頭屯河樓莊子水庫工程建設區水土流失預測

王麗

（新疆頭屯河流域管理局，新疆昌吉831100）

頭屯河樓莊子水庫工程建設區水土流失預測

王麗

（新疆頭屯河流域管理局，新疆昌吉831100）

水庫工程在施工中不可避免的擾動地面，擾動、破壞原有的水土資源，在暴雨和大風的作用下，加劇水土流失，科學準確的預測各階段的水土流失成因、類型、分布、數量及其危害，對制定水土流失防治措施總體布局和單項防治措施設計具有重要意義。采用公式法，結合現場調查的結果，對樓莊子水庫工程施工可能造成的水土流失進行預測。預測結果顯示：工程共產生棄渣10.43萬m3。預測本工程建設期可能造成水土流失總量為398.06 t，可能產生的新增土壤流失量為268.22 t，水土流失最嚴重單元為建構筑物區。

頭屯河；樓莊子水庫；管理區；水土流失

1 項目及項目區概況

樓莊子水庫位于烏魯木齊市頭屯河區，壩址位于頭屯河干流，距離下游頭屯河水庫約28 km。樓莊子水庫正常蓄水位1396 m，相應庫容7111萬m3。是一座以灌溉、供水、防洪等綜合利用的中型水庫。

工程區地處準噶爾盆地南部，頭屯河中下游的第四系沖積平原地帶，擬建場地地形較平坦，地勢開闊，總體地勢南高北低、東西向較平坦，地形坡度南北約2.16%、東西約0.5%。多年平均最高氣溫在7～8月。多年平均降水量303.6 mm，多年平均蒸發量為1985.3 mm。降水主要集中在4～6月，占全年降水量的43.8%。常年主導風向北西向，平均風速2.3 m/s，最大風速20 m/s。年平均相對濕度58.8%，最高年平均相對濕度67%，最低年平均相對濕度53%。標準凍土深度1.40 m。

項目區土壤主要類型為棕漠土。普遍缺磷少氮，含鉀豐富，土壤偏堿性，有機質含量低，肥力中等偏低。土壤質地為沙壤土，含量為10%左右，結構松散，易被侵蝕。項目區占地類型為荒地，地表多裸露，部分地區為硬化地面或建筑垃圾覆蓋，植被稀少，零星分布有堿蓬、鹽爪爪等旱生荒漠植被。植被覆蓋度不足5%。項目區原生地貌綜合土壤侵蝕模數為1500 t/km2.a，容許土壤流失量為1500 t/km2。

2 水土流失預測范圍

2.1 水土流失預測基礎

本工程在施工中將不可避免的擾動地面，擾動、破壞原有的水土資源，降低其土地生產力，在暴雨和大風的作用下，加劇水土流失。因此科學準確的預測施工準備期、施工期及自然恢復期的水土流失成因、類型、分布、數量及其危害，可為制定水土流失防治措施總體布局和單項防治措施設計提供可靠的理論依據。本方案水土流失預測的基礎為按照本項目正常的設計功能，無水土保持措施條件下可能產生的水土流失量和水土流失危害，水土流失增量的計算基礎應扣除原生地表侵蝕量。2.2水土流失預測范圍

水土流失預測的范圍是工程的永久和臨時占地。包括擾動原地貌、損壞植被，造成地表再塑的建設征用、永久占用、臨時租用和土地使用管轄范圍內的土地面積。本工程水土流失預測范圍為項目建設區面積即31670 m2。

3 預測單元、預測時段劃分

3.1 預測單元

水土流失預測的目的是為了確定行之有效的水土保持措施總體布局，預測項目建設及運營帶來的水土流失總量及分布，分析可能造成的水土流失危害，明確重點防治區。根據本工程施工建設項目的特點，按各單元工程及占地利用情況，將項目區劃分為1個一級分區，3個二級分區，二級分區預測單元劃分為建構筑物區預測單元道路、廣場區預測單元、施工臨時工程區3個預測單元。

3.2 預測時段

本工程為建設類項目水土流失預測時段按施工準備期、施工期、自然恢復期三個時段進行。本項目建設工期25個月，所以本項目施工期預測時段為25個月。

工程施工結束后，人為活動對地表的擾動有所減少，工程建設區內水土流失逐步減少，水土流失因素將以自然因素為主。但由于項目區生態環境處于恢復階段，抗干擾能力差，在自然恢復期仍有一定量的水土流失，根據項目區有關資料，該區自然恢復期大約需要2年時間，因此本項目自然恢復期按2年計算。

4 預測的內容和方法

4.1 預測內容

水土流失預測的目的是為了分析工程施工可行性研究報告能造成的水土流失量及其潛在的水土流失危害，掌握工程施工過程中新增水土流失發生的重點時段及重點部位，為合理布設各項防治措施提供科學依據。水土流失預測內容為：擾動地貌、損壞土地及植被情況、棄土棄渣量、損壞水土保持設施、可能造成的新增水土流失數量、可能造成的水土流失量、可能造成的水土流失的影響及危害。

