松塔水庫水土保持監測分析

冀章鵬

（晉中市松塔水利水電有限公司，山西 晉中 030600）

1 項目概況及水土保持現狀

1.1 項目概況

水土保持方案中的項目組成包括樞紐工程（含大壩、導流泄洪洞、岸邊溢洪道）、供水工程（含榆次區供水管線和壽陽縣供水管線）、棄渣場、取土場、管理站、施工臨建、施工道路、庫區等。由于晉中市松塔水庫最大壩高為62.6 m、正常蓄水位1027.00 m、總庫容9740 萬m3，為榆次壽陽兩區縣供水2200 萬m3。本次監測的對象是樞紐工程、供水工程、棄渣場、取土場、管理站、施工臨建、施工道路、庫區等，監測期間主要是對各分區的水土保持措施進行調查和復核，分析得出項目實際水土流失責任范圍為703.04 hm2，其中直接影響區面積113.96 hm2。

實際施工階段的棄渣量及棄渣場的位置與可行性研究階段相比有一定的變化，棄渣量由可行性研究階段的47.03 萬m2變為實際施工階段的76.08 m2，棄渣場由原來的臭椿崖村上游的支溝改為西草莊村南摸圪頭溝。本次監測對以上分區開展工作。其項目占地面積見表1。

表1 工程占地情況表 單位：hm2

1.2 水土流失現狀

項目區屬黃土丘陵臺地區，通過綜合分析，水力侵蝕是土壤侵蝕的主要類型，伴隨有風力侵蝕發生，屬于山西省水土流失重點預防保護區。

2 水土保持監測

為了順利開展松塔水庫水土保持監測工作，首先要進行普查、基礎資料搜集和各防治區的監測點布設工作，完成對項目區樣地典型調查和水土保持監測設計、實施方案編制等工作；其次，調查監測影響土壤侵蝕的各種因子，認真處理、分析監測數據，細致調查分析水庫的水土保持工程措施及植物措施，系統分析各種措施后的保水保土效果；最后，通過對工程項目水土流失監測成果的技術整合和綜合評價，經過對監測時段內所獲監測資料的分析整理，得出監測結果，最終形成松塔水庫水土保持監測總結文案。以調查監測為主，以定位監測為輔[1］。

2.1 水土流失背景值調查

在本次監測工作中對影響工程區水土流失的相關因子資料，包括地貌、土壤、植被、水文、土地利用以及與水土保持有關的一些社會經濟資料等方面進行全面收集和整理分析。資料收集盡量采用工程設計單位、當地政府相關業務部門和工程區涉及政府提供等方式，以最大限度地保證資料數據的可靠性、完整性和代表性。利用相關測量儀器，按分區測量方法監測各分區擾動土地整治面積來監測施工擾動面積。

2.2 植物措施調查

植被監測采用“樣地調查法”。選取具有代表性的垂直投影地塊，面積要求：灌木林2 m×2 m、草地1 m×1 m。樣地數量≥3 塊。調查生長狀況一般為1 次／a～3 次／a，調查成活率一般集中在春、秋季造林種草后進行，在植物措施實施一年后，按植被面積逐季統計保存率。調查造林成活率、保存率時在選定區域內逐株調查，統計出總栽植株數及成活株數，計算其成活率，再依據調查時間的不同，統計各階段的保存率。

2.3 監測點位布置

監測調查點主要依據其土壤侵蝕分布特點而設定。本項目的調查監測點布設主要在開挖邊坡及施工動土多的地段。根據工程實際情況，按照水土保持監測規范，結合該工程施工布局特點，實際布設調查監測點28 個。

3 水土流失防治措施

在水土保持的前提下，結合項目區自然條件，因地制宜改善植被覆蓋率，綠化美化，營造了良好的生態環境。在棄渣場完成攔擋、排水工程、覆土及綠化，栽植漳河柳、油松，并撒播草籽（狗尾巴草、葦狀羊茅等）；取土場完成土地平整及綠化工程，栽植檜柏、山楂樹、棗樹、山杏等，并撒播草籽（狗尾巴草、小飛蓬等）；在樞紐工程的下游壩坡撒播草籽（臭蒿、狗尾草等），在進水塔旁平臺的預制嵌草磚撒播草籽（狗尾巴草、臭蒿等）；供水工程完成復耕和植被恢復；管理站完成了護坡、排水溝及綠化美化；施工臨建區完成土地平整及植被恢復；臨時道路完成擋墻、排水溝及綠化。建設區實際占地面積589.08 hm2，擾動土地面積589.08 hm2，水土流失面積127.87 hm2，治理水土流失面積127.53 hm2，林草植被恢復面積122.97 hm2。

3.1 工程措施

方案設計的水土保持工程措施具體情況見表2。

表2 設計方案中水土保持工程措施及工程量

通過實地監測，該項目各監測分區的水土保持工程措施已基本完成。上述項目區域中根據實際建設情況增減水土保持防治措施工程量，可以滿足水土保持要求。

3.2 植物措施

3.2.1 方案設計的植物措施

（1）樞紐工程：按照適地適樹、針闊混交、喬灌搭配的原則，栽植油松、金葉榆、太陽李等450 畝。

（2）供水工程：采用灌草混合栽植方式恢復植被，選用紫穗槐和紫花苜蓿，栽植紫穗槐340243 株，撒播紫花苜蓿

429.6 kg。

（3）棄渣場：渣場坡面采取灌草結合方式進行植物護坡，灌木選用紫穗槐，草種選用紫花苜蓿渣頂面平整后，采取喬草結合方式進行綠化，喬木選用油松，草種選用紫花苜蓿。共需油松9742 株，紫穗槐24710 株，紫花苜蓿105 kg。

