陜甘寧鹽環定揚黃共用工程改造項目水土流失治理與效果

郝瑞甫

(鹽環定揚水管理處，寧夏 吳忠 751100)

1 陜甘寧鹽環定揚黃工程概況

陜甘寧鹽環定揚黃工程是以解決陜西省定邊縣、甘肅省環縣和寧夏鹽池縣、同心縣部分地區飲水問題，防治地方病，改善生態環境，在有條件的地區發展農業灌溉的電力揚水工程。工程由陜西、甘肅、寧夏三省區共用工程(輸水總干渠)和三省區專用工程(輸水支干渠、灌區建設)兩部分組成。共用工程設計流量11 m3/s，建設揚水泵站12座，裝機容量659 MW，輸水干渠長123.8 km，水工建筑物113座；設計解決38.6萬人、132萬頭牲畜飲水問題，并發展灌溉面積2.01萬hm2。工程于1988年正式開工建設，1993年5月試水，1996年9月竣工正式投入運行，總投資3.03億元。

2 陜甘寧鹽環定揚黃共用工程運行中的水土流失與治理

陜甘寧鹽環定揚黃共用工程地處鄂爾多斯臺地南緣，屬干旱風沙草原區。該區域干旱少雨，植被稀疏，風大沙多，生態環境十分脆弱，風力侵蝕危害嚴重。由于工程設計和建設中對水土流失防治認識不足，重視不夠，沒有考慮渠道沿線的風沙治理，導致在每年大風季節，沿線風沙淤積渠道，嚴重影響供水。春季和秋季灌水之前，都要安排渠道清淤，平均每年清淤量在10萬m3以上，需要專項資金100萬元以上，加大了運行成本。為此，工程運行管理部門對渠系沿線進行了持續的水土流失治理。一是在風沙嚴重的一干渠、二干渠、三干渠、五干渠兩側30 m范圍內全面營造了喬灌結合的防風護渠林；二是對泵站周圍棄土場進行平整，開發成生產生活用地；三是在干渠沿線流動沙丘渠段設防沙草障、點種灌木，在渠道兩側管護范圍內設刺絲圍欄進行生態修復。僅2002—2008年總治理面積就達784 hm2，制作刺絲圍欄76.4 km，治理渠道61 km。后期又陸續在灌區四周及道路、渠系沿線和農田周圍營造了防護林體系，并對天然草場實施了退牧還草、草場封育等；2010—2016年結合美麗渠道建設，在干渠兩側營造防護林帶32 km，目前得到初步治理的干渠長占總長的75%。通過多年的治理，工程沿線呈現出一派盎然生機，宛如一道綠色屏障，護衛著泵站和渠道，工程基礎設施得到完善，地表植被覆蓋度由25%增加到85%，增大了土壤入滲率和地表攔蓄經流的能力，有效控制了水土流失；每年渠道清淤費用下降到20萬元以下，降低了揚黃工程運行成本，確保了工程正常運行，使鹽環定揚黃共用工程的效益能夠得到充分發揮，提高了供水保證率。

陜甘寧鹽環定揚黃共用工程前期已采取的治理措施中，大部分是因地制宜、因害設防，但因缺乏資金，目前仍存在很多問題：一是部分棄土尚未采取有效的整治措施，渠道沿線的風沙危害及大挖方段的棄土產生的水土流失嚴重威脅工程的安全運行；二是現有治理措施中有一些需要進一步完善和提高標準，如已做的草障有一部分沒有配合植物措施，其防護作用不會長久；三是缺乏統一規劃，整個工程在防治水土流失方面沒有整體的工程措施、植物措施布局。

3 鹽環定揚黃共用工程更新改造中的水土保持

2016年9月鹽環定揚黃共用工程被列入寧夏中部干旱帶脫貧攻堅水源工程更新改造項目正式開工建設，將原有的12座泵站合并改造為8座，改造干渠38.68 km。工程設計和建設中，全面總結和吸取了以往忽視水土流失防治工作，影響工程正常運行的教訓，對工程更新改造可能造成的水土流失和目前存在的水土流失問題進行統一考慮，全面系統設計。

