水庫除險加固項目區水土流失防治措施及建議

王春燕，陳志杰，袁玉石，張銀濤

（1. 河南智安工程檢測有限公司，河南 南陽 473000；2. 河南省周口市南水北調工程建設管理領導小組辦公室，河南 周口 466000；3. 平頂山市水利工程質量檢測站，河南 平頂山 467000）

1 工程概況

文章以商丘市某水庫為例，該水庫庫區為黃河故道河床，呈開闊淺槽狀，寬800～1 000 m，水庫右庫為黃河故道高漫灘，左岸為黃河故道大堤。水庫右岸為淤積岸，庫岸平緩，呈緩坡狀向庫內傾斜，左岸為侵蝕岸，岸坡較陡，除局部產生坡流沖刷外，庫岸穩定性良好，壩下游為沼澤地，沼澤地內雜草、蘆葦叢生。水庫大壩上游為草皮護坡，受風浪淘刷，護坡塌陷，壩腳有部分沖坑，下游沖溝較多，排水系統不完善。水庫大壩全部為人工夯填土，填筑質量差，填料成分主要為輕粉質壤土，夾雜粉砂，壩體填土透水性較強，屬中等透水，當水庫長期高水位運行時，下游壩腳有可能產生滲透變形。大壩前無護坡，后無排水設施。溢流壩破壞嚴重，高水位運行時，將產生嚴重的沖刷破壞。

2 建設項目防治責任范圍與分區

根據項目工程的自然條件、地形地貌、工程建設時序、工程造成的水土流失特點及項目總體工程布局等，結合水土保持分區治理的規劃原則，將項目區水土保持防治劃分4 個區域：主體工程建設區；棄渣場區；附屬企業及施工管理生活區；水庫管理區。

3 項目區水土流失預測與分析

水庫水土保持措施設計預測破壞水土保持設施面積共計19 100 m2，擾動地表土新增水土流失量預測量為3.82 t。

3.1 項目區水土流失特點

3.1.1 主體工程建設區

水庫為已建工程改造，工程量不大，所需粗細骨料均從外地采購，不需專設料場，工程所產生的水土流失主要為：壩體填筑、邊坡護砌、老建筑物拆除重建等。根據施工方案，邊坡開挖后很快采取工程措施對開挖面給予保護，因此工程施工不會對水土保持產生大的破壞，水土流失的可能時段為大壩壩體填筑后至壩坡還未砌成的時段，以及植被保護區植被發揮作用之前。另外施工圍堰的填筑和開挖會造成一定的水土流失，建議施工結束后要及時恢復到原狀。

3.1.2 棄渣場

棄渣場設于溢洪道右側下游的空地上，筑壩填土區土方開挖后遺留的土坑用作棄渣場。棄渣場是水土流失嚴重區，要做好臨時防護和植物措施。

3.1.3 拌和系統、附屬企業、施工生活等施工生產管理區

附屬企業主要為機修車間、鋼木加工廠、混凝土預制廠及庫房等，由外地運到的物料、金屬結構等加工后直接運往相應的工作面。施工生產管理系統集中布置于大壩右壩肩下游空地上，上述占地地勢平坦，僅對地表植被有一定的破壞，施工期會造成少量的水土流失，但可通過一定措施進行減免，施工完畢后恢復措施也較簡單。

3.1.4 水庫管理區

現水庫管理房、圍墻損毀嚴重，水庫水土保持工程考慮將重建管理房、重砌圍墻，但管理所不再新增占地，預計辦公室、圍墻等建筑施工過程中產生的水土流失量極少。

3.2 水土流失預測時段

在水庫建設施工期，由于場地平整，開挖回填、機械碾壓等原因，破壞了項目區原有地貌和植被，擾動土壤表面結構，致使土壤抗侵蝕能力降低，侵蝕加劇，從而造成水土流失。

根據施工進度圖水土保持工程的預測時段為12 個月，由于施工結束后水土流失基本上結束，故不考慮植被恢復期。

3.3 可能造成的水土流失預測

水土保持預測包括2 部分內容：第一，項目建設過程中可能產生的水土流失總量。第二，原地面可能產生的水土流失總量（背景值），兩者之差即為因項目建設新增的水土流失量。

侵蝕主要指土壤及其母質在外應力作用下（包括自然作用和人為作用）發生的多種破壞、移動和堆積過程。對于水庫水土保持工程來說，主要指施工開挖產生的棄渣量和地貌形態、土壤結構及地表植被破壞后造成的加速侵蝕量。

