灌區良性循環機制的建立，進一步改善農業生產條件，提高農業抗災能力，促進農業和農村經濟持續穩定發展，自1996年起，國家組織實施了以節水為中心的大型灌區續建配套項目建設，項目建設的主要內容是渠首工程、干支渠及其建筑物的續建配套和節水改造[2-3]。根據《大型灌區續建配套和節水改造“十二五”規劃》，到2015年，國家對190個大型灌區、800個重點中型灌區進行了續建配套與節水改造項目，啟動實施了1 500個一般中型灌區續建配套與節水改造工程，爭取到2020年，基本完成大型灌區、重點中型灌區續建配套與節水改造任務。灌區工程施工過程中的挖損地貌和松散堆積體，在侵蝕營力作用下易產生水蝕和重力侵蝕，造成嚴重的水土流失[4-6]。鑒于此，今后有大批灌區工程須編制水土保持方案，筆者在一些學者研究成果的基礎上，結合工作實踐，提出灌區工程水土保持方案編制技術要點，以期不斷提高灌溉工程水土保持方案編制水平。

1灌區工程項目組成及水土流失特征

1.1灌區工程項目組成及特點

灌區工程為建設類項目，線型與點型工程相結合，具有跨越地貌類型多、線路長且分散、永久占地面積大而臨時占地少、擾動面積大、土石方工程量大、取(棄)土場多等特點[4]。灌區工程一般由渠道、渠系建筑物(水閘、隧洞、橋梁、涵洞、量水堰等)、管理區、渡槽、施工生產生活區、施工道路、取土場、棄土場等組成。

1.2灌區工程水土流失特征

(1)灌區工程常跨越不同的地貌類型，例如山區、丘陵區、平原區，各區自然條件不盡相同，表現出的水土流失形式和造成的水土流失危害也不同，布置的水土保持措施體系差別較大。

(2)灌區工程線路長，渠系建筑物分散，單位長度或單位面積土石方量和水土流失量均較小，但由于擾動面積大和線路長，動用的土石方總量和產生水土流失總量比較大，在土石方調運和水土流失治理方面，與其他建設項目相比，土石方不能完全綜合利用，水土流失不能集中規模治理。

(3)灌區工程是涉水工程，土石方挖填若不加強管理，往往會直接進入渠道，造成渠道淤積，降低渠道使用壽命，影響周邊農田灌溉取水。

(4)工程沿線設置的取(棄)土場比較多，取(棄)土場占用農田較多，在使用過程中會損壞表層土壤，將表層土剝離、堆置，返還難度大，后期復耕困難。

2水土保持方案編制技術要點

目前，灌區工程水土保持方案編制中存在一些較為突出的問題，本文從土石方平衡、表土剝離與返還、水土保持分區、水土流失預測、水土保持措施設計、水土保持補償費等方面展開闡述。

2.1土石方平衡問題

灌區工程開挖量大、回填量小，會在沿線產生一定的棄渣。由于棄渣較分散，因此如何有效處理棄渣，成為編制人員面臨的問題。新水土保持法第二十八條和相關技術規范均明確了土石方綜合利用的要求，即方案編制中，應首先轉變以往完全按照主體工程設計土石方量進行平衡調運的做法，立足于土石方綜合利用的要求。灌區工程單位長度產生的棄渣較少，集中棄渣不合理，多余土方要優先考慮堤身培厚、堤身加高、堤后凹地回填，再考慮不同渠段之間土石方的調配，對不同治理渠段的施工進度提出調整建議和銜接對策，以促進土石方的綜合利用。同時，也可考慮將多余土石方外運至沿線其他工程進行綜合利用，變廢為寶，由被動平衡轉為主動利用。對于產生棄渣量較大的渠段，確實無法綜合利用的情況下，應按照新水土保持法第五十五條的要求，編制方案時必須明確棄渣專門存放地，并對棄渣場逐個進行平面布置和設計，保證不產生新的水土流失危害。

