灌區續建配套與節水改造工程水土流失特征及防治措施

孟 杰

(深圳市廣匯源水利勘測設計有限公司惠州分公司，廣東 惠州 516003)

灌區續建配套與節水改造工程水土流失特征及防治措施

孟 杰

(深圳市廣匯源水利勘測設計有限公司惠州分公司，廣東 惠州 516003)

大力實施灌區續建配套與節水改造工程，不斷提高水資源利用率和農業綜合生產能力，是當前我國農村水利建設工作的重要內容。為了最大限度發揮項目投資效益，加快實現傳統水利向環境水利和生態水利轉變，本文就灌區改造工程特點、水土流失特征及危害、防治措施布局及防治方法進行分析和探討，為項目建設過程中水土流失防治提供參考和借鑒。

水土保持；水土流失特征；防治措施；節水改造；灌區

不斷提高農田灌溉水利用效率，節約水資源，保障農業生產，是當前農村水利基本建設的重要工作。灌區續建配套與節水改造工程是提高農田灌溉水有效利用系數的重要途徑，灌區續建配套與節水改造工程線長、面廣、量大，在一系列施工活動中必將擾動地表，損毀、占壓土地、破壞地表植被，使原有地表和植被水土保持功能減弱，甚至完全喪失，開挖、回填、棄土、料場處理和防護不當，從而造成新增水土流失，給工程建設帶來負面環境影響[1-2]。為此本文就灌區續建配套與節水改造工程水土流失特征及防治措施進行探討，旨在更好地服務于項目建設和保障工程效益的發揮。

1 工程特點

灌區續建配套與節水改造工程一般包括取水樞紐(水庫大壩、攔水壩、泵站、進水閘、導流堤等)、輸水干渠、支渠、田間斗渠、農渠和毛渠，以及渠系建筑物(如渡槽、交通橋、涵閘、倒虹吸、跌水、陡坡、消力池等)工程。工程建設因受地理位置、地形地貌、土壤植被、氣候水文、工程地質等環境因素、社會因素以及施工技術與管理水平影響較大，一般情況下具有如下特點：工程分布廣、線長量大、管理不便；場地狹窄，工作面小，機械化施工困難，人工消耗多；土方開挖、回填量大；材料種類和用量多，運距遠，田間工程多要修建臨時施工便道、便橋才能保證運輸，運輸困難；取料和棄渣多；施工降排水，臨時圍堰工程多；施工周期長且受季節影響大；涉及主體多，社會影響大，協調難度大等。

2 工程水土流失特征及危害

灌區續建配套與節水改造工程可分為主體工程區、臨時堆料場區(土方、砂石料)、取料場區(土方、砂石料)、施工營造區(施工生產生活區)、臨時施工道路區、棄渣場區等分區[3]。

2.1 不同防治分區水土流失特征

(1)主體工程區。一般取水樞紐、各級渠道、渠系建筑物等工程施工中因開挖、砌筑澆筑、回填而擾動和壓占地表，改變了地形地貌特征，原本沿線豐富的植被遭到破壞，造成地表裸露、土體結構破壞，降低其蓄水保土功能，削弱原地表土壤和植被水土保持效應，增加水土流失。邊坡開挖后產生裸露邊坡，原自然邊坡穩定性降低，且會誘發滑坡、崩塌現象，如遇強降雨會加劇水土流失。渠道工程開挖后的裸坡、填筑后形成邊坡短時間內植被難以恢復，易誘發邊坡失穩，增加徑流量和泥沙含量。

(2)臨時堆料區。施工中進行基礎開挖、耕地表土層剝離堆置、土方轉運臨時堆放、砂石材料堆置，形成裸露地表和坡面，流失的土石渣淤埋在施工場地周邊，或隨徑流進入河溝等水體，造成土地肥力下降或喪失，危害工程安全和行洪安全。

(3)取料場區。選擇料場要仔細調查研究，從運距、供料質量、時段和用量、符合水土保持及環境管理相關法律規定等幾方面綜合考慮。料場表層剝離的無用料，堆置期間易受地表徑流侵蝕，開挖邊坡越陡，穩定性越差，開采跡地擾動后為裸露地表，易受坡面徑流侵蝕，料場開采存在邊坡穩定問題，如不采取防護措施，將造成水土流失。土料盡可能采用主體工程開挖方，做到挖填平衡，不足部分則可考慮從料場借調，從而減少土料開采過程的水土流失。

(4)施工營造區。施工營造區，包含施工機械停放場、建筑材料等堆放場地、混凝土攪拌場地、供水站、鋼筋、木材加工場、發電機房、水泥庫、臨時生活用房等。在廠區平整過程中，原有地表植被損壞，其水土保持功能喪失，形成裸露地表和坡面；部分硬化場地阻礙雨水入滲，增加了地表徑流；施工期場地多處于裸露狀態，人為活動干擾頻繁，運行初期人為活動停止，水土保持措施未完全發揮效力，如不采取有效措施，流失的土石渣淤埋在施工場地周邊，造成土地肥力的下降或喪失。