3.1 水土流失防治分區

根據區域地形地貌及自然條件基本一致、區域水土流失制約因子的一致性和工程施工對地表植被擾動的近似性，以及主體工程設計中區域內工程布局基本相同和空間結構、施工工藝和方法基本相似等原則，進行水土流失防治分區劃分。經綜合分析工程設計、施工工藝、方法、布局、占地性質、水土流失特點等，將項目區劃分為泵站主體工程區、棄渣場區、施工生產生活區、渠道工程防治區、預制場防治區共5個防治區。

3.2 水土保持措施布局和分區防治措施

防治措施總體上按“點、線、面”相結合的方式進行布局，即以工程水土流失重點防治部位為點，以干渠工程綠化為線，以泵站主體工程區、棄渣場區、施工生產生活區、渠道工程防治區、預制場防治區為面，全面、合理、系統地布設水土保持綜合防治措施體系，達到有效防治水土流失的目的。

3.2.1 泵站主體工程區

泵站廠區四周采用1∶1.5 的混凝土框格種草護坡，坡頂設置漿砌石截洪溝，坡底設置素混凝土排水溝，將雨水導入進水渠，截洪溝斷面1.0 m×0.5 m，素混凝土排水溝斷面 0.5 m×0.5 m。對出水管道管床進行混凝土貼坡硬化，洪水通過管床排入泵房后面低洼處，設置臨時抽排設施，排入廠區排水溝。暴雨期間，排入前池的雨水通過退水渠排走。

新站址用地類型有耕地、林地、荒草地，地勢較平坦開闊，原地貌上草的長勢較好，考慮對新站址進行表土剝離，剝離的表土堆放于棄渣場區，與棄渣分開堆放，作為后期新建泵站綠化區域及廢棄泵站拆除填埋后覆土土源，表土剝離厚度20 cm，直接堆放到棄渣場靠外一側。工程結束后對新建泵站硬化建筑物占地以外的空閑地進行人工整地、管道臨時占地區采用機械整地。機械施工方式采用人工施農家肥，拖拉機牽引鏵犁耕翻地，整地深度30 cm。

對泵站周邊空閑地按園林綠化標準進行綠化，喬木選擇新疆楊、國槐、側柏、油松按1∶1∶1∶1混植，株行距為2 m×3 m，并撒播種草，按苦豆子、沙蒿、冰草1∶1∶1混播，設計播種量為80 kg/hm2。泵站內空閑地，點綴黃刺玫、榆葉梅等，配置花壇，花壇可選種月季等耐寒、耐旱花卉。對栽植喬灌木的區域進行穴狀整地，喬木栽植穴規格為60 cm×60 cm×60 cm，灌木栽植穴規格為40 cm×40 cm×40 cm。灌溉方式采用微噴灌。

3.2.2 棄渣場區

棄渣場區是水土流失防治的重點區域，棄渣場位于共用工程泵站附近，地勢較平坦開闊，原地貌上樹草的長勢較好，為有效利用腐殖質層以備后期恢復植被，對棄渣場進行表土剝離，剝離的表土堆放于棄渣場區，與棄渣分開堆放，待施工結束后進行回覆平整。表土剝離厚度20 cm。棄渣場利用結束后，回覆表土并進行機械土地整治，以備后期綠化。拖拉機牽引鏵犁耕翻地，整地深度 30 cm。對占用耕地區域進行復耕。