2.2表土剝離及返還問題

灌區續建配套工程沿原有渠道布置，不改變原有渠系數量及其走向，渠系建筑物在原有渠道上拆除重建或新建，占用大量水域及水利設施用地，耕地、林地、草地占用較少，無表層土可以剝離，但主體工程對渠道上邊坡通常采用草皮護坡，整個渠道沿線草皮護坡面積較大，草皮護坡實施前須覆耕植土，需要十幾萬方甚至幾十萬方耕植土才能保證護坡草皮的成活率。因此，編制水土保持方案時，必須進行實地勘察，對渠道原有邊坡土質進行觀察和分析，確定渠道邊坡熟土的厚度和是否能作為耕植土進行返還，對能剝離熟土的渠段在圖紙上勾畫范圍，估算面積和剝離量。另外，表層熟土盡可能多剝離，而不是按需剝離，后期恢復植被時，回覆熟土越厚，植被生長情況就越好。渠道邊坡剝離熟土遠遠不能滿足草皮護坡覆土量需求時，可考慮外購表土，保證草皮護坡覆表土厚度至少20 cm，外購表土要說明來源及土料場防護責任。

2.3水土保持防治分區的問題

目前，灌區工程水土保持分區較為混亂，未形成統一的分區模式。部分編制人員考慮分區越多，防治措施設計及投資估算越復雜，不如直接簡化，方案編制起來也更容易，但這樣追求簡化，背離了水土保持設計理念，往往造成方案設計的與工程實際需求不符，甚至影響后期水土保持竣工驗收。筆者根據《開發建設項目水土保持技術規范》(GB 50433—2008)及工作實踐，按照水土流失防治分區原則，一級分區按地貌類型、水土流失類型劃分，二級分區按工程布置和施工布置劃分，三級分區按項目功能和位置劃分。因此，灌區一級分區劃分為山區、丘陵區、平原區；二級分區劃分為渠道工程區、渠系建筑物工程區、渡槽、施工生產生活區、施工道路、取土場、棄土場等；渠道工程區、渠系建筑物工程區、施工道路、取土場、棄土場還可劃分三級分區，如渠道邊坡防治區、渠道其他區域防治區、涵閘防治區、橋梁防治區、隧洞防治區、平地施工道路、坡地施工道路、平地取土場、坡地取土場、溝道型棄渣場、坡地型棄渣場、平地型棄渣場等。

2.4水土流失預測的問題

水土流失預測的內容主要包括預測面積、預測時間、預測內容和土壤侵蝕模數等。

預測面積即征占地面積，包括永久占地和臨時占地，但大部分灌區渠道雖沒有界樁，但已經為永久征地，可行性研究報告編制人員不需要考慮重新征地問題，只需要考慮工程臨時占地即可。因此，永久占地面積由方案編制人員進行統計。對于可行性研究報告圖紙比較齊全的工程，在工程布置圖上可以直接量算出永久占地面積，對于圖紙不齊全的工程，永久占地量算比較困難。編制人員要根據每個渠道斷面的長度和寬度計算出永久占地面積，然后再根據預測單元細化預測面積。灌區工程施工總工期一般較長，但單位渠道長度的施工期卻比較短，在確定每個單元的預測時間時，根據單位渠道長度的施工期來確定，不能統一按照施工總工期簡單處理。現在水土流失預測大部分是按照灌區工程分區劃分預測單元，太簡單，必須進行細化，例如渠道工程區，可分為渠道邊坡和其他區域。渠道工程區地形條件、挖損情況、土壤松散程度不同，土壤侵蝕模數就不同，因此預測單元細化越多，水土流失預測就越準確。大部分編制人員在土壤侵蝕模數取值上犯難，因為現階段類似工程開展水土保持監測工作的較少，土壤侵蝕模數獲取難度大，另外由于監測方法比較落后，因此監測數據可信度偏低，成果推廣困難。根據筆者編制水土保持方案的經驗，土壤侵蝕模數取值在有監測數據的情況下，優先使用類比法，若無監測數據，方案編制單位可開展現場實測工作，也可通過現場調查和詢問當地水土保持主管部門，并結合土壤侵蝕分類分級標準確定。

