山西省萬家寨引黃工程大梁水庫土料場整治與防護

賈 峰，王正君，劉喜福，張 瑋，王 晨，李樹航

(1.黑龍江大學水利電力學院，黑龍江哈爾濱150080；2.山西省黃河萬家寨水務(wù)集團有限公司，山西朔州036800)

1 前言

當今時代提倡綠色環(huán)保工程，十九大指出環(huán)境已經(jīng)成為解決新時期社會主要矛盾的重要手段[1]。工程上，在水庫建設(shè)時期，需要在土料場采集土料和砂石來進行筑壩，因此會對當?shù)赝亮蠄龅耐寥辣韺印⑼翆訝顩r造成破壞，若不及時進行整治防護，則會造成水土流失、邊坡坍塌，進而影響當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。因此，水庫筑壩土料場的整治與防護已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注，也成為水庫驗收工程的重要部分。

在水利工程中，為了避免水土的過度流失，從保護水土資源的角度出發(fā)，通過改良以及合理利用，提高并維護土地的生產(chǎn)力，為了能夠充分發(fā)揮水土資源的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益，必須要采取綜合性的保護措施。所以要重點考慮土料場后續(xù)的水土保持能力，即對土料場地進行土方開挖、土方填筑，使土地盡量平整，不會出現(xiàn)坍塌等，然后選用相關(guān)植株進行綠化。已達到對土料場的整治與防護。本文通過介紹山西省萬家寨大梁水庫土料場的整治與防護，探究黃土高原地區(qū)水土整治方法。

2 大梁水庫及土料場概況

2.1 大梁水庫概況

大梁水庫是萬家寨引黃工程北干線上的一座年調(diào)節(jié)水庫，水庫位于山西省朔州市平魯區(qū)井坪鎮(zhèn)西北約3.0 km的下稱溝內(nèi)，主要作用是向平魯全年供水及汛期向朔州、山陰、懷仁及大同等地供水。水庫總庫容2260萬m3，由主壩、進水塔、放空洞、庫岸護坡及交通橋等建筑物組成。水庫設(shè)計洪水位1399.61 m，壩頂高程1401.00 m，主壩最大壩高26 m，壩頂長度為1145 m，為黏土心墻砂礫料混合壩。主壩位于大梁村村南、井西煤礦北面的下稱溝溝口，為一黏土心墻砂礫料混合壩。壩軸線采取直線形布置，橫跨下稱溝谷地，主壩壩頂高程1401.00 m，防浪墻頂高程1402.2 m，最大壩高26.0 m，壩頂長1145 m[2]。

大梁水庫于2009年5月開工建設(shè)，2012年7月大梁水庫完工蓄水。取土場位于距大梁水庫約1.3 km的大梁村與東洼村之間的黃土山梁南側(cè)斜坡地帶。大梁水庫的航拍全貌見圖1。

2.2 大梁水庫土料場概況

大梁土料場位于大梁水庫西北的大梁村與東洼村之間的黃土山梁南側(cè)斜坡地帶，距離大梁水庫約1.3 km。土料場整體呈矩形，地勢西北高，東南低。

土料場地層上部為第四系上更新統(tǒng)風坡積(Q3eol+dl)：黃土狀壤土為主，夾重砂壤土透鏡體，平均厚6.68 m，黃土狀壤土具大孔隙和垂直節(jié)理，表部0.70 m～1.10 m含植物根系，底部見零星姜石；重砂壤土松散，厚0.50 m～1.50 m，約占Q3土層總厚度的1.5%。中更新統(tǒng)(Q2)壤土夾重砂壤土，勘察揭露厚度1.05 m～18.00 m，平均厚度10.72 m，壤土較密實，局部含姜石；重砂壤土呈透鏡狀，厚2.10 m～21.50 m，主要分布于料場東北部，Q2土層以下為第三系(N2)粘土或石炭系太原組(C3t)砂頁巖、泥巖等[3]。大梁水庫航拍全貌見圖1。

圖1 大梁水庫航拍全貌

大梁水庫土料場西側(cè)區(qū)域有一處磚廠占地與大面積種植的樹木、農(nóng)作物等，并且此區(qū)域為未取料區(qū)域，本次設(shè)計暫不進行整治。實際取料區(qū)域基本位于規(guī)劃取土場的東半部分及磚廠以北的區(qū)域的高邊坡，涉及面積約12 hm2，其整體風貌見圖2。

圖2 大梁水庫土料場

3 土料場整治與防護

3.1 土料場整治原因

水土保持是山區(qū)發(fā)展的生命線，是國土整治、江河治理的根本，是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ)，是我們必須長期堅持的一項基本國策(國務(wù)院國發(fā)[1993]5號文件“關(guān)于加強水土保持工作的通知”)，特別是黃土高原地區(qū)的水土問題。山西省萬家寨大梁水庫土料場位于黃土高原地區(qū)，該地區(qū)地面坡度大，土質(zhì)松散、土壤耕作層易被侵蝕、破壞，使土地肥力日趨衰竭；且發(fā)生水土流失后易淤塞河流、渠道、水庫，降低水利工程效益，甚至導致水旱災(zāi)害發(fā)生，嚴重影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；同時水土流失對山區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及下游河道帶來嚴重威脅。通過開展工程綜合治理，可以增加地表植被、涵養(yǎng)水源，調(diào)節(jié)小氣候，有效改善生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件，減少水、旱、風沙等自然災(zāi)害。該土料場距離大梁水庫僅1.3 km，所以對土料場進行水土保證治理顯得尤為重要。

