小型水庫水環(huán)境和水土保持治理實(shí)踐

馮耀鵬

（深圳市光明區(qū)環(huán)境水務(wù)有限公司 ，廣東 深圳 518000）

0 引 言

水分和土壤是人們賴以生存的生命之源，但隨著地質(zhì)災(zāi)害和水土流失現(xiàn)象的不斷出現(xiàn)，給人們造成了不可忽視的影響，如生態(tài)破壞、水質(zhì)污染等等。因此水土流失問題越來越受到政府和國民的重視。目前造成水土流失問題的主要原因是人類生產(chǎn)生活造成的。

現(xiàn)有關(guān)于水庫水土流失研究主要集中在水土流失成因及危害、試驗(yàn)分析及機(jī)理研究、防治與保持措施體系配置、水土流失預(yù)測及水土保持監(jiān)測等方面，本文以碧眼水庫造成的水土流失破壞為研究背景，首先根據(jù)工程建設(shè)區(qū)水土流失現(xiàn)狀，分析防汛期水土流失危害，接著預(yù)測土壤流失情況，綜合考慮環(huán)境保護(hù)和水土保持原則，提出具體解決方案，達(dá)到保水固土的目的，最后分析經(jīng)濟(jì)效益項(xiàng)目，為類似工程分析研究提供了一定的參考。

1 工程概況

1.1 工程建設(shè)區(qū)水土流失現(xiàn)狀

本項(xiàng)目位于樓村特大橋處跨越碧眼水庫的大壩，碧眼水庫位于木墩河上游，主流河長1.95km，主流河床坡降J=0.033，集雨面積0.95km2。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)50a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)500a一遇，屬小（2）型水庫，Ⅴ等工程，主要建筑物級別4級。水庫正常蓄水位41.13m，相應(yīng)庫容62.76萬m3，設(shè)計(jì)洪水位42.08m，相應(yīng)庫容78.67萬m3，校核洪水位42.41m，總庫容84.61萬m3。

該區(qū)段地震烈度為6度，場地類別為II級。橋址區(qū)上覆第四系人工填土等，下伏基巖為下元古界混合巖，地基承載力為200～1000kPa。橋區(qū)地表水主要為水塘水及水渠水等，地表水較發(fā)育，主要為大氣降水補(bǔ)給，水位、流量受季節(jié)降水的影響較大，雨季水位上升，旱季水位下降。

工程水土保持生態(tài)敏感區(qū)共1處，為碧眼水庫。工程對水庫采取了環(huán)境保護(hù)和水土保持措施，如排水溝渠、防污染、邊坡保護(hù)和臨建區(qū)防治等防護(hù)措施，減少水土流失[1-3]。

1.2 水土流失危害分析

本項(xiàng)目線路所經(jīng)區(qū)域地形較為復(fù)雜，占地面積大，雨季降雨豐富，施工時(shí)間長，施工工藝比較復(fù)雜，對地表擾動(dòng)破壞的程度也相應(yīng)較大。水土流失類型以水力侵蝕為主，水土流失會影響項(xiàng)目的安全運(yùn)行。具體表現(xiàn)在：

1）影響沿線河流水質(zhì)。

鉆孔過程中會有大量的泥漿水排放，與水土流失的共同作用下，若不注重水土保持工作，可能引起河水渾濁，造成水土流失不良影響。且在施工期間，將直接影響飲用水水源的水質(zhì)。

2）影響安全生產(chǎn)。

在汛期時(shí)，水流量增大水庫水平面標(biāo)高增高時(shí)，填土出現(xiàn)變形、塌方、漫溢等風(fēng)險(xiǎn)問題幾率極大。同時(shí)在雨水的浸泡和地表徑流的沖刷下，極易形成沖溝、泥石流和滑坡體。

3）影響道路使用功能。

水土流失會造成，道路周邊的水土保持功能喪失，形成松散邊坡。如果不采用有效的水土保持措施，將造成嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)場，影響道路交通的正常使用功能[4-6]。

1.3 土壤流失預(yù)測

項(xiàng)目區(qū)橋址區(qū)上覆第四系人工填土，地表水較發(fā)育。通過對在建項(xiàng)目實(shí)地調(diào)查或觀測，采用以下公式計(jì)算防汛期土壤流失量：

由于每個(gè)工程的地質(zhì)條件、水文條件都具有一定的差異性，因此在面對不同工程概況的時(shí)，往往會采取相對應(yīng)的預(yù)測方法。本工程土壤流失總量和新增土壤流失量預(yù)測計(jì)算公式如下：

