磨溝水庫工程水土流失防治措施及效益評價

王思敏

（陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西西安710001）

磨溝水庫工程水土流失防治措施及效益評價

王思敏

（陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西西安710001）

開發建設項目在施工中由于人為開挖坡面或堆放固體廢棄物，會產生巖、土及其混合物的搬運、沉積，必須采取合理的水土防治措施。結合磨溝水庫工程建設施工過程中水土流失特點及施工組織設計，提出防治措施總體布局，明確棄渣場防治區為本工程水土流失治理的重點區域，棄渣攔擋、堆置為水土流失防治措施要點，對重點防治區措施、防治效果、蓄水保土效益、生態和經濟效益分析后，得出結論：該工程確定的水土流失防治措施較好地實現了各項水土保持防治目標，合理利用了砼骨料開挖料坑，最大限度地減少了渣場占地面積，治理效果明顯，蓄水保土、生態及經濟效益顯著。

水土流失；防治措施分析；效益評價

磨溝水庫工程地處山陽縣縣河一級支流磨溝河下游，壩址位于十里鋪鎮磨溝里村。磨溝河流域屬亞熱帶向暖溫帶過渡的季風性半濕潤山地氣候。多年平均氣溫13.1℃。水庫工程等別為Ⅳ等?。?）型，主要建筑物級別為4級，大壩為碾壓混凝土重力壩。

項目區占地面積58.43 hm2，工程棄渣總量27.14萬m3，其中導流洞和圍堰修筑產生棄渣6.67萬m3，壩肩開挖、水庫管理站及部分道路開挖產生棄渣20.47萬m3。該工程棄渣如不集中堆放并進行植被覆蓋，極易產生風蝕和水蝕，導致更嚴重的水土流失。本文就磨溝水庫水土流失特點進行分析，結合項目區獨特的地形條件，提出合理的水土流失防治措施，并對各項防治措施的實施效果和實施后產生的效益進行了分析研究。

1 水土流失特點

（1）項目區土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，重力侵蝕為輔。土壤侵蝕模數為1000 t/km2·a，屬于輕度水土流失區。根據《土壤侵蝕分類分級標準》（SL190-2007），項目建設區屬西南土石山區，容許土壤流失量為500 t/km2·a。

（2）項目施工總工期38個月，其中主體工程施工期23個月。施工過程中新增水土流失量924.75 t。

（3）項目區地勢平坦，主要地類以耕地為主，天然溝道較少，棄渣場選址困難，經現場查勘，壩址下游左岸0.5 km處河堤背側坡地可以作為棄渣場，但其容量有限，僅能堆置導流洞和圍堰修筑產生的棄渣，除此之外，再無可供選擇的渣場。

（4）本工程砼骨料場位于壩址上游槐樹莊料場，料場面積約8 hm2，砂卵石層厚度約為7～10 m，最深達13 m，可開采總儲量為57.2萬m3，大于設計砼用量的1.5倍要求。

（5）土石方平衡設計除導流洞和圍堰修筑棄渣堆放在棄渣場外，其余棄渣以大壩澆筑混凝土骨料開挖料坑作為堆置渣場，在施工時序上，需要將部分棄渣臨時堆放在棄渣倒運區，待料場分區開挖具備堆渣條件后，再將棄渣陸續二次倒運填筑料坑。

2 防治措施總體布局

根據工程地理位置、建筑物布置特點及施工組織設計，將本工程劃分為主體工程防治區、施工生產生活防治區、道路工程防治區、棄渣場防治區、取料場防治區、水庫淹沒防治區等六個水土流失防治分區[1]。

主要水保措施：主體工程防治區為施工過程中的臨時防護及植物措施；棄渣場防治區主要為攔擋、排水工程措施，以及倒運區的臨時攔擋、苫蓋措施；取料場防治區主要為邊坡防護、植物和臨時措施；施工生產生活防治區以臨時防護、植物措施為主；道路工程防治區主要為排水工程、綠化工程、臨時攔擋措施，以及施工結束后的植被恢復措施。

3 防治措施要點

（1）圍堰填筑和導流洞開挖棄渣堆置于壩址下游左岸0.5km處河堤背側地勢較平坦的坡地上，為坡地型棄渣場，棄渣場級別為5級，設計棄渣量6.67萬m3，占地面積2.0 hm2，渣場東西向地形高差3 m，占地類型為坡耕地。棄渣場位置如圖1所示。

圖1棄渣場位置示意圖

該棄渣場西側緊鄰河道堤防，根據地形及棄渣堆置設計該棄渣場采用三面攔擋形式，在堆渣坡腳處布設漿砌石護腳擋墻。

（2）本工程采用棄渣回填料坑方法處理壩肩開挖、水庫管理站及部分道路工程的開挖棄渣，該取料場位于壩軸線上游2 km處，為混凝土粗骨料場，根據料場開采進度將棄渣倒運區的臨時堆渣轉運至開采結束區段料坑回填，取料場占地面積8 hm2，占地類型為河灘地。

根據本工程水土流失特點，棄渣場防治區為本工程水土流失治理的重點區域，棄渣攔擋、堆置設計為水土流失防治措施的要點內容。

4 重點防治區措施

4.1 棄渣場防治區

在棄渣場防治區內劃分固定區域作為棄渣倒運區，臨時堆放將堆存于取料場料坑中的工程開挖棄渣，棄渣倒運區占地面積1.0 hm2，該區域使用結束后，按照棄渣場整體堆置方案進行棄渣邊坡修整及后期土地復墾。

