某農村飲水項目水土流失預測與水保措施探析

敬 云

（三原縣水土保持工作站，陜西 咸陽 713800）

1 概況

某農村飲水工程涉及6 個鄉（鎮）68 個行政村223 個自然村18333 戶8.41 萬人，其中東部引水控制供水人口為3.19 萬人，新增供水人口1.22 萬人。本工程供水以農村居民生活用水為主，不考慮大牲畜和羊只的飲用水以及農業灌溉和工業用水（其中受水區牲畜和羊只的飲用水采用已建集雨水窖加以解決）。項目區地貌類型屬黃土丘陵溝壑地貌，場區總地勢為南高、北低。起伏大，地勢寬緩，地表多為黃綿土，多表現為包狀坡地，上部覆蓋大量野生植物。屬中溫帶干旱大陸性氣候區，多年平均降水量467.7 mm。項目所在區域土壤類型主要是黃綿土，土壤團粒結構性差，抗蝕性能差，極易造成侵蝕。區內，植被覆蓋度26%左右。在飲水工程建設中，主支管線全長402.69 km，布置各類建筑物834 座，為了減少項目開發建設帶來的水土流失，需對項目建設水土流失和水保措施進行探討。

2 水土流失現狀及影響因素

2.1 項目區水土流失情況

由于項目受益區長期干旱少雨，自然條件惡劣，隨著人口的增加，許多群眾為生活所迫大面積開荒種地、放牧，使項目受益區原本惡劣的生態環境雪上加霜，自然植被破壞殆盡，喪失涵養水源條件。近年來國家加大了荒山治理力度，采取了封山禁牧，涵養水源等治理措施，使項目區生態環境有所改善。項目區地處水力侵蝕區，土壤侵蝕類型為水力侵蝕。根據全國水土保持第二次遙感普查成果以及《土壤侵蝕分類分級標準》（SL190-2007），結合對項目區的實際調查，分析項目區的地形、地貌、植被、土壤、風速、降雨及植被覆蓋度等水土流失影響因子，確定各防治分區的土壤侵蝕背景值，土壤侵蝕模數為4100 t/（km·a），水土流失強度以中度為主。容許土壤流失量為1000 t/（km·a）。

2.2 工程建設水土流失影響因素分析

此飲水工程除了管線之外，還布置各類建筑物834 座（包括泵站、蓄水池、水處理廠、懸索橋、路涵、防洪工程、管橋、排氣補氣閥、檢查井、減壓閥、供水房、管理站等）。另外，還有施工區及施工材料堆放區、永久管護道路和施工臨時道路等。項目實際占地面積為213.67 hm2，其中永久占地31.54 hm2，臨時占地182.13 hm2，項目施工開挖土方總量120.78 萬m3，填方總量115.82 萬m3，綜合利用4.96 萬m3。工程建設對當地水土流失的影響主要表現在工程建設時期的施工活動，各施工區域場地平整、基礎開挖回填、臨時堆土、機械碾壓等活動造成新增水土流失。各單元工程的水土流失影響因素的分析如下：

管道工程：工程建設中，施工機械和運輸機械對地表的碾壓及施工人員踩踏等施工活動，不同程度破壞了地表植被，形成對原地貌的擾動，遇大風天氣和降雨產生新的水土流失。

道路：路基的開挖、回填、機械碾壓及人員的踩踏，使原地表植被、結皮受到擾動和破壞，失去原有的抗侵蝕能力，必將產生新的水土流失。

施工生產生活區：場地平整、砂石等建筑材料堆放、機械對地表的碾壓及人員踩踏等施工活動，造成對原地貌的擾動和破壞，遇大風天氣和降雨，必將產生新的水土流失。

3 土壤流失量預測分析

2020年1 月至2020年4月，水保工作者對飲水工程進行了全面調查。通過巡查、實地量測、場面監測等方法，利用GPS、紅外線測距儀、卷尺等儀器設備，對項目的防治責任范圍、擾動土地面積、等進行測量，在調查監測的基礎上，對取得的監測數據及收集資料進行詳細分析和計算。

3.1 各階段侵蝕模數的分析確定

該項目屬線式建設類項目，根據項目區的地形地貌、工程造成的水土流失特點等，將項目劃分為施工期（含施工準備期）和植被恢復期兩個時段，各時段防治責任范圍劃分為原地貌、擾動地表和實施防治措施地表三大類。原地貌指沒有進行施工的區域，在施工準備期及施工初期所占比例較高。擾動地表指在施工階段因各種原因開挖、占壓、損壞的區域，隨著工程進展，擾動地表的面積逐漸增大，原地貌所占比例逐漸減少。實施了土地整治及植物措施后，新增水土流失將逐步得到扼制，同時原地貌水土流失也得到有效控制，擾動地表土壤侵蝕已小于原地貌土壤侵蝕。

通過調查項目區附近風電及光伏項目水土保持監測數據，結合項目的實際情況，分析得到本項目原地貌土壤侵蝕模數約為4100 t/（km·a），項目建設期土壤侵蝕模數約為12200 t/（km·a），項目試運行期土壤侵蝕模數約為4150 t/（km·a）。

