劉軍 梁文娟

摘 要：水庫建設(shè)具有占地范圍廣、擾動土地面積大、地形地貌復(fù)雜和水土流失危害大等特點(diǎn)。本文以畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)某水庫工程為例，通過對工程項(xiàng)目水土流失強(qiáng)度、水土流失量的分析和預(yù)測，及時對施工進(jìn)度安排、防治措施布置及水土保持監(jiān)測提出指導(dǎo)意見，確保各項(xiàng)水土保持措施正常發(fā)揮作用，最大限度地減少水土流失、降低項(xiàng)目建設(shè)給區(qū)域環(huán)境帶來的負(fù)面影響。

關(guān)鍵詞：水庫工程;水土流失;侵蝕模數(shù);危害分析

中圖分類號：S157文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2021）09-0098-03

Abstract： Reservoir construction has the characteristics of wide land occupation， large disturbed land area， complex topography and high damage to soil and water loss. In this paper， taking a reservoir project in Qixingguan District of Bijie City as an example， through the analysis and prediction of the intensity and amount of water and soil loss of the engineering project， timely guidance on the construction schedule， the arrangement of prevention measures and the monitoring of water and soil conservation were put forward， so as to ensure the normal functioning of various water and soil conservation measures， minimize soil erosion and reduce the negative impact of project construction on the regional environment.

Keywords： reservoir project;soil erosion;erosion modulus;hazard analysis

某水庫位于畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)放珠鎮(zhèn)木桶溝村境內(nèi)，水庫壩址以上集水面積為15.3 km2，水庫正常蓄水位為1 495.00 m，總庫容為139萬m3。工程規(guī)校為?。?）型，工程等別為Ⅳ等，水庫樞紐工程由混凝土面板堆石壩、右岸開敞式溢洪道、取水兼導(dǎo)流隧洞等組成。

1 工程所在地水土流失現(xiàn)狀

該水庫工程位于中亞熱帶常綠闊葉林亞帶—貴州高原濕潤性常綠闊葉林地帶—黔西北高原山地常綠櫟林、云南松林、漆樹及核桃林小區(qū)，林草覆蓋率達(dá)到42.2%。

項(xiàng)目所在地屬于烏江與赤水河上游的國家級水土流失重點(diǎn)治理區(qū)，項(xiàng)目區(qū)土壤類型主要有黃壤和石灰土等;項(xiàng)目區(qū)水土流失類型以水力侵蝕為主，侵蝕強(qiáng)度為輕度;項(xiàng)目區(qū)位于水力侵蝕一級類型區(qū)中的黔西高原山地輕、中度侵蝕區(qū)，平均土壤侵蝕模數(shù)為1 236 t/（km2·a），項(xiàng)目區(qū)容許侵蝕模數(shù)為500 t/（km2·a）。

2 擾動地表預(yù)測

通過查閱生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)資料，經(jīng)本方案復(fù)核，本工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)占地面積為37.27 hm2。結(jié)合工程施工布置與工藝，調(diào)查人員采用設(shè)計(jì)圖紙實(shí)地調(diào)查和勾繪，本工程擾動地表面積為29.42 hm2，未擾動地表面積（水庫淹沒區(qū)）為7.85 hm2。各建設(shè)區(qū)征占地及擾動地表情況如表1所示。

3 土壤流失量預(yù)測

3.1 預(yù)測單元

根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)布局、擾動地表時段、擾動形式、擾動強(qiáng)度和水土流失特點(diǎn)等，項(xiàng)目劃被分為13個預(yù)測單元：大壩樞紐工程區(qū)、導(dǎo)流工程區(qū)、管道及泵站區(qū)、樞紐區(qū)施工場地及營地區(qū)、樞紐區(qū)砂石料加工及拌合系統(tǒng)、輸水工程施工場地及營地區(qū)、永久公路區(qū)、壩區(qū)臨時道路區(qū)、輸水工程臨時道路區(qū)、石料場區(qū)、土料場區(qū)、棄渣場區(qū)、水庫淹沒區(qū)。

3.2 預(yù)測時段

根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50433—2018），結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和影響區(qū)的特點(diǎn)，本項(xiàng)目預(yù)測時段分為施工期（含施工準(zhǔn)備期）和自然恢復(fù)期，預(yù)測時段按最不利的情況考慮，超過雨季（5—10月）長度的按一年計(jì)算，不超過雨季長度的按占雨季長度的比例計(jì)算[1]。

3.3 土壤侵蝕模數(shù)