對渣場覆土平整后綠化，綠化方式采用造林與種草相結合的方式，喬木選擇新疆楊、刺槐和旱柳按1∶1∶1混植，灌木采用紫穗槐、檸條、檉柳混植進行植被恢復。草種有苦豆子、沙蒿、冰草，按1∶1∶1混播。喬木株行距2 m×3 m，灌木株行距1 m×1 m。苦豆子、沙蒿、冰草設計播種量為80 kg/hm2，對于占用耕地區域，栽植紫花苜蓿進行土地熟化。種草選在雨季進行，播種前去草籽包衣或拌成泥丸后摻沙撒播。對栽植喬木的區域進行穴狀整地，喬木栽植穴規格為60 cm×60 cm×60 cm。灌木栽植穴規格40 cm×40 cm×60 cm。

為防止風蝕和減小面蝕強度，需對臨時剝離的表土根據占地區實際情況定點堆放，四周采用擋土袋進行攔擋，擋土袋設計規格為0.6 m×0.8 m。表面采用纖維網進行苫蓋。

3.2.3 施工生產生活區

工程施工生產生活區占用旱耕地和荒草地，占地區域平坦開闊。施工期間水土流失輕微，以預防保護為主。設計措施有表土剝離與回填、表土臨時堆放攔擋與覆蓋、臨時排水措施，工程施工結束后的復耕措施、機械整地措施和喬灌草綠化措施。

3.2.4 渠道工程防治區

對干渠兩側的高邊坡進行整治，渠頂以上邊坡1∶1.5，采用無砂砼六邊形空心磚鋪砌加種草的“工程+生物”措施?？招拇u厚80 mm，將現狀邊坡整平壓實后鋪砌。每20 m設一道預制隔條，尺寸0.3 m×0.3 m×1.0 m。在渠堤外側和第一級馬道各設一條縱向排水溝，將坡積水排向低洼處。

對退水溝開挖棄土土方進行整平，整平后栽植灌木和撒播草籽進行水土流失防治。灌木選用防風固沙先鋒灌木檸條，每3行為一組，行距1 m，株距1 m，組間距為5 m；草種選用苦豆子、沙蒿、冰草混播，混播比1∶1∶1。

干渠兩側栽植護渠喬木林帶，喬木選用刺槐、旱柳、新疆楊及沙棗，株行距均為3 m，干渠兩側各種植一行。

3.2.5 預制場防治區

對預制場區采用推土機進行表土剝離，剝離厚度為0.2 m，施工結束后對剝離表土進行回鋪及機械化土地整治措施，以備后期恢復植被。拖拉機牽引鏵犁耕翻地，整地深度30 cm。

土地整治結束后，對預制場臨時占用的天然草地通過栽植灌木和撒播草籽進行植被恢復。灌木選用檸條，每3行為一組，行距1 m、株距1 m、組間距5 m；草種選用苦豆子、沙蒿、冰草混播，其中設計播種量苦豆子25 kg/hm2、沙蒿20 kg/hm2、冰草25 kg/hm2，補植率按20%計，實際播種量苦豆子30 kg/hm2、沙蒿24 kg/hm2、冰草30 kg/hm2。種草選在雨季進行，播種前去草籽包衣或拌成泥丸后摻沙撒播。

為防止風蝕和減小面蝕強度，對臨時剝離的表土根據占地區實際情況定點堆放，堆高不大于3 m，表面采用纖維網進行苫蓋并用袋裝土攔擋。

4 陜甘寧鹽環定揚黃共用工程更新改造項目水土流失防治效果

工程實施后，新實施的水土保持措施和原有水土保持措施形成一個完整的防護體系，使渠道管理范圍內的林草植被覆蓋率達到50%以上，形成了以渠道為干線的綠色屏障；管理處的泵站(所)進行了園林綠化美化，已形成了點、線、面結合，自然和諧、環境優美、完整統一的植物防護林體系；治理區侵蝕模數由治理前(2016年)的大于5 000 t/(km2·a)降至2018年的小于2 500 t/(km2·a)，降比超過了50%。工程的實施有效地遏制了土壤沙化和水土流失的擴展，實現了治理區域生態環境的歷史性轉變，促進了林草資源的可持續發展。