從實地調查了解到的項目區水土流失情況看，現狀水土流失形式主要為水力侵蝕。水力侵蝕以濺蝕、面蝕、細溝侵蝕為主。

預測水土流失量的計算方法采用工程類比法，擾動地表土新增水土流失量預測量的計算公式為：擾動地表面積×土壤侵蝕模數×加速侵蝕系數×侵蝕時間。土壤侵蝕模數根據商丘市地方志資料取100 t/km2·a；加速侵蝕系數根據工程類比取2；侵蝕時間按1 a考慮。擾動地表土新增水土流失量預測量見表1。

表1 擾動地表土新增水土流失量預測表

4 項目區水土流失防治措施

4.1 防治措施選定的原則

防治并重原則：針對項目主體工程特征的新增水土流失特點，因地制宜，合理布局，既要防止水土流失，又要根治水土流失?；謴蜑橹髟瓌t：針對臨時施工占地，盡量恢復其原土地類型。生態優先原則：工程措施與植物措施相結合，在工程臨時占地等可以利用植物措施的地方，盡量在生態優先的原則下進行水土保持布置。

4.2 防治措施

4.2.1 主體工程建設區

水庫工程水土流失主要時段在工程施工期，上游采用現澆混凝土護坡至高程56.80 m，護坡長672 m；大壩下游護坡上部54.50 m以上采用草皮護坡，54.50 m以下采用預制混凝土預制塊護坡。這些工程措施在保證邊坡穩定、工程安全的同時，防止水土流失的發生。所有工程量均已列入了主體工程設計中。

4.2.2 堆棄渣區

水庫水土保持工程棄料28 760 m3，棄渣場設于溢洪道右側下游的筑壩取土區。工程棄渣用于填筑加固大壩時的取土坑。棄渣場占地面積14 400 m2，需剝離表層土14 400 m2。

4.2.3 附屬企業及施工管理生活區

工程施工生產、生活管理區包括施工工廠、施工管理和施工單位生活區等，占地面積4 700 m2。施工結束后，進行場地清理，土地整治，覆土綠化。

4.3 水土流失監測

水庫除險加固工程建設期為6個月，故水土流失監測時段按1年考慮。在各種水土保持措施陸續實施發揮作用后，施工過程中所產生的各種形式的水土流失及由此而引起的危害將逐步得到控制，最終得到一個較為穩定的狀態。因此，水土流失監測主要是對水土保持措施效益的監測，包括各類防護措施的防護效果、控制水土流失的程度、改善生態環境作用的監測。由于各控制點比較分散，故采取分散監測的方法進行監測，即：影響水土流失的主要因子監測包括地形、地貌、地面組成物質及其結構、植被類型及覆蓋度、水土保持設施數量和質量。水土流失量監測主要包括重力、水力引起的水土流失量。水土保持設施效益監測包括各類防護措施的防護效果、控制水土流失的程度、改善生態環境的作用的監測。

5 水土保持措施保證體系

按照“誰開發，誰保護”“誰造成水土流失，誰治理”的原則，應在該水庫工程指揮部設立領導小組，同時需配備水土保持專業技術人員，在工程施工期間，按水土保持方案實施并進行監督管理。工程運行后，為保證水土保持工程措施正常進行，結合水庫管理機構，配備人員對各種水土保持措施進行管理。

6 結語

該水庫工程項目擔負灌溉、供水任務外，兼有防洪、旅游和生態供水。工程項目實施后，通過增加水庫調蓄能力可以改善項目區因缺水造成的自然、社會和生態環境問題，促進商丘市社會經濟可持續發展。