武威市涼州區永昌灌區高效節水灌溉項目建設區水土流失預測探討

楊 哲

（甘肅省武威市涼州區永昌水利管理所，甘肅 武威 733000）

1 工程概況

武威市涼州區永昌灌區地處武威盆地中部，涼州市區北側，灌區東瀕石羊河與金羊灌區隔河相望，南與金羊灌區相連，西接西營灌區下游，北臨北沙河與永昌、民勤兩縣交界。現有農田灌溉面積1.38萬hm2，屬于純井水灌區，機電井始建于20世紀60—70年代，改造、完善、補充于20世紀90年代前后，是涼州區3大井泉灌區之一。永昌灌區自然條件較好，光熱資源豐富，土地平坦，土壤熟化程度高，水利骨干工程的建設成效顯著。水源工程基礎條件相對完善，運行良好，供水能力有極大保障。2013年以來，為緩解涼州區水資源矛盾，大力推行節水灌溉，確保農業綜合生產能力提高。在高效節水建設總體框架下，通過國家級河西走廊高效節水灌溉示范區項目建設，因地制宜在永昌灌區推廣管灌、微灌等節水灌溉技術，改進田間灌水技術，優化作物灌溉制度，節水灌溉工作取得了顯著成效。工程設計采用更換新泵方案，自機井提水加壓，進入首部系統，經過濾裝置、施肥裝置、首部設備壓力表、空氣閥、閘閥等首部設施，通過鋪設干管、支管輔管、毛管等輸配水管網進行灌溉。通過實施高效節水項目，水源工程和灌排骨干工程能夠發揮最大效益，農田灌排體系整體效益突顯，農業抗災減災能力和綜合生產能力得到大幅度提升，同時有效提高了灌溉水利用率與灌溉保證率，緩解了當地的水資源供需矛盾[1]。但在項目建設過程中，因擾動地表將會造成新的水土流失問題。

2 工程建設對水土流失的影響因素

2.1 水土流失的影響因子

2.1.1 自然因素

2.1.1.1 氣候因素。項目區屬典型的干旱氣候，降水量少，蒸發強，風大是影響當地土壤侵蝕的主要因子。

2.1.1.2 植被因素。項目區所處區域為綠洲農耕平原區，植被稀少，覆蓋度低，形不成地表有效保護層，人為擾動后地表植被及土壤結皮遭到破壞，土壤侵蝕增強。

2.1.1.3 地形地貌因素。區域屬平原區，有利于風蝕的產生和加強。

2.1.1.4 土壤因素。項目區土壤類型主要為栗鈣土和棕漠土等，顆粒較為細小，抗侵蝕能力較弱，極易被風吹蝕。

2.1.2 人為因素 項目區內人為擾動原地貌、毀壞植被、破壞地表結皮等不合理的人為活動都能引起或加劇水土流失。

2.2 工程建設對水土流失的影響因素

根據現場調查，項目區水土流失類型主要為風力侵蝕，兼有水力侵蝕。工程建設過程中產生的水土流失對當地水土資源和生態環境、周邊生產生活、下游河（溝、渠）道及排水管網淤積和防洪安全、工程本身建設的影響如下。

2.2.1 施工建設期 包括施工準備期和施工期，施工準備期由于項目區“四通一平”施工，擾動地表，減低了原地貌的土壤抗侵蝕能力；施工期包括土方開挖、混凝土澆筑、土方回填、設備安裝、道路施工都不可避免地使地面的植被遭到破壞，原地貌被擾動，在遇到惡劣天氣時極易導致水土流失的發生，因而施工期是水土流失發生的主要階段。

2.2.2 自然恢復期 土建工程基本結束，擾動區域被建筑物硬化覆蓋、礫石壓蓋、造林綠化等措施保護，水土流失量逐漸減少。因此，水土流失防治的重點為施工區域采取措施但尚未完全恢復發揮效益的區域。

項目區各工程單元在建設過程中，由于受大風等自然營力和人為活動的作用，均不同程度地產生或加劇水土流失，對生態環境造成不利的影響，對此必須采取相應的措施進行防治，要求項目主體設計未設計的或達不到預期預防目標的水保措施均應在項目水保方案中補充新增。

