洞庭湖蓄滯洪區安全試點工程水保措施布設研究

林榮新

(湖南省水利水電勘測設計規劃研究總院有限公司深圳分院 廣東 深圳 518000)

1 概 述

長江中下游防洪體系的重要構成之一是洞庭湖蓄滯洪區，其對分流城陵磯區域超量洪峰，保障武漢市防洪安全和荊江大堤穩定具有極其重要的意義。三峽工程建成后，城陵磯附近區域超額洪量有所減少，但分洪總量仍然很大，重要蓄滯洪區將長期存在并發揮防洪效益。為緩解湖南省四水尾閭和松澧地區的防洪壓力，確保四水尾閭重要城市和重點堤垸的防洪安全，選擇圍堤湖、澧南、西官垸及民主、城西垸進行安全試點工程建設，其中圍堤湖、澧南、西官垸以建設和完善垸內生產轉移道路、橋梁等轉移設施為主，以確保分蓄洪命令下達前，垸內的生產人員能及時安全轉移；民主、城西垸則以安全區和安全臺建設為重點，以滿足分蓄洪時沙頭安全區內居民的基本生活物資和防汛搶險物資運輸需要[1]。

工程主要建設內容包括安全區、安全臺、生產轉移道路、橋梁、機電設施防護等，其中安全區新建堤防和護坡各9.27km，填塘固基24處、共17598m2，新建穿堤涵閘6座，修建堤頂混凝土道路11.29km；新建安全臺4處、面積61.1萬m2；修建生產轉移道路20條、總長63.54km；重建配套橋梁23座；建設沙頭資江大橋安全區內的引橋、接線、匝道及懸梯；3處泵站設施防護等。項目建設將不可避免地擾動地表，并占用耕地、破壞植被。為有效防治施工中的水土流失，亟需開展針對性的水土保持措施布設研究。

2 水土流失防治目標

該項目水土流失防治標準執行《生產建設項目水土流失防治標準》(GB/T50434-2018)，對應的防治目標為：水土流失總治理度95%；土壤流失控制比0.8；擾動土地整治率95%；林草覆蓋率25%；林草植被恢復率97%；攔渣率95%。考慮到項目區多年平均降雨量多高于800mm，將水土流失總治理度、林草覆蓋率以及林草植被恢復率三項目標值的絕對值均提高2%；考慮到工程區水土保持受到輕度侵蝕，將土壤流失控制比目標值由0.8提高至1.0(各項防治目標值具體見表1)。

表1 項目水土流失防治目標值統計表

3 防治責任范圍及防治分區

3.1 防治責任范圍

根據相關規范要求，以施工組織設計、工程布置、場地區的自然地形條件為基礎，結合工程建設和運行過程中可能造成水土流失的影響區域，以項目建設區和直接影響區的各自面積作為該工程的水土保持防治責任范圍。經現場調查和科學界定、核實，該工程項目建設區總面積為658.46hm2，直接影響區總面積為59.95hm2，水土保持防治責任范圍總計718.41hm2。

3.2 防治分區

工程水土流失防治分區以場地區主體工程布局、地貌地形條件和水土流失特征為基礎，并結合資料收集與數據分析、現場實地走訪調查等方法來進行劃分。項目水土流失防治分區分為主體工程區、取土場、棄渣場區、施工生產生活區、施工道路區、臨時堆土區和道路改建區共7個分區，主體工程區按建設內容又劃分為安全區、安全臺、轉移道路和月圍等4個防治亞區。

4 水保措施布設

4.1 措施總體布局

水土流失防治應根據項目區地形、地質、土壤條件及水土流失狀況，結合工程施工特點、施工布置、項目區近遠期發展規劃以及防治目標和所產生的水土流失影響，科學確定水土保持方案及措施[2]。總體而言，應遵循工程措施為主，植物措施為輔；永臨結合、防治并舉；全面防治、重點突出；資源保護，恢復為主的治理原則，通過系統、全面設計，以期形成完善和富有成效的水土保持防治體系[3]。在防治過程中，優先實施工程措施，以其時效性和控制性來削弱水土流失；在此基礎上，進一步開展植物措施來涵水保土，并結合土地整治來充分遏止工程區域流失水土，從而全面防治水土流失[4]。根據該工程防治分區情況，將主體工程區和取土場確定為該項目的水土流失重點防治區，并采取綜合措施來實現水土流失由被動控制到綜合開發治理的轉變。

