王思敏

（陜西省水利電力勘測設(shè)計研究院，陜西西安710001）

磨溝水庫工程水土流失防治措施及效益評價

王思敏

（陜西省水利電力勘測設(shè)計研究院，陜西西安710001）

開發(fā)建設(shè)項目在施工中由于人為開挖坡面或堆放固體廢棄物，會產(chǎn)生巖、土及其混合物的搬運、沉積，必須采取合理的水土防治措施。結(jié)合磨溝水庫工程建設(shè)施工過程中水土流失特點及施工組織設(shè)計，提出防治措施總體布局，明確棄渣場防治區(qū)為本工程水土流失治理的重點區(qū)域，棄渣攔擋、堆置為水土流失防治措施要點，對重點防治區(qū)措施、防治效果、蓄水保土效益、生態(tài)和經(jīng)濟效益分析后，得出結(jié)論：該工程確定的水土流失防治措施較好地實現(xiàn)了各項水土保持防治目標，合理利用了砼骨料開挖料坑，最大限度地減少了渣場占地面積，治理效果明顯，蓄水保土、生態(tài)及經(jīng)濟效益顯著。

水土流失；防治措施分析；效益評價

磨溝水庫工程地處山陽縣縣河一級支流磨溝河下游，壩址位于十里鋪鎮(zhèn)磨溝里村。磨溝河流域?qū)賮啛釒蚺瘻貛н^渡的季風性半濕潤山地氣候。多年平均氣溫13.1℃。水庫工程等別為Ⅳ等小（1）型，主要建筑物級別為4級，大壩為碾壓混凝土重力壩。

項目區(qū)占地面積58.43 hm2，工程棄渣總量27.14萬m3，其中導(dǎo)流洞和圍堰修筑產(chǎn)生棄渣6.67萬m3，壩肩開挖、水庫管理站及部分道路開挖產(chǎn)生棄渣20.47萬m3。該工程棄渣如不集中堆放并進行植被覆蓋，極易產(chǎn)生風蝕和水蝕，導(dǎo)致更嚴重的水土流失。本文就磨溝水庫水土流失特點進行分析，結(jié)合項目區(qū)獨特的地形條件，提出合理的水土流失防治措施，并對各項防治措施的實施效果和實施后產(chǎn)生的效益進行了分析研究。

1 水土流失特點

（1）項目區(qū)土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，重力侵蝕為輔。土壤侵蝕模數(shù)為1000 t/km2·a，屬于輕度水土流失區(qū)。根據(jù)《土壤侵蝕分類分級標準》（SL190-2007），項目建設(shè)區(qū)屬西南土石山區(qū)，容許土壤流失量為500 t/km2·a。

（2）項目施工總工期38個月，其中主體工程施工期23個月。施工過程中新增水土流失量924.75 t。

（3）項目區(qū)地勢平坦，主要地類以耕地為主，天然溝道較少，棄渣場選址困難，經(jīng)現(xiàn)場查勘，壩址下游左岸0.5 km處河堤背側(cè)坡地可以作為棄渣場，但其容量有限，僅能堆置導(dǎo)流洞和圍堰修筑產(chǎn)生的棄渣，除此之外，再無可供選擇的渣場。

（4）本工程砼骨料場位于壩址上游槐樹莊料場，料場面積約8 hm2，砂卵石層厚度約為7～10 m，最深達13 m，可開采總儲量為57.2萬m3，大于設(shè)計砼用量的1.5倍要求。

（5）土石方平衡設(shè)計除導(dǎo)流洞和圍堰修筑棄渣堆放在棄渣場外，其余棄渣以大壩澆筑混凝土骨料開挖料坑作為堆置渣場，在施工時序上，需要將部分棄渣臨時堆放在棄渣倒運區(qū)，待料場分區(qū)開挖具備堆渣條件后，再將棄渣陸續(xù)二次倒運填筑料坑。

2 防治措施總體布局

根據(jù)工程地理位置、建筑物布置特點及施工組織設(shè)計，將本工程劃分為主體工程防治區(qū)、施工生產(chǎn)生活防治區(qū)、道路工程防治區(qū)、棄渣場防治區(qū)、取料場防治區(qū)、水庫淹沒防治區(qū)等六個水土流失防治分區(qū)[1]。