4.1.1 攔擋工程

（1）永久性擋渣墻

方便、周期短、就地取材的特點，設計在臨河及靠居民點一側堆渣坡腳處布設護腳擋渣墻，型式選用重力式。

擋墻地面以上有效高度4.0 m，墻體基礎埋深1.0 m，頂寬0.5 m，墻面豎直，墻背坡比1∶0.5，墻體采用M7.5Mu50漿砌石砌筑，棄渣在擋渣墻后堆置，為及時將渣體內水排出、降低墻后水位，減小墻身水壓力，增加墻體穩定，在墻體砌筑過程中預留設置排水孔，排水孔直徑為10 cm，間距2～3 m，排距2.0 m，按梅花形布置，排水孔向外坡度為4%，最低一排排水孔高出地面0.5 m。

（2）臨時攔擋工程

棄渣倒運區采用編織袋裝土進行臨時攔擋，斷面尺寸為寬×高=2.0 m×1.0 m，圍擋于棄渣倒運區臨時堆渣坡腳處，待棄渣倒運結束后進行拆除。

（3）臨時苫蓋

棄渣倒運區的臨時堆渣坡面采用密目網進行苫蓋，以減少降雨對棄渣體坡面的沖刷及大風天氣的揚塵。

4.1.2 棄渣堆置方案

永久擋渣墻頂部高程為859 m，擋渣墻后留10 m平臺，堆渣分層厚度0.5~1.0 m，棄渣按梯級堆置，共分三級，堆置坡比均為1∶2，自下而上各級堆置頂部高程分別為859 m，861 m，862 m，后兩級堆置邊坡間布設馬道寬度為3 m。設計永久堆置土石方總量6.67萬m3，待堆渣結束后進行土地復墾。

4.2 取料場防治區

4.2.1 表土收集與回覆

取料前，對料場占地范圍內的表土收集，厚度控制在0.5 m，收集的表土集中堆放于料場西北側空地，用于后期場地植被恢復覆土。

4.2.2 料坑回填

取料場分區域開采，開采區域取料完成后即利用棄渣進行料坑回填，回填分層進行，并利用運渣車輛及推土機進行必要的壓實。

4.2.3 坡面整修

取料結束后，為了預防坡面滑塌而形成重力侵蝕，造成新增水土流失。應首先做好坡面清理工作，料坑回填結束后，放緩開挖坑壁，經計算，整修坡面為3.7 hm2。

5 效益評價

5.1防治效果分析

該項目施工期為38個月，依據《開發建設項目水土保持技術規范》（GB 50433—2008）[1]，項目水土流失預測時間按3年計，項目區容許土壤流失量500 t/km2·a，治理后平均土壤流失量580 t/km2·a。

該項目各水土保持防治目標分析值見表1。

表1 水土保持防治目標分析值表

該項目水土流失防治效果評價見表2。

表2 水土流失防治效果評價表

5.2 蓄水保土效益

該項目建設過程中擾動地表造成的水土流失總量，按下式計算：

其中：Q為建設過程中擾動地表造成的水土流失總量，t；q為項目建設區背景流失量，t；Δq為新增水土流失量，t。

該項目水土流失量見表3。

表3 項目建設區水土流失量表

根據前述表2和表3中的結果，治理后土壤流失控制比達到0.86，因此，該項目通過各項水土保持措施的綜合治理，其水土保持效益是可觀的；隨著道路硬化面積加大、林草覆蓋率增加，原地貌土壤侵蝕得到緩減，水土流失得到一定程度的控制。

5.3 生態效益

該項目共布設植物措施面積23.57 hm2，根據前述表1中數據，該項目的林草植被恢復率為98%，林草覆蓋率為40%，均實現了水土保持防治目標，較好的補償了工程建設對環境造成的不良影響。項目區臨時用地都恢復其原有功能，適宜綠化區域都進行了造林種草綠化，項目區生態環境得到明顯恢復和改善。

5.4 經濟效益

該項目在實施各項水土保持措施后，擾動土地整治率達到97%，水土流失總治理度達到97%，均達到了較為理想的水土流失治理效果。該項目在實施植物措施后，對所占林地進行了植被恢復，對所占耕地進行土地平整后復耕，較好的恢復了原有土地類型的功能。相對于治理之前，項目區內間接增加了林地3.9 hm2，耕地3.4 hm2，以《陜西省征地統一年產值平均標準和區片綜合地價平均標準》[2]中數據為例，山陽縣耕地年平均產值按1496元/畝、林地產值與耕地產值按基本相同計算，年增加產值16.38萬元。渣場所占2 hm2坡地旱田升級為梯田，提高了耕地等級，年平均產值較坡耕地可增加約30%，因此，該項目水保措施實施后，可對工程區產生較大的經濟效益。

6 結語

磨溝水庫工程區天然溝道較少、棄渣場選址難度大，選擇采用三面圍擋形式坡地堆置圍堰填筑和導流洞開挖棄渣，和利用天然建筑材料砼骨料坑堆填壩肩開挖、水庫管理站及部分道路工程棄渣的堆渣設計方案，合理利用了砼骨料開挖料坑，有效防止了新增水土流失，最大限度地減少了渣場占地面積，治理達到了預期效果和目標，蓄水保土、生態及經濟效益顯著。

[1]中華人民共和國建設部.中華人民共和國質量監督檢驗檢疫總局.（GB 50433—2008）開發建設項目水土保持技術規范［S］.北京:中國計劃出版社,2008.

[2]陜西省人民政府.陜西省征地統一年產值平均標準和區片綜合地價平均標準[Z].2010.4

S157；TV62

B

1673-9000（2017）03-0174-03

2017-02-10

王思敏（1990-），女，陜西西安人，助理工程師，主要從事水利水電工程水保及環評工作。