興隆水利樞紐工程水土保持措施應用效果分析

張曉敏

（湖北省漢江興隆水利樞紐管理局，湖北武漢 430000）

0 引言

水利樞紐建設，如開挖、取土、棄渣，會不可避免地破壞、擾動原地表植被，在大風、降雨的作用下，極易造成水土流失[1]，也就是說，水利樞紐建設對當地水環境、生態環境、土壤環境等會造成諸多不利影響[2]。因此，為控制施工擾動產生的水土流失，必須采取相應的水土保持工程措施及臨時措施[3]。本文對興隆水利樞紐建設規模和區域生態環境特點進行了有益的探討。該項目在建設前期就編制了水土保持方案，在建設中及時開展了水土保持監理，即開展了全建設周期的監測與動態設計。建成后的監測數據表明，與主體工程同步實施的各項水土流失防治措施效果顯著。本文總結了該項目的經驗，以期為類似工程提供參考。

1 工程概況

漢江發源于陜西秦嶺南麓，流經陜西省寧強縣、勉縣和安康市，以及湖北省丹江口市、襄陽市、天門市、潛江市等地，于武漢市漢口龍王廟匯入長江，全長1577 km。

興隆水利樞紐工程是南水北調中線一期工程漢江中下游四項治理工程的重要組成部分[4]，上距丹江口378.3 km，下距河口273.7 km，是漢江渠化梯級中的最后一個梯級。工程建筑由泄水閘、電站廠房、船閘、魚道、兩岸灘地過流段及其上空的連接交通橋組成，為I等工程。樞紐的建設既可有效增加中線工程可調水量，減輕調水對興隆河段用水的影響，又可促進當地經濟社會可持續發展，發揮資源優化配置的作用。同時，可以利用樞紐上下游最大水頭增加發電功能，為地區經濟社會發展提供清潔能源。

本項目水土流失防治區主要有主體工程防治區，棄渣場防治區，料場防治區（含土料場、石料場），施工道路防治區，施工輔助設施防治區，浸沒治理防治區等。

2 工程區域環境

工程區處于揚子準地臺之次級構造單元兩湖斷坳的江漢斷陷上，第四紀以來，近場區地殼運動以整體性沉降為主，庫壩區處于相對穩定的地塊上。

本地氣候為東亞副熱帶季風氣候，具有明顯的季節性，冬季嚴寒，夏季酷熱。區域多年平均氣溫為16℃，年平均風速為4.3 m/s，多年平均降水量為1040 mm，歷年最大降水量為1530 mm，歷年最小降水量為659 mm，降水主要集中在4—8月。

工程區域位于江漢平原的漢江階地，土壤類型主要有水稻土、黃褐土、潮土、沼澤土。水稻土是指在長期淹水種稻條件下，產生的熟化和氧化與還原交替，以及物質的淋溶、淀積，形成特有剖面特征的土壤，以潴育水稻土為主。黃褐土由黃土母質形成，多見于江灘丘陵地區。潮土形成于漢江沉積物上，經多年培土、耕作發育而成，多以灰潮土為主。沼澤土是由長期積水形成的。

項目所在地植被以草地為主，僅在堤外灘地、平臺及田間四旁有一些零星的人工林地。草地植被主要有禾本科的蜈蚣草屬、牛鞭草屬、狗牙根屬，莎草科的苔查，以及少量菊科草種，主要草種有狗牙根、假儉草、牛鞭草、短尖苔草、彎囊苔草、紅穗苔草、一年蓬、田邊菊等。灌木主要分布在石料場，以紫穗槐、荊條為主。林地植被以人工種植的水杉、意楊、樟樹為主，石料場有旱刺槐及櫟類植被。

3 水土流失問題分析

水土流失問題主要是平原工程區的土體開挖破壞面可能產生新的水土流失，水土進入漢江及其支流，造成漢江下游及周邊地區河床淤積。工程開挖棄渣如處理不當，也會造成水土流失問題。施工場地、施工道路建設和運行期間，如果不設置臨時防護措施，將會破壞周邊植被和原始地表，增大工程區土壤侵蝕強度，造成土地肥力嚴重退化，惡化區域環境。

3.1 主體工程

主要建筑物有泄水建筑物、通航建筑物、電站廠房、魚道等。本工程共占用并擾動地表面積1177.82 hm2，破壞了801.60 hm2的耕地及31.76 hm2的林草地，土石方開挖形成的棄渣可能直接進入漢江及其支流，從而淤積河道及湖泊，抬高河床，造成漢江下游及周邊地區河床淤積。

