袁文璟
水土保持監(jiān)測是重要的水土保持基礎性工作,水土保持法明確要求對可能造成嚴重水土流失的大中型生產(chǎn)建設項目進行水土流失監(jiān)測。水利工程建設過程中開挖面多而分散,棄渣量大,造成嚴重水土流失。水利工程水土保持監(jiān)測目的在于及時、準確、全面反映項目水土流失狀況,水土保持工程建設情況,工程施工建設期水土流失動態(tài)及其發(fā)展趨勢,為水土流失防治、監(jiān)督和管理決策提供主動、超前的服務。本文通過分析總結臨淮崗洪水控制工程建設期水土保持監(jiān)測工作,對水利工程水土流失流失情況進行監(jiān)測和評價。
臨淮崗洪水控制工程位于淮河中游正陽關以上28km處,工程屬一等大(1)型工程,工程按淮河上中游發(fā)生100年一遇洪水標準設計,滯洪庫容85.6億m3。主體工程建設內(nèi)容包括主壩、南副壩、北副壩,加固49孔淺孔閘,新建深孔閘、臨淮崗船閘及姜唐湖進洪閘,擴挖上下游引河,新建封閉堤,加固城西湖船閘下閘首等工程。主要任務是將淮河中游正陽關以下主要防洪保護區(qū)的防洪標準高到100年一遇,確保淮北大堤保護地區(qū)內(nèi)1000萬畝耕地、煤礦、坑口電廠、京滬等鐵路干線和蚌埠與淮南等城市安全。
工程項目區(qū)地處華北平原南部的淮北平原的南緣,淮河以南源于大別山北麓各支流形成的堆積~侵蝕二級、三級階地平原,地面整體傾向北東。土壤以灰潮土為主,占45.6%;其次為水稻土和黃褐土,分別占30.8%和20.0%;料場土除表層耕植土外,主要為粘土和粉質(zhì)粘土,粘粒含量約為40%。項目區(qū)屬亞熱帶和暖溫帶過渡氣候帶,氣候溫和,氣溫變化自北向南遞增(主要氣候氣象水文要素詳見表1)。項目區(qū)內(nèi)植被資源豐富,林木植被主要為人工栽培的落葉闊葉用材林、經(jīng)濟林等,草類以自然生長的茅草為主。工程區(qū)墾殖系數(shù)高,農(nóng)業(yè)植被占很大優(yōu)勢,低洼地分布大面積蘆葦、荻柴等,植被覆蓋率達60%以上。
根據(jù)工程建設的實際情況和水土保持監(jiān)測的要求,參照《臨淮崗洪水控制工程初步設計(水土保持工程)》水土保持防治責任范圍,劃分水土流失監(jiān)測區(qū)域為主壩區(qū),主壩建筑物區(qū),南副壩區(qū),北副壩區(qū),引河工程開挖區(qū),棄土充填區(qū),土料場區(qū)。
表1 主要氣候氣象水文要素表
監(jiān)測頻次為汛前、汛期、汛后各監(jiān)測一次,同時根據(jù)重點監(jiān)測地段和內(nèi)容,汛期相應加大監(jiān)測頻率。
按照《水土保持監(jiān)測技術規(guī)程》(SL277-2002)要求和臨淮崗洪水控制工程具體情況,項目區(qū)監(jiān)測內(nèi)容主要包括水土流失因子監(jiān)測、水土流失狀況監(jiān)測、水土流失危害和水土保持工程效果監(jiān)測四個方面。
1.水土流失因子監(jiān)測:包括項目區(qū)地形地貌變化、水系變化,林草植被、雨量等。
2.水土流失狀況監(jiān)測:調(diào)查獲取水土保持防治責任分區(qū)內(nèi)工作現(xiàn)狀,水土流失狀況、侵蝕形式、土壤流失量及分布部位等。
3.水土流失危害監(jiān)測:主要是工程建設過程中大面積擾動地表,再塑地貌和大量棄土棄渣對工程自身和工程周邊地區(qū)的影響及其潛在危害。
4.水土保持防治效果監(jiān)測:重點對主體工程中具有水土保持功能的設施和新增水土保持防治措施的數(shù)量、質(zhì)量進行監(jiān)測。
1.溝蝕法:主要設置在堤防段邊坡。
2.釘樁法:輔助進行面蝕監(jiān)測。
3.小區(qū)法:設置在施工擾動較少或完工的坡面處。
4.調(diào)查法:主要設置在棄土區(qū)。
5.樣方法:設置在施工區(qū)地表擾動區(qū)。
表2 各防治分區(qū)水土保持防治措施監(jiān)測表
表3 各分區(qū)水土流失防治指標
6.巡測法:設置在同時對于施工期間的開挖區(qū)、開挖邊坡、施工區(qū)等可能產(chǎn)生水土流失的責任范圍內(nèi)。
2002~2006年不同區(qū)域的土壤擾動侵蝕模數(shù)監(jiān)測值見圖1。
1.從監(jiān)測過程來看,2003年以后,各項工程陸續(xù)開工建設,逐漸進入施工高峰期,工程擾動強度增加,擾動面積擴大,水土流失量急劇增加。而到了水土保持方案運行期,隨著植被恢復,人為擾動因素減少,土壤侵蝕變化量逐步減少。
2.從土壤侵蝕模數(shù)變化看,監(jiān)測區(qū)的土壤侵蝕量都大于本底侵蝕模數(shù),說明由于工程建設對土體結構和地表植被的破壞,加劇了當?shù)氐乃亮魇?;監(jiān)測區(qū)土壤侵蝕初始變化較大,隨著土體結構、地表狀況和植被的逐漸恢復,土壤侵蝕模數(shù)也變小后趨于穩(wěn)定,水土保持措施初見成效。
根據(jù)工程水土流失防治分區(qū)特點和水土流失現(xiàn)狀,確定各分區(qū)的防治重點,采取不同的、行之有效的防治措施、方法和手段,對可能產(chǎn)生的水土流失情況進行防治,水土保持措施以工程措施為主,輔以必要的植物措施。分區(qū)防治措施及完成情況詳見表2。
臨淮崗洪水控制工程防治責任范圍為2391.83hm2(未列入移民安置、影響處理工程),建設期內(nèi)共擾動土地面積2260.3hm2,造成水土流失面積1156.5hm2,共棄渣量 1892萬 t,共產(chǎn)生水土流失量8.89萬t。實施水土保持防治措施面積為1105.17hm2,其中工程措施面積(包括混凝土砌塊護坡、土地整理等)386.44hm2,植物措施面積(種草、鋪草皮、栽植喬灌木等)718.73hm2。建設項目防治責任范圍內(nèi)擾動土地治理率達96%,水土流失治理度達96%,土壤流失控制比1.30,林草覆蓋度30%,植被恢復系數(shù)95%,攔渣率98%,達到了生產(chǎn)建設項目水土流失防治標準。各分區(qū)防治指標詳見表3。
通過對各防治分區(qū)的水土保持工程的監(jiān)測評價,認為臨淮崗控制工程水土保持工作做得很好,通過工程措施、植物措施和臨時防護措施的實施,很好地控制了區(qū)域因施工產(chǎn)生的水土流失,實現(xiàn)了規(guī)范中提出水土保持防治要求,達到了國家要求的開發(fā)建設項目水土流失防治標準,明顯改善了區(qū)域水土保持生態(tài)環(huán)境