3.2 各階段土壤流失量預測計算

土壤流失量計算公式：

經計算，本項目建設期造成水土流失總量為26067.7 t，背景水土流失量為8760.5 t，新增水土流失量17307.3 t，建設期各工程區造成水土流失量預測見表1。

據2012年民政部第98號文件，經民政部全國性社會組織評估委員會評定，中國煤炭加工利用協會榮獲2011年度 4A級全國行業協會組織。

表1 各監測區建設期水土流失量預監測表

試運行期為1 a，本工程水土流失總量為6943.8 t，背景水土流失量為6860.1 t，新增水土流失量83.7 t，試運行期造成水土流失量見表2。

表2 試運行期造成的水土流失量

3.3 各擾動土地類型土壤流失量分析

根據各監測分區不同階段土壤侵蝕模數及其擾動面積，分別計算預測各擾動土地類型水土流失量，計算結果見表3。

表3 各擾動土地類型水土流失量一覽表

由表3 可知，水土流失新增最多的區域為管道工程區，新增水土流失量為11468.1 t，占新增水土流失總量的65.94%，由此可見，管道工程區是水土流失防治的重點區域。

3.4 水土流失危害分析

農村安全飲水工程建設過程中人為活動造成水土流失的原因主要是破壞擾動原地貌，損壞植被等現狀水土保持設施，使土壤疏松、抗侵蝕能力降低，產生水土流失。根據本工程建設特點，就各建設區域在不采取任何水土流失防治措施的前提下，造成的水土流失危害分析如下：

（1）由于大量的土方開挖和回填，將產生大量的臨時性堆土，遇大雨（風）等不利天氣條件，易造成大面積的開挖面沖刷、基坑底部的泥土淤積以及揚塵等危害，其產生的大量水土流失甚至會影響周邊的灌渠體系的過水能力，降低其防洪除澇標準，影響施工降低工效。

（2）施工臨時設施區工程建設期間，由于機械設備等在場地的反復碾壓和擾動，使熟化的表層土板結，砂、石、水泥等建筑材料的堆放區，在不利的天氣條件下易發生砂、水泥的流失，對環境產生一定的影響。

（3）取土場區取料時，由于表土剝離，以及大范圍的料場土方開挖及剝離土的臨時堆存，將產生大量的松散土體，在不利的天氣條件下易發生水土流失，對周邊環境產生影響。

4 水土流失防治措施

通過水土流失量預測可知，建設期內如不采取任何防護措施，新增水土流失量為11468.1 t。針對項目開發建設可能造成的水土流失，按照“預防為主、全面規劃、綜合防治、因地制宜、加強管護、注重效益”的指導思想，高度重視項目建設的水土保持工作，在總結周邊同類項目建設經驗的基礎上，建議從以下幾個方面采取措施，以減少項目建設二次擾動范圍。

4.1 工程措施

本項目水土保持工程措施主要涉及管道工程、建筑工程、施工道路、施工生產區的截水槽挖方、永久道路排水溝等工程措施。力求通過工程措施，減少項目開發建設帶來的水土流失。

4.1.1 管道工程

截水槽挖方：方案設計項目所在區域為山區，防治坡面水流對管道形成沖刷掏空等，對管道的正常運行及對周邊環境造成不利影響。截水槽的規格為長2 m，寬0.3 m，深0.5 m，挖出土方量24161 m3，實際挖出土方量21745 m3。

土地復墾：該措施為新增措施，規劃完成土地復墾82 hm2。

4.1.2 施工道路

永久道路排水溝：方案設計在道路兩側修筑排水溝，以便排水減少水土流失，排水溝1360 m，實施完成排水溝措施量1320 m。

4.2 植物措施

植物措施主要包括管道工程、建筑物工程、施工道路、施工生產區的人工造林種草等植物措施。具體為：方案設計管道工程區種草5.0 hm2，在建筑物工程施工結束且土地整治結束后進行植被恢復措施，恢復面積9.84 hm2，施工道路工程種草12.52 hm2，施工生產區種草1.33 hm2，力求通過植樹種草，擴大綠化面積，防止水土流失。

4.3 臨時防治措施

臨時措施主要包括人工夯實土方、臨時排水溝等措施。通過查閱主體工程資料，主支管道所經區域主要為旱耕地和荒地，管道采取埋管鋪設，其管溝開挖采用管溝挖掘機和人工開挖結合方式，人工夯實土方6.28 hm2。道路工程區在施工期間，施工單位加強預防保護措施，對臨時道路修筑排水溝3500 m。施工生產區完成臨時排水溝1260 m，可有效減少水土流失。

5 結語

為及時、準確地獲取工程建設過程中對原地貌造成的擾動及其引起的水土流失情況，對項目開發建設可能造成的水土流失情況進行了分析，水土流失主要發生在施工期間基礎開挖、臨時堆土、工程車輛和施工單位進駐施工場地時，項目建設期造成的水土流失量為26067.7 t，試運行期水土流失量為6943.8 t。并有針對性地提出水土保持治理措施，以最大化地減少水土流失。