3 預測范圍和預測時段

按照規范標準，高效節水灌溉工程項目屬于建設類項目，水土流失預測只對項目建設期（含運行期）和自然恢復期進行預測[2-3]。依據主體工程施工進度計劃，施工期為8個月，預測期按1年進行計算；本項目區原地表建設擾動后的自然恢復期按2年計算。

4 預測方法

4.1 預測的重點

根據灌區內自然條件、主體工程施工特點及工程建設與生產對水土流失的影響，確定該項目建設水土流失預測重點內容為擾動地表及植被損壞面積、水土流失量、水土流失危害等情況[4]。

4.2 預測方法的確定

4.2.1 原地貌土地、植被損壞預測方法 通過查閱資料、水土流失現狀調查，對主體工程、臨時工程在建設期擾動地表、占壓土地與損壞植被面積分別進行統計分析。

4.2.2 其他水土保持設施毀壞預測 根據主體工程初步設計報告，利用當地有關資料并結合現場調查資料進行分析預測。

4.2.3 廢棄（土）渣石量的預測方法 棄渣（土、石）主要包括主體工程施工過程中的開挖和建設用料的剩余及廢方2部分，主要采用主體設計文件中的數據，通過土石方平衡分析確定。

4.3 可能造成的水土流失危害預測

該項目建設過程中產生的水土流失對永昌灌區生態環境的影響、對主體工程安全影響、自然災害的影響等，主要通過查閱相關資料以及實地調查進行綜合分析。

5 預測結果

工程項目建設占地95.47 hm2，均為永久占地，占地類型為荒地，損壞水土保持設施面積95.47 hm2；砂石料等全部由周邊料場購買；建設過程中不涉及取土場，未產生永久棄渣；預測期內原地表土壤流失總量為1.260萬t，擾動后新增土壤流失0.446萬t。

6 水土流失危害分析與評價

6.1 對土地資源可能造成破壞的分析

由于本工程區域內因深挖、高填而新增的高陡邊坡較少，由此引發的邊坡坍塌等破壞土地的現象極少。但對地表的擾動，導致其涵養水源、攔擋泥沙的能力下降，在遇到大風或強降雨惡劣天氣時可能出現較為嚴重的水土流失，對項目周邊的生態環境造成破壞。

6.2 對土地生產力可能造成下降的分析評價

本工程建設過程中對所經區域的地表植被及結皮等水保設施造成破壞，土壤的保水性能降低，土壤養分流失，隨著農田灌排體系整體效益的充分發揮，將大大提高土地產出率。

6.3 對周邊環境可能造成影響的分析評價

本項目區域降水少，蒸發量大，植被覆蓋率低，自然生態環境脆弱。工程建設過程中的土石方開挖、臨時堆放，占壓植被，被擾動的疏松、裸露的表土很難抵御大風，容易形成揚塵，甚至造成大面積沙塵暴，對周邊生態環境造成破壞。

7 預測結論及指導性意見

根據水土流失預測，該項目水土流失防治責任范圍總面148.25 hm2，其中建設區95.47 hm2，直接影響區52.78 hm2。根據預測結果顯示，水土流失主要在項目的建設過程中產生，而且管線區生產水土流失最為嚴重。指導意見如下：一是施工期是產生水土流失的主要時段，土石方開挖、回填、運輸以及施工場地和施工便道等區域是產生水土流失的主要環節，應根據施工特點及季節，增加灑水頻次及數量，施工時序安排時，應盡量避開風季，對在風季不得不實施的工程必須做好防護措施，有效預防水土流失。二是在防治措施設計方面，對產生水土流失的管線區土方開挖、臨時堆土場、施工場地和施工便道等主要部位，布設表土剝離、土地整治、綠化覆土等工程措施、布設補植補種等植物措施和攔擋、排水、沉砂池、苫蓋、灑水等臨時措施，通過各項措施的布設形成防治體系，從而最大限度地防止水土流失，使各項防治指標達到目標值。三是在水土保持監測方面，針對管線開挖、臨時堆土場、施工場地等產生水土流失的重點部位布設監測點。同時，施工期為重點監測時段，水土流失主要發生在風季，對風季應增加監測頻次，主要監測水土流失狀況和水土保持效果。四是在施工進度安排方面，突出重點，擇期施工，對各部位采取治理措施，先攔后棄，臨時措施貫穿施工全過程，有效遏制水土流失。