式中：W為土壤流失量，t；△W為新增土壤流失量，t；j為預(yù)測時(shí)段，j＝1，2，即指施工期（含施工準(zhǔn)備期）和自然恢復(fù)期兩個(gè)時(shí)段；i為預(yù)測單元，i=1，2，3，…，n－1，n；Fji為第j預(yù)測時(shí)段，第i預(yù)測單元的面積（km2）；Mji為第j預(yù)測時(shí)段，第i預(yù)測單元的土壤侵蝕模數(shù)[t/（km2·a）]；△Mji為第j預(yù)測時(shí)段，第i預(yù)測單元的新增土壤侵蝕模數(shù)[t/（km2·a）]；Tji為第j預(yù)測時(shí)段，第i預(yù)測單元的預(yù)測時(shí)段長（a）。

經(jīng)預(yù)測，項(xiàng)目建設(shè)在預(yù)測時(shí)段內(nèi)施工期產(chǎn)生的土壤流失量最多。因此施工期是產(chǎn)生水土流失的主要時(shí)段，需要對施工期加強(qiáng)防治措施。

2.4 水庫與周邊在建工程關(guān)系分析

水庫和周邊構(gòu)筑物之間必然會有一定的相互作用關(guān)系。碧眼水庫周邊主要的構(gòu)筑物為新建的運(yùn)動(dòng)森林公園和樓村特大橋，現(xiàn)分析周邊兩個(gè)項(xiàng)目可能對水庫產(chǎn)生的影響。

新建運(yùn)動(dòng)森林公園項(xiàng)目中紅橋橫跨碧眼水庫庫尾，環(huán)湖跑道、5個(gè)多功能運(yùn)動(dòng)場、濱水木棧道、植物研發(fā)中心和運(yùn)動(dòng)研發(fā)中心（廣場）臨近水庫修建，但都在水庫淹沒管理范圍線以外，且建筑物布置距離水庫主要建筑物較遠(yuǎn)。

樓村特大橋原設(shè)計(jì)方案會對碧眼水庫安全運(yùn)行造成一定影響，需對大壩進(jìn)行改移和除險(xiǎn)加固。根據(jù)擬定改壩方案可得，將對水庫現(xiàn)狀庫容和補(bǔ)水能力造成一定的減小。但此方案同時(shí)在改壩后提高正常蓄水位，來增加水庫淹沒范圍，同時(shí)擬采用“培厚壩前坡+削緩壩后坡+塑性混凝土防滲墻”的方案進(jìn)行除險(xiǎn)加固改造，因此改造后的大壩對水庫的興利、防洪能力基本沒有影響。

2 環(huán)境保護(hù)措施

為高效、優(yōu)質(zhì)完成樓村特大橋跨碧眼水庫橋墩樁基、承臺施工，確保跨水庫橋墩基礎(chǔ)施工安全、質(zhì)量、工期滿足要求，保護(hù)碧眼水庫堤壩及水體穩(wěn)定，同時(shí)做好水質(zhì)保護(hù)，以指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

2.1 治理原則及目標(biāo)

碧眼水庫為光明新區(qū)境內(nèi)一小型水庫，應(yīng)具有防洪、排水、輸水的功能。堤壩除了要擔(dān)負(fù)沿線防洪排水，還需起到美化城市環(huán)境、為市民提供游覽和休息場所等功能。為了能夠發(fā)揮水庫的這些功能。

2.2 大氣和固體廢棄物防治措施

1）混合料運(yùn)輸或原材料運(yùn)輸時(shí)，采用蓬布或彩條覆蓋，防止揚(yáng)塵和漏灑材料，作業(yè)場地及運(yùn)輸車輛及時(shí)清掃、沖洗，保證場地及車輛清潔。

2）盡可能防止施工場地和運(yùn)輸?shù)缆樊a(chǎn)生的揚(yáng)塵，必要的地點(diǎn)用灑水車灑水降塵。

3）水泥、砂和石灰等易灑落散裝物料的運(yùn)輸，采取防風(fēng)遮蓋措施，減少揚(yáng)塵。

4）清理場地的廢料和土石方工程的廢棄物處理，并進(jìn)行綜合整治。生活垃圾及生產(chǎn)垃圾應(yīng)及時(shí)清運(yùn)。收集、運(yùn)輸、處置廢棄物時(shí)，要采取措施防止揚(yáng)灑、滲漏、流失和丟棄[7-9]。

2.3 保護(hù)水質(zhì)措施

2.3.1 水污染控制措施

1）應(yīng)通過溝渠將污水引入儲漿池和沉淀池，經(jīng)沉淀處理后排放或回收利用，儲漿池和沉淀池應(yīng)定期進(jìn)行清理和維護(hù)，保證在整個(gè)施工過程中的有效性。