主要水保措施：主體工程防治區(qū)為施工過程中的臨時防護及植物措施；棄渣場防治區(qū)主要為攔擋、排水工程措施，以及倒運區(qū)的臨時攔擋、苫蓋措施；取料場防治區(qū)主要為邊坡防護、植物和臨時措施；施工生產(chǎn)生活防治區(qū)以臨時防護、植物措施為主；道路工程防治區(qū)主要為排水工程、綠化工程、臨時攔擋措施，以及施工結(jié)束后的植被恢復(fù)措施。

3 防治措施要點

（1）圍堰填筑和導(dǎo)流洞開挖棄渣堆置于壩址下游左岸0.5km處河堤背側(cè)地勢較平坦的坡地上，為坡地型棄渣場，棄渣場級別為5級，設(shè)計棄渣量6.67萬m3，占地面積2.0 hm2，渣場東西向地形高差3 m，占地類型為坡耕地。棄渣場位置如圖1所示。

圖1棄渣場位置示意圖

該棄渣場西側(cè)緊鄰河道堤防，根據(jù)地形及棄渣堆置設(shè)計該棄渣場采用三面攔擋形式，在堆渣坡腳處布設(shè)漿砌石護腳擋墻。

（2）本工程采用棄渣回填料坑方法處理壩肩開挖、水庫管理站及部分道路工程的開挖棄渣，該取料場位于壩軸線上游2 km處，為混凝土粗骨料場，根據(jù)料場開采進度將棄渣倒運區(qū)的臨時堆渣轉(zhuǎn)運至開采結(jié)束區(qū)段料坑回填，取料場占地面積8 hm2，占地類型為河灘地。

根據(jù)本工程水土流失特點，棄渣場防治區(qū)為本工程水土流失治理的重點區(qū)域，棄渣攔擋、堆置設(shè)計為水土流失防治措施的要點內(nèi)容。

4 重點防治區(qū)措施

4.1 棄渣場防治區(qū)

在棄渣場防治區(qū)內(nèi)劃分固定區(qū)域作為棄渣倒運區(qū)，臨時堆放將堆存于取料場料坑中的工程開挖棄渣，棄渣倒運區(qū)占地面積1.0 hm2，該區(qū)域使用結(jié)束后，按照棄渣場整體堆置方案進行棄渣邊坡修整及后期土地復(fù)墾。

4.1.1 攔擋工程

（1）永久性擋渣墻

方便、周期短、就地取材的特點，設(shè)計在臨河及靠居民點一側(cè)堆渣坡腳處布設(shè)護腳擋渣墻，型式選用重力式。

擋墻地面以上有效高度4.0 m，墻體基礎(chǔ)埋深1.0 m，頂寬0.5 m，墻面豎直，墻背坡比1∶0.5，墻體采用M7.5Mu50漿砌石砌筑，棄渣在擋渣墻后堆置，為及時將渣體內(nèi)水排出、降低墻后水位，減小墻身水壓力，增加墻體穩(wěn)定，在墻體砌筑過程中預(yù)留設(shè)置排水孔，排水孔直徑為10 cm，間距2～3 m，排距2.0 m，按梅花形布置，排水孔向外坡度為4%，最低一排排水孔高出地面0.5 m。

（2）臨時攔擋工程

棄渣倒運區(qū)采用編織袋裝土進行臨時攔擋，斷面尺寸為寬×高=2.0 m×1.0 m，圍擋于棄渣倒運區(qū)臨時堆渣坡腳處，待棄渣倒運結(jié)束后進行拆除。

（3）臨時苫蓋

棄渣倒運區(qū)的臨時堆渣坡面采用密目網(wǎng)進行苫蓋，以減少降雨對棄渣體坡面的沖刷及大風天氣的揚塵。

4.1.2 棄渣堆置方案

永久擋渣墻頂部高程為859 m，擋渣墻后留10 m平臺，堆渣分層厚度0.5~1.0 m，棄渣按梯級堆置，共分三級，堆置坡比均為1∶2，自下而上各級堆置頂部高程分別為859 m，861 m，862 m，后兩級堆置邊坡間布設(shè)馬道寬度為3 m。設(shè)計永久堆置土石方總量6.67萬m3，待堆渣結(jié)束后進行土地復(fù)墾。

4.2 取料場防治區(qū)