（4）管理站：喬木選擇新疆楊、側柏，灌木選擇丁香、花卉選擇月季、美人蕉等。

（5）施工道路：對占用荒草地區域進行喬灌草結合方式進行恢復，喬木選擇油松，灌木選擇紫穗槐，草種選用紫花苜管。需油松4554 株，紫穗槐27324 株，紫花苜蓿69 kg。

3.2.2 植物措施水土保持效果分析與評價

項目區在建設過程中水土保持植物措施完成情況比水土保持方案設計的植物措施工程量有所變化，具體情況見表3。

表3 防治分區水土保持植物措施完成情況對照表單位：hm2

上述項目區域中根據實際建設情況增減了水土保持防治措施工程量，對于防止水土流失有顯著防治效果。

4 土壤流失量分析

依據實地監測和數據分析，水力侵蝕造成的水土流失是最為集中的問題，土壤流失量主要來源于降雨條件下水流沖刷產生的流失。

4.1 各階段土壤流失量分析

侵蝕模數的確定主要是通過參考歷史資料和收集現場監測結果相結合的方式進行。土壤侵蝕模數監測方法：在項目建設區域范圍選擇相對穩定的堆土侵蝕坡面，布設1 m×1 m的侵蝕溝觀測樣區，樣區布設要本著上中下、左中右或輕中重的原則，使其具有隨機即代表性。具體做法是將相同質地的土料稱重后回填到侵蝕坡面，待細溝填平至溝間頂面時計算復原土量；然后計量侵蝕坡面面蝕量，具體做法是首先確定標定物，即確定原始坡面位置。原始坡面位置標定物選擇，如果測算坡面為不均質的如有石塊或生長有植物者，以溝間頂面石塊裸露高度或植物根系裸露高度，選取若干個算出平均值，即為面蝕厚度。

細溝復原土量+面蝕量=樣區侵蝕總量，計算公式如下：

式中：A 為面蝕量；B 為復原土量；a 為侵蝕時間。

在水土流失監測過程中， 經過調查和資料收集整理，確定該工程項目區內原地貌平均土壤侵蝕模數為2055 t／（km2?a）。

4.2 各擾動土地類型土壤流失量分析

年土壤侵蝕量：原地貌水土流失量為3435.94 t／a，擾動后水土流失量為7234.04 t／a，實施水土保持措施后水土流失量為3562.11 t／a。其中，以供水工程和棄渣場因為占地面積大，是水土流失量的主要來源區，隨著各項防治措施的實施及防治效果的逐步發揮效應，水土流失將會得到有效控制，水土流失量也隨之降低。

5 水土保持監測結果

5.1 擾動土地整治率

由表4 計算可知，建設期本項目的擾動土地整治率為99.09%＆gt;95.00%（目標值），符合驗收相關標準要求。

表4 擾動土地整治率

5.2 土壤流失控制比

根據各防治區的治理情況，在植物措施順利完成的基礎上，項目建設區水土保持治理效果顯著。經現場監測分析，本工程設計水平年土壤流失強度目標值為1230 t／（km2?a），項目區土壤允許流失量為1000 t／（km2?a），項目建設區土壤流失控制比可達到0.81＆gt;0.8（目標值），符合驗收相關標準要求。

5.3 林草植被恢復率

治理后的林草覆蓋率為46.61%＆gt;25%（目標值），符合水土保持驗收相關標準要求。

6 結論

6.1 水土流失動態變化

通過比較項目區工程建設前后土壤侵蝕調查和實測數據，項目區原地貌水土流失量為3435.94 t／a，擾動后水土流失量為7234.04 t／a，實施水土保持措施后水土流失量為3562.11 t／a，每年比擾動后減少流失量3671.93 t，水土流失強度有了明顯的下降。通過認真及時落實各項水土保持防治措施，較好地完成了水土流失防治任務。從擾動土地整治率等六項指標來看，均達到相關標準要求，項目建設區水土流失狀況得到了很大改善，具體達標情況見表5。

表5 水土保持防治指標統計表

6.2 待改進問題及建議

一方面，取土場栽植的側柏成活率較低，建議建設單位強化植物措施后續管護，并明確分工，對未成活的苗木進行補栽；另一方面，棄渣場上游沒有鋪設排水涵管，雖降雨水可通過滲流排走，但仍需建設單位復核棄渣場上游匯水面積，落實維護、管理責任，發現問題及時進行維護。

7 結語

結合工程監測結果表明，松塔水庫水土保持工程布置合理，防護效果較明顯，通過現場監測、調查，良好地完成了各項水土保持措施。實際水土流失防治效果與設計目標值相比較，均達到或超出設計方案要求，從而有效地控制了人為水土流失，隨著現有的水保措施效益的逐年發揮，水土保持治理成果將進一步鞏固提高。