2）鉆孔護(hù)壁泥漿應(yīng)在工地設(shè)置沉淀池，經(jīng)沉淀處理后運(yùn)至指定棄土場。

3）施工營地設(shè)置化糞池，廁所污水必須經(jīng)化糞池做無害化處理，化糞池應(yīng)定期清掏、維護(hù)，工程結(jié)束后化糞池用土填埋并恢復(fù)地表植被。

4）施工現(xiàn)場油料庫設(shè)置應(yīng)遠(yuǎn)離河流、湖泊、水源地，庫房地面、墻面應(yīng)作防滲漏處理。

2.3.2 水質(zhì)保護(hù)措施

1）排水溝渠引流廢水。

沿施工作業(yè)場地設(shè)置一條排水溝，截?cái)鄰U水流向水源區(qū)的通道，截留溝除進(jìn)場便道外，將先于本工程其它設(shè)施建設(shè)。在截水溝、渠和壩的排水末端排放口應(yīng)設(shè)置一個(gè)隔油沉淀池，將施工產(chǎn)生的廢水進(jìn)行隔油、沉淀處理。

橋梁施工鉆孔灌注樁的泥漿將進(jìn)行循環(huán)利用，鉆孔過程中的泥漿水先集中在沉淀池沉淀，符合要求后排放，嚴(yán)禁亂流亂淌。在施工場地內(nèi)設(shè)置泥沙沉淀池及收油桶，對污油進(jìn)行回收利用，妥善利用及處理，避免對水源保護(hù)區(qū)陸域造成污染。

2）動(dòng)態(tài)防治。

施工前與水務(wù)管理有關(guān)部門結(jié)合，建立監(jiān)測系統(tǒng)，及時(shí)掌握位移動(dòng)態(tài)，嚴(yán)格橋梁施工工地人員的生活垃圾、施工物料垃圾等盡量分類收集，廢棄物將在施工中盡量回收利用，其余垃圾應(yīng)分類集中堆放，并聯(lián)系環(huán)衛(wèi)部門及時(shí)清運(yùn)。

3）泥漿處理。

控制減少冒漿現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)發(fā)生冒漿現(xiàn)象后，進(jìn)行圍堵疏導(dǎo)，防止范圍擴(kuò)大，或采用其他專業(yè)方法進(jìn)行加固措施。為避免泥漿泄漏對水體的影響，將提高施工技術(shù)方法，如在泥漿中加入環(huán)保型添加劑和堵漏劑，提高泥漿性能和流變性，防止泥漿跑冒污染。施工過程中應(yīng)控制泥漿使用量和排量，鉆孔出渣由封閉式貨車運(yùn)至地方環(huán)保認(rèn)可的廢棄物堆場。

3 水土保持措施

3.1 治理原則及目標(biāo)

3.1.1 原則

水土保持工程在治理過程中，應(yīng)全方位多方面綜合考慮，如水土保持和主體工程在設(shè)計(jì)和施工階段應(yīng)當(dāng)同步進(jìn)行，應(yīng)達(dá)到水土保持工程與主體工程協(xié)調(diào)統(tǒng)一，互不影響的效果。同時(shí)應(yīng)積極主動(dòng)聯(lián)系水土保持部門，主動(dòng)接受監(jiān)督，堅(jiān)持防治結(jié)合，并以預(yù)防為主。根據(jù)水土流失現(xiàn)狀和土壤流失預(yù)測分析，劃分風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，加強(qiáng)對重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)防治措施。

3.1.2 目標(biāo)

通過水土保持工程措施，確保工程所處的區(qū)域水土流失狀況轉(zhuǎn)好，保護(hù)和合理利用水土資源，將生態(tài)環(huán)境的治理與恢復(fù)作為水土保持的一項(xiàng)治本措施，保護(hù)和恢復(fù)土地生產(chǎn)力有機(jī)地結(jié)合起來。

3.2 水土保持要求和水保特殊措施

3.2.1 水土保持要求

3.2.1.1 施工要求

棄土運(yùn)輸車輛頂板應(yīng)該覆蓋，防止在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)泄漏情況，臨時(shí)堆放棄土?xí)r，應(yīng)及時(shí)修建臨時(shí)排水溝，并對堆土區(qū)域加強(qiáng)覆蓋，避免汛期內(nèi)降水豐富，造成堆土區(qū)域被沖刷，甚至出現(xiàn)水土流失現(xiàn)象。

3.2.1.2 生態(tài)保護(hù)要求

施工過程中需采取保護(hù)生態(tài)的措施，如嚴(yán)禁惡意損毀苗木、草地，垃圾、廢材等定點(diǎn)堆放，不得隨意丟棄等等事宜，避免造成不必要的生態(tài)破壞。