通過對項(xiàng)目建設(shè)區(qū)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，調(diào)查人員以1∶1 000的地形圖作為工作底圖，現(xiàn)場勾繪圖斑，填寫調(diào)查因子表，結(jié)合技術(shù)資料對水土流失因子進(jìn)行詳細(xì)分析[2]，并參照《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》（SL 190—2007）的土壤侵蝕強(qiáng)度分級標(biāo)準(zhǔn)和面蝕分級指標(biāo)，在對項(xiàng)目區(qū)各地塊水土流失強(qiáng)度進(jìn)行劃分的基礎(chǔ)上，確定不同地塊的侵蝕模數(shù)背景值[3-4]。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目區(qū)年均水土流失總量為36.36 t，平均土壤侵蝕模數(shù)為1 236 t/（km2·a），其屬于輕度水土流失區(qū)。

3.4 預(yù)測結(jié)果

對于擾動地表產(chǎn)生的土壤流失量，本研究采用侵蝕模數(shù)法進(jìn)行預(yù)測[5]。預(yù)測公式如下：

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

針對主體工程布置、施工組織及施工工藝設(shè)計(jì)，根據(jù)地表裸露及棄土棄渣的水土流失特點(diǎn)，結(jié)合自然地理狀況及分析過程，本研究得出以下預(yù)測結(jié)果。

3.4.1 施工準(zhǔn)備及施工期。工程施工準(zhǔn)備期及施工期加速侵蝕面積為29.42 hm2，原地表水土流失量為439.12 t，預(yù)測期水土流失量為2 053.73 t，新增水土流失量為1 614.61 t。

3.4.2 自然恢復(fù)期。自然恢復(fù)期水土流失面積為8.79 hm2，原地表水土流失量為243.51 t，預(yù)測期水土流失量為391.25 t，新增水土流失量為147.74 t。

本工程建設(shè)可能造成的水土流失總量為2 444.98 t，新增水土流失量為1 762.35 t。

4 水土流失危害分析

本項(xiàng)目新增水土流失的原因主要是工程建設(shè)過程中，地表開挖擾動，棄土棄渣在外營力作用下發(fā)生加速侵蝕現(xiàn)象，新增水土流失量集中產(chǎn)生于項(xiàng)目建設(shè)區(qū)。水土流失危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

4.1 大壩樞紐區(qū)與導(dǎo)流工程區(qū)

大壩樞紐施工擾動原地表，破壞了原有的水土保持功能，場地在外營力的作用下發(fā)生加速侵蝕[6]，若不采取防護(hù)措施，擾動后的地表被降雨和地表徑流沖刷，將會造成一定水土流失;壩肩土石方開挖量較大，如不及時清運(yùn)至棄渣場，在地面徑流的作用下，臨時棄渣中的泥沙會淤積下游行洪河道，影響河道行洪安全，并威脅下游耕地的生產(chǎn)安全。

4.2 輸水工程區(qū)

本項(xiàng)目輸水工程線路長，擾動面積及開挖土石方量較大，如不及時轉(zhuǎn)運(yùn)多余棄渣量，并采取必要的攔擋、排水及臨時防護(hù)措施，在遇大暴雨的情況下易引發(fā)水土流失;在雨水徑流的沖刷下，沿線開挖的土石方沿下邊坡方向滑落，可能毀壞工程區(qū)附近的基礎(chǔ)設(shè)施和耕地，影響下游耕地質(zhì)量，威脅當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶生產(chǎn)生活安全。該區(qū)臨時占用了部分灌草地及耕地，若不對其用地類型進(jìn)行恢復(fù)，則會降低區(qū)域耕地及林地指標(biāo)，增加區(qū)域水土流失，影響農(nóng)民生產(chǎn)安全。

4.3 施工生產(chǎn)生活區(qū)

施工營地、施工場地水土流失的主要原因是基礎(chǔ)的平場開挖，擾動了原地表，破壞原地表土壤間的組織結(jié)構(gòu)，使原地表的水土保持功能完全喪失，在外營力作用下無抗侵蝕的能力。若不采取有效水土保持措施，將產(chǎn)生一定水土流失，淹沒下游耕地，影響農(nóng)民生產(chǎn)生活。

4.4 道路區(qū)

永久公路、臨時道路施工中臨時堆放的土石是水土流失的主要策源地，在外營力作用下發(fā)生加速侵蝕現(xiàn)象，道路施工形成松散裸露邊坡。若不采取有效的截排水及植物防護(hù)措施，將造成嚴(yán)重的水土流失，土石被降雨和地表徑流沖刷，可能淹沒下游耕地。臨時施工道路占用部分耕地、灌草地等，如不對其用地類型進(jìn)行恢復(fù)，則會減少該地類的用地面積，危害下游耕地，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