(5)臨時施工道路區。灌區工程多線性工程，沿途多需布置臨時施工道路，路面結構多為砂礫石或素土路面，受人為活動及車輛機械頻繁碾壓，地表常處于裸露狀態，容易造成雨水沖刷。

(6)棄渣場區。工程施工棄土棄渣堆放處使原有地表植被損壞，其水土保持功能喪失，渣土松散，易隨暴雨徑流而流失，若不采取有效的渣土攔擋、徑流截留導流，遇暴雨時極易造成水土流失。

2.2 項目區水土流失的危害

(1)對土地資源危害。灌區建設過程中除取水樞紐、渠道及渠系建筑物等為永久征占土地外，施工營造區、臨時堆料區、料場、臨時施工道路和棄渣場等均為臨時性用地。土地占壓、挖損將改變原有地形，破壞和改變地表植被和土壤結構，耕地耕作層土壤造到破壞、壓埋，使原有土壤及地表覆被物的水保功能降低或喪失，造成耕地肥力下降，土地生產力降低。此外，工程建設易產生和形成高陡邊坡，進一步誘發土壤侵蝕，使項目區及周邊土地生產力下降。

(2)對工程安全的影響。工程產生的裸露地表、開挖高陡邊坡，新填筑邊坡，在強降雨及洪水作用下，會產生面蝕、溝蝕、瀉溜、甚至誘發滑塌等重力侵蝕，從而損壞工程設施，影響自身安全運行。徑流泥沙以懸移質和推移質的形式進入灌區下游排灌水系統，引起灌區排灌系統淤塞，威脅下游居民的生產和生活安全。修建的棄渣場若不采取有效的防護措施，在一定的暴雨情況下易形成泥石流，亦將損壞渠系設施，影響渠系自身運行。

(3)對行洪的影響。工程施工過程中土石方開挖堆放，棄土棄渣堆置，如不采取措施，在受強暴雨洪水影響時，極易使這些泥砂石渣再進入河道，加劇洪水危害。大量泥沙會抬高河床，造成下游河道淤積，影響行洪安全并威脅下游人民群眾的生產生活安全。

(4)對生態環境的影響。灌區改造施工過程中開挖、修筑不可避免地會破壞原有植被，減少了植被覆蓋度，致使其涵養水源、保持水土的功能降低，增加地表徑流而攜帶更多的泥沙進入灌排設施及農田，對生態環境產生不利影響。

3 防治責任范圍確定

依據《開發建設項目水土保持方案技術規范》(GB/T 50433-2008)的規定及主體工程設計成果，同時結合工程建設及運行可能的影響范圍，以工程設計、施工布置、施工工藝、項目區自然條件以及水土流失特征為依據，將本工程水土流失防治責任范圍劃分為項目建設區和直接影響區。

(1)項目建設區。項目建設區指工程總占地面積，包括主體工程區、棄渣場、取料場、臨時堆料場、臨時施工道路和施工營造區的占地面積。需參照項目主體工程圖紙資料以及土地勘測定界成果，結合項目建設現場實地踏勘，按照實際發生的征占地范圍面積進行確定。

(2)直接影響區。直接影響區是指建設項目區外，由于開發建設活動而對周邊地區造成的水土流失及其直接危害范圍。直接影響區的范圍主要通過現場勘察、調查和有關工程經驗來確定，根據工程所處地區的地貌特點，參照已建工程的實際影響狀況，對直接影響區面積進行估算，一般情況下，灌區項目建設各分區防治責任范圍確定依據見表1。

表1 水土流失防治責任范圍確定依據表

4 防治對策與措施

4.1 水土保持措施布局及因素分析

根據項目所處地理區域水土保持功能區劃，工程水土保持防治責任范圍以及各分區水土流失特征及預測結果，結合主體工程已列水土保持功能工程，確定水土流失防治措施體系和總體布局。灌區續建配套與節水改造工程水土流失防治措施布置總體思路是：以防治水土流失、恢復植被、改善項目區及周邊生態環境、保護主體工程正常安全運行為目的，以對周邊環境和安全不造成負面影響為出發點，以臨時堆料場防治區、料場防治區、棄渣場為重點防治區域，以施工期為重點防治時段，注重臨時防護措施在施工過程中水土流失防治的先導作用，以工程措施為重點，發揮其速效性和保障作用，以植物措施為輔助，起到長期穩定的水土保持作用，同時綠化和美化項目

區周邊環境，采取臨時防護措施、工程措施與植物措施相結合，綜合規劃布設水土流失防治措施體系(表2)。

4.2 工程措施

(1)表土剝離。表土是珍貴的資源，對于各防治分區壓石、損毀地表熟土層的，需對表土進行剝離防護，待完工后進行場區覆土、回填，恢復原地表。此外，表層土疏松多孔，營養物質豐富，有利于植被恢復。