3.2 棄渣場

工程產生的棄渣采用吹填或者運輸的方式棄在堤內外，棄渣場的水土流失主要發生在堆渣過程中和堆渣完畢后，如果不注意防護，堆渣造成的水土流失可能使河床淤積，影響河道行洪，給漢江下游及周邊地區造成一定的危害。

3.3 料場

料場的水土流失主要形成于開挖過程中及開挖后，如果不注意防護，在降雨徑流及重力的作用下會形成水土流失，填埋周邊農田、淤塞灌排水系，對當地農業生產造成較大的負面影響。

3.4 施工便道

施工便道在工程施工時，如果不設置臨時防護及后期恢復措施，開挖的邊坡在降雨徑流及重力的作用下造成的水土流失將會破壞周邊植被和原始地表，同時影響項目區的生態環境。

3.5 施工場地

如果不注意施工期的臨時防護及后期恢復措施，施工擾動的地表將在降雨及徑流的影響下降低項目區植被覆蓋度，增大項目區土壤侵蝕強度，造成土地肥力嚴重退化以及區域環境惡化。

4 水土保持措施實施情況

興隆水利樞紐基本遵循“預防為主，全面規劃，綜合治理，因地制宜，加強管理，注重效益”的方針，按照預防和治理相結合的原則，根據項目工程水土流失防治分區，確定本項目水土流失防治措施體系由工程措施、植物措施和臨時措施組成。

以水土保持方案為依據，根據工程實際情況，及時落實了主體工程區、棄渣場區、料場區和施工輔助設施區的防治措施，同時增加了施工道路區和浸沒治理區防治體系的構成（如增加防護網苫蓋等）。

4.1 措施類型布局

4.1.1 工程措施

根據方案設計和實際建設的需要，本項目分區實施了漿砌石護坡擋墻、拋石護腳護岸、模袋混凝土表土剝離及返還、排水溝、沉沙池以及土地整治復耕等措施。本項目從工程實際出發，在落實方案設計各區工程措施體系的基礎上，根據工程實際需求變更了具體防護措施的形式，實現了更好的防護效果，工程措施總體布設合理。

4.1.2 植物措施

本項目根據方案設計和實際建設的需求，對各分區可綠化區域實施了植生塊、植草磚種草、植灌木、植樹等植物措施。在當前的技術和經濟條件下，項目區可綠化區域基本得到了綠化，植物措施整體布局合理。

4.1.3 臨時措施

本項目按照方案設計和實際建設的需求，對臨時堆土、施工用料、工程裸露邊坡等采取了袋裝土攔擋、臨時排水溝、臨時沉沙池和臨時種草等防護措施，同時根據實際需求增加了布置防護網等臨時苫蓋措施，防止了因降水和大風造成的水土流失。臨時措施實施及時到位，布設較為合理。

整體來看，本項目依據水土保持方案，結合工程實際，將施工過程中的臨時措施與工程措施結合，實施時間、布設部位較為合理，基本達到了防治施工期水土流失的目的。施工后期在空閑地及具備綠化條件的區域實施了植物措施，一定程度上改善了項目區的生態環境。措施布設較為合理，實現了方案設計的水土流失防治目標。

4.2 措施分區布局

4.2.1 主體工程區

主體工程引水渠、排水渠采用漿砌石或草皮護面，基礎開挖在圍堰的保護下進行，原有建筑物拆除的棄渣集中堆放，基礎開挖土方集中堆放在選定的堆放場，并采取臨時防護措施。主體工程完工后，建筑物周邊地面平整，鋪設草皮。

4.2.2 料場區

本項目實際只開采使用了圍堰黏土料場，該料場設置在工程管理范圍內的高漫灘上。開采之前，在臨江側設置了擋水土埂，施工結束后回填圍堰棄方，隨后撒播草籽恢復植被。

4.2.3 棄渣場區

在施工過程中，先填筑攔擋土埂，在外沿利用棄土人工填筑攔擋土埂，棄土平均堆高控制在2 m左右。沿土梗外側修建一圈排水溝，匯集坡面水流，引入附近溝道，出口處設沉沙池，堆放在堤防平臺上。將計劃占用平臺的草皮剝離，并及時將草皮鋪在土埂及棄土坡面，使棄土表面能夠得到及時防護，防止降雨時產生面蝕和細溝沖蝕，并在棄土表面按株行距栽植意楊。棄渣若堆放在渠道兩邊的農田，則將棄土表面平整復耕；堆在高漫灘的棄渣，則播撒草籽恢復植被。