4.2 分區防治措施布設

4.2.1 主體工程區

主體工程區按建設內容劃分為安全區、安全臺、轉移道路和月圍等4個防治亞區，是該項目水土流失重點防治區之一。

1)安全區：施工過程中擬在堤防填筑前，沿新建堤防坡腳外側設置袋裝土進行攔擋，防止松散土方進入河道，并沿袋裝土外側設土質排水溝。及時對堤段坡面采取工程護坡或植物護坡措施，并對堤頂道路兩側范圍鋪設草皮。穿堤建筑物回填土臨時堆放在堤防坡腳護堤地，并采取攔擋、覆蓋措施；施工完成后為了防止堤防坡面降雨沖刷坡腳，在大堤內側坡腳栽植2m寬的灌木帶。為了排除上堤坡道工程區的徑流、洪水，在上堤坡道內側布設排水溝。上堤坡道外側布設1排灌木帶。填塘固基施工區已建成塘埂，可以用作攔擋措施，填塘固基完畢后，對堤內填筑面采取復耕措施。對穿堤建筑物周邊空隙地種植水保草地，進行美化綠化。安全區護堤地范圍內栽植水杉，株距為2m。

2)安全臺：施工過程中民主垸安全臺采取土方直接填筑，在填筑土方施工活動前，沿安全臺坡腳外側設置袋裝土進行攔擋，防止松散土方進入河道，并沿袋裝土外側設土質排水溝。城西垸相鄰安全平臺的土方填筑采用挖泥船吹填，臺周邊進行圍堰吹填，并布設多處退水口于圍堰填筑區內，退水口與排水溝渠連接，同時采用黏土麻袋和彩條布進行保護；施工完成后在安全臺坡腳和臺面縱橫布設永久排水溝。為有效防止安全臺面土壤侵蝕，對吹填的安全臺表層覆土，再撒草籽固土，增加植被覆蓋，安全臺面草種可選擇經濟、耐壓、耐旱的狗牙根草種。在安全臺規劃道路兩旁各種植一行行道樹，樹種為水杉，株距3m。及時對安全臺坡面采取工程護坡或植物護坡措施。為了防止安全臺坡面降雨徑流沖刷坡腳，在安全臺坡腳栽植2m寬的灌木帶。

3)轉移道路：在轉移道路兩邊布設臨時排水土溝，采用梯形斷面，其底寬30cm，深40cm，邊坡 1:1。工程完工后，對路基形成的邊坡和路肩空閑地植草皮防護，道路兩旁各種植一行水杉。民主垸新建1座防汛轉移對外交通配套橋梁(益陽市資陽區沙頭大橋)。該大橋跨越資江，總長度為2591.08m，其中橋長1617.6m(主橋710m、引橋長907.6m)，接線長760.18m,資陽岸匝道長213.3m。為防治橋梁建設中的水土流失，在引橋路基兩邊進行綠化，種植喬木120株、灌木760株，并對橋梁工程的取土場和棄土場進行防護。

4)月圍：在月圍堤防填筑施工活動前，沿堤防回填坡腳外側設置袋裝土進行攔擋，防止松散土方進入附近渠道，并沿袋裝土外側設土質排水溝。工程完工后，及時對堤段坡面采取草皮護坡。

4.2.2 取土場

取土場是該工程水土流失重點防治區之一。取土場位于垸外洲灘以及垸內崗地，共18處，占地總面積444.06hm2，取土總量1046.36萬m3。其中洲灘取土場15處，占地總面積417.42hm2,取土總量882.06萬m3；垸內崗地取土場3處，占地總面積26.64hm2, 取土總量164.3萬m3。對不同類型取土場，采取不同的水土保持措施：①洲灘取土場(I類)：開采前分區剝離表土，將表土臨時堆放在取土場一角。對表土采取袋裝土臨時擋渣坎攔擋，擋渣坎頂寬0.75m，高0.75m，邊坡1∶0.5，底寬1.5m；開采過程中分區開挖，分區進行土地平整、覆土以及植被恢復。表土回填完工后，拆除袋裝土臨時擋渣坎，拆除料用作取土場種植土；開采完工后在開采表面回填表土，營造水保林草地，樹種選擇意楊，株行距均為2m。草種選用狗牙根草，采用人工撒播方式，播種量為80kg/hm2。②崗地取土場(II類)：開采前在開采面上側修建截水溝(如圖1)，出口設沉沙池，攔截坡面徑流，防止降雨徑流沖刷開采面。分區剝離表土，并對表土采取臨時攔擋；開采過程中由于崗地取土場原占地類型主要為疏林地，開采表面規劃種植水保林；開采完工后在開采坡面平臺和坡腳設置排水溝，水流匯入崗地坡腳原排水溝，并在開采面回填表土，對原占用耕地的取土場采取復耕措施，對占用非耕地的種植水保林草地。