(2)截、排水措施。設置截、排水措施有利于減少徑流對坡面及地表的沖刷，從而減少土壤侵蝕。棄渣防治是水土保持防治重中之重，在棄渣場上部應設置截水溝，攔截上部地表徑流，降低對棄渣的沖刷。對于施工營造區，在開工前應完善排水和沉砂設施；對于取料場，開采結束后，應在四周布置排水溝，排水溝出口設置永久沉砂池，雨水通過沉淀后排入旁邊溝渠。

表2 不同防治分區水土保持措施及影響因素

(3)攔擋墻。在棄渣場根據渣場庫容、渣土穩定性合理設置攔渣擋土墻，可有效防止渣土瀉溜、滑塌等重力侵蝕。在料場開采前，應在下方外圍設置土袋擋墻，防止開挖土方隨徑流流失。

(4)土地平整。對臨時施工道路、臨時堆料場、料場開采跡地、施工營造區等進行土地整治，原地類為耕地的，完工后應復墾為耕地。對棄渣場進行土地平整并覆土至合理厚度，根據實際情況恢復植被或復墾為耕地。

4.3 植物措施

對由于施工而導致的地表形態的改變和植被的損壞，均應通過工程措施與生物措施來恢復植被。對臨時堆料場、取料場、施工生產生活區、施工道路和棄渣場區等地類布設林草措施，以利于植被恢復，減少水土流失。樹種草種應因地制宜選擇，結合場地設施功能要求，做到以鄉土物種為主，喬灌草相結合，同時考慮景觀性和環境功能，根據項目所在地氣候、土壤、水土流失等特點，確定合適的植物種類。

4.4 臨時措施

主要針對施工過程中可能產生水土流失的環節采取臨時防護措施。

(1)表土堆放防護措施。對各場區剝離后的表土進行臨時堆置和防護，剝離后集中堆放于專門堆放場地，并控制堆高、坡比，在表土堆放區周邊布置臨時編織土袋攔渣墻，并采取防塵網臨時苫蓋等保護措施，待施工結束后對場區用表土進行覆土回填，耕地復墾，同時可以作為植物措施營養土。

(2)臨時覆蓋。針對工程中存在的開挖回填坡面，未能及時進行防護，針對施工過程中存在大面積裸露的實際情況，為防止雨水沖刷造成水土流失，需增設臨時覆蓋防水措施(如采用防水塑料薄膜，草氈覆蓋等)。取土場取土過程中，未能及時進行防護，因此，在雨季，應對取土開挖坡面采用覆蓋措施，防止沖刷破壞。

(3)臨時排水。需設置臨時排水的區域主要包括施工營造區區內及周邊、臨時堆料場四周、臨時施工道路兩側等區域，在使用過程中要設置排水土溝和土質沉砂池。

(4)臨時攔擋。渠道沿線存在部分開挖回填邊坡，且大部分回填邊坡坡腳為耕地等敏感點，為防止邊坡回填期間水土流失對下游農田敏感區域產生影響，本方案在回填邊坡環境敏感點擬采用臨時編織土袋防護墻進行攔擋。臨時堆料場四周設置編織土袋。取土過程中，在取土場下方，應沿開挖線邊緣設置編織土袋擋墻進行攔擋，防止坡面土滑落向下游流失。

(5)臨時防護網。對施工生活跡地、施工道路周邊設置必要的臨時防護網，可有效防止施工期間越界擾動。

[1] 宋野.燈塔灌區改造工程水土保持與環境影響評價[J].黑龍江水利科技,2015,43(12):14-16.

[2] 牛亞平,謝新生,湯巍.璧南河灌區續建配套與節水改造項目工程的水土流失防治對策[J].水土保持,2010(18):62-63.

[3] 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.

Soil erosion characteristic and prevention measures for irrigation areas and water conservation improvement works

MENG Jie

(ShenzhenGuangHuiYuanWaterConservancyExplorationSurvey&DesignCo.,Ltd.,HuizhouBranch,Huizhou516003,China)

It is an important content of water-conservation construction work in rural China that we will vigorously implement the strategy for irrigation areas and water conservation improvement works, and we need to continue to raise the utilization rate of water resources and the overall production capacity of agriculture.In this article the features of irrigation areas and water conservation improvement works, the possible soil-water loss and its hazards caused，and layouts of control measures for soil and water conservation was analyzed and explored. It will speed up transition of traditional water conservancy to environmental hydraulic engineering and ecological water conservancy and bring into full play investment benefit. Meanwhile, it could be regarded as a reference and guidance to prevention measure for water and soil lose.

soil and water conservation; soil erosion characteristic; control measures; water-saving reform; irrigation

孟 杰(1985-)，男，陜西城固人，工程師，主要從事水利與生態環境整治等方面的研究。E-mail:mengjiehz@126.com。

S157.1

B

2096-0506(2017)02-0031-05