3.2.2 水保特殊措施

3.2.2.1 施工水庫邊坡保護(hù)和水土流失防治

本工程廢土棄土統(tǒng)一運(yùn)輸至指定地點(diǎn)堆放覆蓋。臨時(shí)堆土要做適當(dāng)放坡處理，要具有一定的穩(wěn)定性，確保不出現(xiàn)垮塌等風(fēng)險(xiǎn)問題。同時(shí)，要加強(qiáng)臨時(shí)防護(hù)，防洪排水措施達(dá)到設(shè)計(jì)的防洪標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)進(jìn)行裸土覆蓋（見圖1），在棄渣后及時(shí)恢復(fù)植。

圖1 臨時(shí)堆土防護(hù)大樣圖

3.2.2.2 開挖邊坡保護(hù)和水土流失防治

開挖過程中嚴(yán)禁超挖，坡度和放坡邊界應(yīng)嚴(yán)格按圖施工。采取防止水土流失措施，做好抽排水工作，避免河道造成淤積。開挖后邊坡按設(shè)計(jì)要求及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，并做好周圍排水設(shè)施，以利邊坡穩(wěn)定和水土保持。

3.2.2.3 臨建區(qū)域水土流失防治

因工程建設(shè)需要建設(shè)的臨時(shí)區(qū)域應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和治理。如道路，在運(yùn)行時(shí)需加強(qiáng)管理和養(yǎng)護(hù)措施，確保道路的穩(wěn)定性。保護(hù)臨時(shí)設(shè)施周圍開挖后的江道、沖溝和邊坡。臨時(shí)施工道路在運(yùn)用期間，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。工程竣工后，臨建內(nèi)容廢棄后應(yīng)做好恢復(fù)工作，邊坡、道路等還仍需繼續(xù)使用時(shí)，在原基礎(chǔ)上應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求和國家規(guī)范完善排水系統(tǒng)。

3.2.3 汛期防治措施

一般情況下，水是造成水土流失現(xiàn)象的主要誘因。因此在施工前應(yīng)做好汛期防治工作，對堆土區(qū)域、露天場地等重大風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和排水措施，如彩條布覆蓋，建立集水、防洪等等排水措施。在設(shè)計(jì)排水措施時(shí)，應(yīng)有組織的排水防治沖刷造成水土流失現(xiàn)象。在施工區(qū)域應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范，在施工區(qū)域原有的排水系統(tǒng)基礎(chǔ)上，綜合考慮和布置排放，避免積水過多，建立合理有效的排水系統(tǒng)，做好河道的清淤等工作，確保場地及周邊排水通暢、無積水現(xiàn)象。

3.3 主要環(huán)保措施

施工方案在編制環(huán)保措施中應(yīng)重點(diǎn)考慮工程建設(shè)對周邊環(huán)境的不利因素及產(chǎn)生原因，根據(jù)不同工程概況和環(huán)保措施的適用性，盡可能減少對周邊環(huán)境的影響，并提出有效的防治方案。根據(jù)本項(xiàng)目的特殊性，制定了以下環(huán)保措施：

1）嚴(yán)禁各類材料、建材垃圾等等占用河道和道路，避免道路或河道因過度堆載，造成破壞甚至垮塌，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，確保河道和道路的具備正常使用功能。

2）按設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求進(jìn)行工程周邊環(huán)境監(jiān)測，重點(diǎn)監(jiān)測內(nèi)容為項(xiàng)目水土事項(xiàng)和環(huán)境參數(shù)進(jìn)，在汛期時(shí)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測頻率，及時(shí)分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，做好防災(zāi)預(yù)警工作。若施工期間出現(xiàn)水土污染等情況，應(yīng)立即采取有效措施治理，減少工程建設(shè)對周邊環(huán)境的影響。

3）保護(hù)施工區(qū)域內(nèi)植物，嚴(yán)禁破壞草木等綠植，制定破壞區(qū)域修復(fù)方案。尤其要對永久性工程和臨時(shí)占用耕地等區(qū)域進(jìn)行恢復(fù)，做到無裸土，綠植全覆蓋。

4 結(jié) 論

本文以碧眼水庫造成的水土流失破壞為研究背景，本文以碧眼水庫造成的水土流失破壞為研究背景，首先根據(jù)工程建設(shè)區(qū)水土流失現(xiàn)狀，分析水土流失危害，預(yù)測土壤流失情況，綜合考慮環(huán)境保護(hù)和水土保持原則，提出具體解決方案，達(dá)到保水固土的目的，最后對工程進(jìn)行安全綜合評價(jià)，為類似工程分析研究提供了一定的參考。

但本文重點(diǎn)是防汛期水土保持治理措施研究，沒有形成具體體系，今后將加強(qiáng)對水土保持效益科學(xué)評價(jià)體系的研究。