圖1 截水溝典型設計斷面

4.2.3 棄渣場

棄渣場位于堤防內側10m范圍內的護堤地，共9處，占地總面積10.43hm2，堆土總量約30萬m3。棄渣前，完善棄渣場周圍排水和沉沙系統，并在棄渣場周邊新建袋裝土擋渣坎，防止降雨徑流攜帶泥沙進入附近農田，同時在袋裝土外側和渣面布設臨時排水溝，在排水溝出口處布設沉沙池，經沉沙后再排入堤防附近原有排水溝渠。堆渣過程中按“先攔后棄”原則嚴格控制堆渣程序，堆渣的設計坡比參照同類工程棄渣場實踐經驗采用1：2.5。棄渣完成后，對棄渣場外坡面采用撒播種草和植灌木帶防護，棄渣面種植護堤林，林間撒播種草。

4.2.4 施工生產生活區

工程施工生產生活區布設的施工臨建設施主要為瀝青混凝土拌和場、橋梁上部結構的預制場以及倉庫等，占地總面積2.07hm2。水土保持措施分施工前和工程完工后共2個時段進行防護：(1)施工前，在開挖場區內修建臨時排水土溝，排水溝總長度1780m；(2)工程完工后，臨建設施全部拆除，對施工跡地進行清理、平整土地，并對原占用耕地的施工生產生活區采取復耕措施。

4.2.5 施工道路區

工程施工道路總長23.2km，其中新修施工道路長10.7km，整修、改建道路12.5km，占地總面積9.04hm2,均為泥結石路面。施工前，在路基兩側布置臨時排水溝。工程完工后，對新修施工道路，拆除泥結石路面，平整土地，恢復水保林草地。對永臨結合的整修改建施工道路，保留路基，并對路基兩邊進行綠化。

4.2.6 臨時堆土區和道路改建區

城西垸蔡家崗安全區(位于白馬鎮部分)新建堤防缺乏土料，需要設置臨時堆土區用于吹填土料臨時存放，土料臨時堆放2年經排水固結后再用作堤防填筑，臨時堆土區占地面積16.58hm2。堆放過程中，在堆土區平臺布設臨時排水溝2930m，因堆放長達2年，臺面還需播撒草籽防護。

該工程改建簡易公路1.01km、機耕道2.89km。為防治道路改建施工過程中可能造成的水土流失，水土保持應遵循以下要求：①避開不良地質段施工；②避免在雨季施工，選擇在每年的秋末、早春和冬季進行；③合理調配土石方，做到挖填平衡，不隨意棄渣；④道路整平后應盡早對裸露地表實施林草植被恢復措施，縮短地表的裸露時間。具體水土保持措施為：道路路基形成后，在路基兩側新建排水設施，并在坡面撒播種草，路肩種植一排灌木，路基兩旁植行道樹。

4.3 水保措施效益分析

該工程水土保持工程總投資2801.65 萬元，水土保持方案實施后，項目各項防治指標均達到了方案提出的目標值(詳見表2)。該項目水保方案的實施可減輕水土流失破壞土地，削弱泥沙對河流、溝渠的淤積和對相關工程設施的損壞，保證土地資源的流轉利用和可持續發展，改善周邊群眾生產、生活條件，從而使人與自然的發展步入良性循環。總體而言，該項目水保措施的實施具有顯著的經濟效益和社會效益。

表2 防治目標達標情況表

5 結 論

洞庭湖圍堤湖等五垸蓄滯洪區安全試點工程是流域防洪體系的重要組成部分,符合上位規劃要求。工程的建設會對項目周邊區域環境產生一定的不利影響，從而引起水土流失新增，但其影響可通過科學合理的水保措施予以緩解和逐步消除。通過加強重點分區的預防和實施治理措施，可將水土流失控制與合理利用水土資源、保護和恢復土地生產力有機結合起來，從而避免“邊施工邊破壞”的現象發生。因此，從水土保持角度分析，該工程建設中不存在水土保持的制約性因素,項目建設整體是可行的。