2.5水土保持措施設計

在水土流失防治措施布設原則和工程水土流失防治目標的指導下，根據工程建設特點及當地的自然條件，按照“預防為主、保護優先、全面規劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學管理、注重效益”的水土保持工作方針，結合水土流失預測結果、水土流失防治分區和主體已有水土保持功能設計，嚴格執行“先攔后棄”的施工工藝，堅持植物措施、工程措施與臨時措施相結合，構建完整、有效的水土流失防治措施體系。水土保持措施總體布局應按各分區施工前、施工中、施工結束后進行布置，例如，渠道工程防治區施工前先剝離表土或原有渠道邊坡上的熟土，施工中對臨時堆土進行攔擋、苫蓋，在挖方邊坡上部布置截水溝，對開挖邊坡拍實后進行苫蓋，施工結束后，先進行土地整治，將剝離的表土、熟土返還至邊坡，再進行草皮鋪植。

典型設計中，由于灌區主體工程的測量范圍僅為渠道占地，大比例尺平面布置圖很難布置施工場地、棄渣場、取土場等，通常布置在以1∶ 10 000為底圖的地形圖上，量算出的水土保持措施工程量精確度不高，而且局部地區地形已與實際情況不符，因此不能滿足方案的設計要求。在這種情況下，通常要與主體工程設計單位進行溝通，要求補測本工程布置的施工場地、取土場、棄渣場等區域，或在現場查勘時，自行測量方案編制所需的一些臨時占地，確保位置、地形、地類、面積、比例尺、等高距均能滿足方案編制需要。部分主體設計單位重工程、輕水保的思想觀念比較嚴重，在設計時主要考慮主體工程所關心的內容，而往往會忽視水土保持的重要性，這樣使得設計成果中具有水土保持功能的措施較少，甚至沒有。對于主體工程設計不完善的情況，方案編制人員要進行必要的補充和設計，確保水土保持措施形成完整的體系。植物措施盡可能選用鄉土樹、草種，適地適樹，并采用喬、灌、草立體配置模式，以盡快恢復區域內的植被和生態環境。

2.6水土保持補償費

水土保持補償費是水行政主管部門對損壞水土保持設施和地貌植被，不能恢復其原有水土保持功能的生產建設單位和個人征收并專項用于水土流失預防治理的資金。根據《關于印發<水土保持補償費征收使用管理辦法>的通知》(財綜〔2014〕8號)，對于灌區工程來說，水土保持補償費按照征占用土地面積計征。灌區工程一般跨越縣市較多，在估算水土保持補償費時，必須分縣市統計，便于后期地方水行政主管部門征收水土保持補償費。

3結語

灌區工程對緩解水資源供需矛盾，保障糧食安全，提高農業基礎設施水平，減輕生態惡化的趨勢，促進社會可持續發展具有重大意義。工程建成后可發揮巨大的經濟效益、社會效益和生態效益，但在工程建設中如果不重視水土保持工作，那么會給工程建設帶來負面影響。 本文總結了灌區工程的特點和水土流失特征，根據筆者編制同類工程水土保持方案的經驗，對方案編制中經常遇到的問題，提出了合理、科學的編制方法，以期為后續同類灌區工程水土保持方案編制提供借鑒和參考。

[參考文獻]

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[2] 韓振中，閆冠宇，劉云波，等.大型灌區續建配套與節水改造評價指標體系的研究[J].中國農村水利水電，2002(7):17-21.

[3] 萬珍，羅金耀，李小平，等.湖北省大型灌區續建配套與節水改造建設管理信息化系統的研究[J].中國農村水利水電，2007(10):38-39.

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[6] 段東亮. 廣東省大中型灌區工程水土保持設計初探[J].水利規劃與設計，2013(1):70-72.

(責任編輯孫占鋒)

[基金項目]湖北省水利重點科技項目(HBSLKY201503)

[中圖分類號]TV93

[文獻標識碼]B

[文章編號]1000-0941(2016)06-0034-03

[作者簡介]于泳(1981—)，男，內蒙古武川縣人，工程師，碩士，研究方向為生產建設項目水土保持和工礦廢棄地植被恢復研究。

[收稿日期]2015-11-26

[關鍵詞]灌區工程；水土保持方案；水土流失；防治措施