4.2.1 表土收集與回覆

取料前，對料場占地范圍內(nèi)的表土收集，厚度控制在0.5 m，收集的表土集中堆放于料場西北側(cè)空地，用于后期場地植被恢復(fù)覆土。

4.2.2 料坑回填

取料場分區(qū)域開采，開采區(qū)域取料完成后即利用棄渣進行料坑回填，回填分層進行，并利用運渣車輛及推土機進行必要的壓實。

4.2.3 坡面整修

取料結(jié)束后，為了預(yù)防坡面滑塌而形成重力侵蝕，造成新增水土流失。應(yīng)首先做好坡面清理工作，料坑回填結(jié)束后，放緩開挖坑壁，經(jīng)計算，整修坡面為3.7 hm2。

5 效益評價

5.1防治效果分析

該項目施工期為38個月，依據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB 50433—2008）[1]，項目水土流失預(yù)測時間按3年計，項目區(qū)容許土壤流失量500 t/km2·a，治理后平均土壤流失量580 t/km2·a。

該項目各水土保持防治目標分析值見表1。

表1 水土保持防治目標分析值表

該項目水土流失防治效果評價見表2。

表2 水土流失防治效果評價表

5.2 蓄水保土效益

該項目建設(shè)過程中擾動地表造成的水土流失總量，按下式計算：

其中：Q為建設(shè)過程中擾動地表造成的水土流失總量，t；q為項目建設(shè)區(qū)背景流失量，t；Δq為新增水土流失量，t。

該項目水土流失量見表3。

表3 項目建設(shè)區(qū)水土流失量表

根據(jù)前述表2和表3中的結(jié)果，治理后土壤流失控制比達到0.86，因此，該項目通過各項水土保持措施的綜合治理，其水土保持效益是可觀的；隨著道路硬化面積加大、林草覆蓋率增加，原地貌土壤侵蝕得到緩減，水土流失得到一定程度的控制。

5.3 生態(tài)效益

該項目共布設(shè)植物措施面積23.57 hm2，根據(jù)前述表1中數(shù)據(jù)，該項目的林草植被恢復(fù)率為98%，林草覆蓋率為40%，均實現(xiàn)了水土保持防治目標，較好的補償了工程建設(shè)對環(huán)境造成的不良影響。項目區(qū)臨時用地都恢復(fù)其原有功能，適宜綠化區(qū)域都進行了造林種草綠化，項目區(qū)生態(tài)環(huán)境得到明顯恢復(fù)和改善。

5.4 經(jīng)濟效益

該項目在實施各項水土保持措施后，擾動土地整治率達到97%，水土流失總治理度達到97%，均達到了較為理想的水土流失治理效果。該項目在實施植物措施后，對所占林地進行了植被恢復(fù)，對所占耕地進行土地平整后復(fù)耕，較好的恢復(fù)了原有土地類型的功能。相對于治理之前，項目區(qū)內(nèi)間接增加了林地3.9 hm2，耕地3.4 hm2，以《陜西省征地統(tǒng)一年產(chǎn)值平均標準和區(qū)片綜合地價平均標準》[2]中數(shù)據(jù)為例，山陽縣耕地年平均產(chǎn)值按1496元/畝、林地產(chǎn)值與耕地產(chǎn)值按基本相同計算，年增加產(chǎn)值16.38萬元。渣場所占2 hm2坡地旱田升級為梯田，提高了耕地等級，年平均產(chǎn)值較坡耕地可增加約30%，因此，該項目水保措施實施后，可對工程區(qū)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。

6 結(jié)語

磨溝水庫工程區(qū)天然溝道較少、棄渣場選址難度大，選擇采用三面圍擋形式坡地堆置圍堰填筑和導(dǎo)流洞開挖棄渣，和利用天然建筑材料砼骨料坑堆填壩肩開挖、水庫管理站及部分道路工程棄渣的堆渣設(shè)計方案，合理利用了砼骨料開挖料坑，有效防止了新增水土流失，最大限度地減少了渣場占地面積，治理達到了預(yù)期效果和目標，蓄水保土、生態(tài)及經(jīng)濟效益顯著。

[1]中華人民共和國建設(shè)部.中華人民共和國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.（GB 50433—2008）開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社,2008.

[2]陜西省人民政府.陜西省征地統(tǒng)一年產(chǎn)值平均標準和區(qū)片綜合地價平均標準[Z].2010.4

S157；TV62

B

1673-9000（2017）03-0174-03

2017-02-10

王思敏（1990-），女，陜西西安人，助理工程師，主要從事水利水電工程水保及環(huán)評工作。