4.2.4施工輔助設施區

將臨時占用范圍的表土剝離，堆放在施工場地一角，坡腳用袋裝土臨時攔擋，攔擋斷面同土料場斷面，表面可播撒耐寒草籽，沿施工場地周邊開挖臨時排水溝。工程結束后，清除剩余建筑材料及被硬化的地表，清除的廢渣就近平整鄉村道路，清除硬化層后的臨時占地，平整、恢復其原有功能。

4.2.5 施工道路區

對新增的施工道路，在其兩邊開挖排水溝。工程完工后，清除表層的泥結石，清除的廢渣就近平整鄉村道路，清除后的臨時占地恢復耕種。

4.2.6 浸沒治理區

施工過程中采用袋裝土攔擋方式保護施工材料和臨時堆土。施工完畢后采用植生塊對浸沒溝進行砌護，在路埂上撒播草籽恢復植被，棄方平整后進行復耕。

5 實施效果分析

在本工程項目施工的過程中，堆土、堆渣處于動態變化狀態，隨著工程施工的進行，水土流失程度增強。在施工結束后，主體工程區、料場區、棄渣場區、施工道路區、施工輔助設施區和浸沒治理區對地表的挖填擾動全部結束，施工期的臨時堆土、石料及設備材料均已清理運走，各類施工跡地及裸露邊坡都得到了有效的治理，排水措施、攔擋措施等基本到位，水土流失得到了有效控制，土壤侵蝕程度逐漸減小并趨于穩定。本項目整個建設期內未發生重大水土流失事故，因此本項目水土保持措施的實施，既有效避免了項目建設過程中的水土流失，保護了當地的水土資源，又為改善項目區生態環境起到了積極的作用。

根據有關規范要求，擾動土地整治率是指在項目建設區內，經過整治后可以投入使用的土地面積占擾動土地總面積的百分比。本項目投入試運行后共計占用土地面積為1084.23 hm2（不計列淹沒區面積），完成水土保持防護措施的總面積為570.19 hm2，建筑物、場地硬化、道路等占地面積為497.59 hm2，擾動土地整治率為98.5%，達到了水土保持方案確立的防治目標95%。

投入試運行后，本項目擾動土地面積為1084.23 hm2，建筑物、場地硬化及道路恢復等占地面積為497.59 hm2，水土流失面積為586.64 hm2。共計治理水土流失面積為570.19 hm2，其中工程措施面積為407.82 hm2，植物措施面積為162.37 hm2。水土流失總治理度為97.2%，達到了設定的目標值95%。

本項目所在區域不涉及國家級或省級水土流失重點預防區和水土流失重點治理區，考慮到項目所在地區在漢江干流上等因素，容許土壤流失量為500 t/（km2·a）。根據2015年末對工程各項水土保持措施治理后的監測結果分析，在本項目林草植被恢復期結束時，經治理后本項目平均土壤流失量為398 t/（km2·a），土壤流失控制比為1.26，達到了方案設定的目標值1.2。

攔渣率指項目防治責任范圍內實際攔擋棄土棄渣量與棄土棄渣總量的比值。根據相關資料，截至本工程結束時，本工程棄渣總量為1452.43萬m3，采取各項防護措施后實際攔擋棄渣1441.17萬m3，攔渣率達99.2%，達到了水土保持方案確定的防治目標95%。

根據《開發建設項目水土流失防治標準》，林草植被恢復率為項目建設區內植被恢復的面積與可恢復植被面積之比。本項目可恢復林草植被面積為163.58 hm2，實際達到規范要求的林草植被面積為162.37 hm2，林草植被恢復率達到99.3%，達到了方案設定的目標值98%。

6 結語

本項目建設期間在各防治分區采取的水土保持措施總體適宜，水土保持工程布局基本合理。施工期間因工程建設活動產生了新的水土流失，但通過采取各類水土保持工程措施、植物措施和臨時措施，工程建設造成的水土流失基本得到了有效的控制，并取得了較好的生態效益?？傮w來看，本項目對當地經濟有一定的促進作用，工程建設中的林草植被建設和土地恢復情況也比較好。工程竣工后，實施了有效的水土保持措施和生態恢復工程，并取得了較好的效果。通過融合生態環保理念與工程建設，工程施工造成的水土流失影響程度減至最小，為平原地區生態水利開發提供了借鑒經驗。