4.2 預測方法

（1）擾動、占壓原地貌、土地及植被的破壞情況的預測方法

通過查閱主體工程可研報告和設計圖紙，實地調查工程所在地段的水土流失和水土保持現狀，對工程永久和臨時占地開挖和擾動地表、占壓土地和損壞林草地類型和面積進行統計、量算、預測。

（2）棄土、棄石、棄渣量的預測方法

依據主體工程設計中土石方平衡資料，利用設計圖紙，結合實地勘察，對工程將要產生棄土、棄石、棄渣的數量和部位進行預測。

（3）損壞水土保持設施面積和數量的預測方法

水土保持設施是指具有水土保持功能的一切實物的總稱，如原地貌、自然植被等均具有水土保持功能，應視為水保設施。本工程損壞水土保持設施面積和數量，在主體工程設計文件、實地調查和必要測量的基礎上進行統計。

（4）可能造成的水土流失量及新增水土流失量的預測方法

分析掌握項目對地表、植被的擾動情況，了解填筑料和廢棄物的結構組成及其堆放位置和形式，結合當地土壤侵蝕強度，對建構筑物區、道路及廣場區、施工臨時工程區的水土流失量進行預測。

對工程擾動地表新增水土流失量的預測應以主體工程設計正常的設計功能在無水土保持工程條件下可能產生的水土流失為前提。再根據本工程建設擾動地表面積，計算擾動地表土壤流失量。

4.3 土壤侵蝕模數選擇

項目處于平原區，原生地表侵蝕類型主要為輕度風蝕和輕度水蝕。通過現場踏勘確定工程區內各分區原生地表土壤侵蝕模數基本相同，最終確定項目區原生地貌土壤侵蝕模數為1500 t/km2·a。

由于本項目區目前沒有實測土壤侵蝕模數的可類比工程，而且，目前本區內水土保持監測工作還未獲得有效數據，因此，根據實地調查，依據土壤侵蝕與地貌、土壤、植被覆蓋度的關系，確定本工程各分區地表擾動后和自然恢復期土壤侵蝕模數為2500 t/km2·a。

5 預測結果

5.1 原地貌、土地及植被損壞情況

工程項目擾動原地貌總面積31670 m2。對項目區原地貌、土地及植被損壞情況統計結果見表1。

表1 項目區原生地貌、土地及植被情況損壞統計表

表2 可能造成的水土流失量計算表

5.2 損壞水土保持設施面積和數量

水土保持設施是指具有防治水土流失功能的一切設施的總稱，具體是指具有保水、保土、保肥、保護生態環境的一切工程措施和非工程的林草及自然植被生態設施等。由此確定本項目建設損壞水土保持設施面積為31670 m2。本項目共產生棄方10.43萬m3，全部外運至東二環道路工程再利用。

5.3 可能造成水土流失流失總量

在預測期限內，項目建設區原地貌植被狀態下水土流失量為129.84 t，工程建設可能造成的水土流失量為398.06 t，可能產生的新增土壤流失量為268.22 t。水土流失預測詳細結果見表2。

5.4 可能造成的水土流失危害

本項目為點狀工程，根據施工需要布置道路、施工臨時工程區等，各種施工活動均將產生一定量的水土流失，其分布呈點狀分布特點。工程建設對土地造成不同程度的擾動，各分區新增水土流失具有不均衡性。建構筑物區最大，其次是道路及廣場區。水土流失危害分析評價：由于工程建設的土方開挖、砼澆筑等工程將原本穩定的土層和地表二次擾動，使占地范圍內地表土壤結構和肥力都不同形式、不同程度地遭到損壞，其誘發的加速侵蝕又使施工區及周邊土地的可持續利用性下降。

在工程建設過程中，因開挖地面、建筑物填筑等施工活動，擾動了地表土壤結構，破壞了地表植被，雖然不會引發泥石流、地面塌陷、崩塌、滑坡等災害，但是工程施工活動不但直接破壞了地表植被和地貌形態，而且影響了工程區周邊的景觀，將給沿途生態環境帶來一定負面影響。

6 結論與建議

工程擾動土地面積即為項目建設區面積，合計31670 m2，為永久占地。擾動占地類型為荒地。工程建設損壞的水土保持設施面積共計31670 m2，行政區劃隸屬于烏魯木齊市頭屯河區。工程共產生棄土棄渣10.43萬m3，棄方外運至東二環道路工程再利用。預測本工程建設期可能造成水土流失總量為398.06t，可能產生的新增土壤流失量為268.22 t，水土流失最嚴重單元為建構筑物區。本工程建設不會引發泥石流、崩塌、滑坡等水土流失危害。但是土方開挖創面土體裸露，臨時堆土機構松散，施工過程中如果不采取適當的防治措施，在大風或大雨天氣易產生較大的揚塵或土壤侵蝕。

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1673-9000（2017）03-0172-02

2017-02-16

王麗(1972-)，女，甘肅武威人，工程師，主要從事水利工程管理方面的工作。