國家大力提倡綠色環(huán)保工程，對項目部后期進行整治也是項目驗收的重要部分。在對大梁水庫整體進行竣工驗收時，根據(jù)《水利水電建設(shè)工程驗收規(guī)程》(SL 223-2008)和《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗與評定規(guī)程》(SL 176-2007)等標準，需要對大梁水庫土料場進行整治與防護[4]。

3.2 土料場整治與防護措施

3.2.1 土方開挖

主要內(nèi)容有：表土剝離、土方開挖運輸、土方推平并壓實。

土方開挖過程中的注意事項：

1)土方開挖是先淺后深，從上至下分層開挖，開挖時先用反鏟開挖剝離表層土(視表層土存在的厚度而定，一般不小于0.3 m)，沿基坑一側(cè)集中存放，表層土以下開挖的土方，用于修筑臨時道路，用裝載機攤鋪，18 t振動碾振動碾壓，修筑施工道路。

2)深層土方開挖用反鏟挖掘機分層開挖，分層高度為3 m～4 m，開挖采用反鏟挖掘機配合開挖，堆于基坑另一側(cè)，采用裝載機分層平整、堆集，使堆料保持安全的坡度。溝槽挖深6 m～6.5 m，溝槽開挖的坡度，按設(shè)計斷面坡度控制。開挖時基底預(yù)留10 cm～20 cm厚保護層，改用人工開挖，并清理基底，避免擾動原狀土。土方開挖工程量見表1。

表1 土方開挖工程量

3.2.2 土方回填

主要內(nèi)容有：回填區(qū)土方回填碾壓、種植土覆土回填、表土回填。

土方回填過程中的注意事項：將各回填區(qū)域進行場地平整，在填筑前進行了生產(chǎn)性的碾壓試驗，確定了填筑施工參數(shù)、虛鋪厚度和碾壓遍數(shù)，采用裝載機將挖運到回填區(qū)的土方推平至虛鋪厚度，用壓路機碾壓，碾壓遍數(shù)不小于試驗驗結(jié)果確定的碾壓遍數(shù)。逐層施工回填到圖紙設(shè)計要求的高程。土方回填工程量見表2。

表2 土方回填工程量

3.2.3 場地綠化

主要內(nèi)容有：穴狀整地、小葉楊種植、爬山虎種植、檸條種植、紫花苜蓿和無芒雀麥種植。綠化植株種類及數(shù)量見表3。

表3 場地綠化工程量

綠化過程中的注意事項：

1)植苗施工工序：整地→施肥→植苗→填土和保水劑→踩實→澆水。

播種工序：整地→施肥→播種→磨平鎮(zhèn)壓。

2)苗木采購、運輸、栽植過程中要做到起苗不傷根、運苗不漏根(嚴禁風吹日曬)，清水崔根(栽前放在清水中浸泡1天～2天)，載苗不窩根，分層填土踩實。

3)根據(jù)圖紙設(shè)計要求進行栽植，小葉楊株距3 m，行距3 m；爬山虎株距為3株/m；檸條株距0.5 m，行距0.5 m。

4)開穴深度和寬度應(yīng)大于苗木根幅和根長，灌木的種植穴為0.3 m×0.3 m×0.3 m，喬木的種植穴為0.6 m×0.6m×0.6 m。栽植時應(yīng)將苗木扶直扶正，根系舒展，深淺適宜，覆土時應(yīng)先填表土濕土，后天心土干土，分層覆土，分層踏實，最后覆蓋一層虛土。在覆土或局部換土時按照50 kg/畝施入基肥。

5)紫花苜蓿和無芒雀麥混合均勻播種，播種完成后應(yīng)用耙子輕輕扒一下，使其種子可以拌到土壤中。

3.3 土料場整治與防護效果

大梁水庫土料場整治與防護工程于2019年6月開工，2019年12月竣工，工期6個月，整治防護面積12 hm2，耗資300余萬元。通過本工程項目綜合治理，增加了地表植被，涵養(yǎng)了水源，調(diào)節(jié)了小氣候，有效地改善生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件，減少水、旱、風沙等自然災(zāi)害，同時也達到了山西萬家寨大梁水庫的竣工驗收要求。土料場整治后航拍全貌見圖3，綠化種植的小葉揚見圖4。

圖3 土料場整治后航拍全貌

圖4 綠化種植的小葉楊

4 結(jié)論

本項目通過對山西省萬家寨引黃工程大梁水庫土料場的整治與防護，改善了大梁村和東洼村的大氣污染和水土流失的生態(tài)環(huán)境，促進當?shù)亟?jīng)濟作物藜麥、果品的種植，同時促進了當?shù)靥厣r(nóng)業(yè)如小雜糧加工業(yè)的發(fā)展，堅定當?shù)刈呱a(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路。推動形成綠色發(fā)展方式和生活方式，促進人與自然和諧共生，為國家全面走進小康社會，實現(xiàn)中國夢而貢獻力量。