4.5 料場區(qū)

料場的開采形成了裸露坡地和臨時堆土，改變了原地形地貌，破壞原地表土壤與土壤間的組織結(jié)構(gòu)，使原地表的水土保持功能減弱。若不采取有效的水土保持措施加以防護(hù)，臨時棄渣及剝離表土被降雨和地表徑流沖刷，就會發(fā)生加速侵蝕現(xiàn)象，引起一定水土流失，泥沙進(jìn)入下游道路或耕地，影響工程生產(chǎn)及農(nóng)民生活安全。料場占用大量林地，如不及時恢復(fù)植被，則會減少區(qū)域林草覆蓋率，增加區(qū)域水土流失。

4.6 棄渣場區(qū)

棄渣場水土流失的主要原因是工程建設(shè)廢棄的土石堆存在該區(qū)，堆放的土石無水土保持功能，改變了原地形地貌，破壞原地表土壤間的組織結(jié)構(gòu)，土石方在外營力作用下極易發(fā)生加速侵蝕現(xiàn)象，若不采取攔擋防護(hù)及排水措施，土石將會被降雨和地表徑流沖刷，可能加劇洪水災(zāi)害、泥石流等情況的發(fā)生，引起嚴(yán)重的水土流失，損壞下游耕地并影響河道行洪安全。本區(qū)臨時占用部分灌草地和耕地，如不對其用地類型進(jìn)行恢復(fù)，則會降低區(qū)域耕地指標(biāo)及林草覆蓋率，增加區(qū)域水土流失，影響農(nóng)民生產(chǎn)安全。

5 預(yù)測結(jié)果與指導(dǎo)性意見

5.1 預(yù)測結(jié)果

本研究對工程項(xiàng)目水土流失強(qiáng)度、水土流失量進(jìn)行分析、預(yù)測和評價。經(jīng)調(diào)查，項(xiàng)目建設(shè)期擾動地表面積為29.42 hm2。通過對項(xiàng)目建設(shè)區(qū)水土流失量的調(diào)查可知，本項(xiàng)目可能造成的水土流失總量為2 444.98 t，新增水土流失總量為1 762.35 t。

5.2 指導(dǎo)性意見

5.2.1 對施工進(jìn)度安排的指導(dǎo)意見。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，施工準(zhǔn)備期、施工期是新增水土流失較嚴(yán)重的時期，建議在施工中優(yōu)化主體工程施工進(jìn)度安排，有效縮短產(chǎn)生水土流失的時段。對于難以避開雨季施工的區(qū)域，應(yīng)完善此時段水土流失的防護(hù)措施。

5.2.2 防治措施布置的指導(dǎo)意見。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，從水土流失可能發(fā)生的時間來看，項(xiàng)目建設(shè)可能造成的水土流失主要集中在施工準(zhǔn)備期及施工期;從水土流失發(fā)生的區(qū)域來看，樞紐工程區(qū)、輸水工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、道路區(qū)和棄渣場區(qū)是水土流失的重點(diǎn)區(qū)域。因此，要根據(jù)這些建設(shè)區(qū)的施工布置、施工時段以及主體工程的分析結(jié)果布置切實(shí)可行的防治措施，與主體建設(shè)有機(jī)地結(jié)合起來，形成綜合防治體系，最大限度地減少人為造成的水土流失、降低項(xiàng)目建設(shè)給區(qū)域環(huán)境帶來的負(fù)面影響。

5.2.3 水土保持監(jiān)測的指導(dǎo)意見。根據(jù)水土流失預(yù)測結(jié)果，針對各建設(shè)區(qū)水土流失形式、發(fā)生時段、發(fā)生區(qū)域等，要采用適宜的監(jiān)測方法，及時掌握項(xiàng)目區(qū)水土流失發(fā)生的強(qiáng)度、空間分布等情況，了解水土保持措施防護(hù)效果，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果科學(xué)地指導(dǎo)防治措施的實(shí)施，發(fā)現(xiàn)措施不足或防治效益達(dá)不到要求時及時要求建設(shè)單位采取補(bǔ)救措施，確保各項(xiàng)水土保持措施正常發(fā)揮作用，最大限度地減少水土流失。樞紐工程區(qū)、輸水工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、道路區(qū)、料場區(qū)和棄渣場區(qū)為水土流失重點(diǎn)區(qū)域，水土流失重點(diǎn)時段為施工準(zhǔn)備期和施工期。

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