衛(wèi)星水庫除險加固工程水土保持設(shè)計

秦 璐 楊宗杰 陳 珊

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)勘測規(guī)劃設(shè)計研究院，新疆烏魯木齊 830000）

衛(wèi)星水庫是新疆巴楚縣境內(nèi)的一座中型水庫，位于巴楚縣城西北紅海鄉(xiāng)地界，平均海拔高度1121～1127m。水庫于1970年破土動工，1972年建成投入運(yùn)行，1994年水庫工程進(jìn)行了首次除險加固，對水庫7.0km長壩段上游壩坡鋪設(shè)塑膜防滲，1996年對7.75km長壩段上游修建了干砌塊石護(hù)坡，后經(jīng)多次對壩體進(jìn)行加寬、加高，達(dá)到現(xiàn)狀水平。水庫設(shè)計庫容2500萬m3，相應(yīng)水面面積16.76km2。

水庫永久性水工建筑物由均質(zhì)土壩、進(jìn)水閘、放水涵洞、引水渠及放水渠五部分組成，平交閘、庫外渠為其配套設(shè)施。

根據(jù)大壩安全鑒定檢查的結(jié)論及在鑒定中發(fā)現(xiàn)的問題，對水庫進(jìn)行除險加固，以減少水庫滲漏損失，提高水利用率，保證水庫在達(dá)到設(shè)計庫容2500萬m3、相應(yīng)設(shè)計水位為1124.90m時，大壩能夠正常運(yùn)行，并改善灌區(qū)條件，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)較快增長。

1 工程區(qū)水土流失類型及分析預(yù)測

1.1 工程區(qū)水土流失類型及危害

工程區(qū)地處西南天山南麓、塔里木盆地和塔克拉瑪干沙漠西北緣，屬典型的大陸性干旱氣候，降雨稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，多年平均降水量 45.11mm，年平均水面蒸發(fā)量為 2108.8mm，多年平均風(fēng)速為1.7m/s，多年平均最大風(fēng)速為13.66m/s，風(fēng)向多為東北，次風(fēng)向為西南，風(fēng)沙頻繁為本區(qū)氣候的又一特點(diǎn)。工程區(qū)是經(jīng)多年建設(shè)而成的主要綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民有在上游壩坡植樹的習(xí)慣，因此在大壩上游坡現(xiàn)狀水土流失發(fā)生較少。下游壩坡為土坡，會發(fā)生輕度風(fēng)蝕。遇大風(fēng)天氣，將加速風(fēng)蝕。當(dāng)遭遇季節(jié)性陣發(fā)型降雨或暴雨條件下，易發(fā)生水蝕。由于項目區(qū)年降水量僅為 45.11mm，暴雨發(fā)生頻率較小，也很少出現(xiàn)連續(xù)性降水，因此發(fā)生水蝕的強(qiáng)度較小，為微度水蝕。綜合起來，上述地帶水土流失為輕度風(fēng)蝕微度水蝕類型，侵蝕模數(shù)約為450t/km2.a。

由于水土流失，使工程區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化，相應(yīng)也阻礙了這一地區(qū)經(jīng)濟(jì)潛力的挖掘，水土流失危害主要表現(xiàn)在頻發(fā)的伴有浮塵和風(fēng)沙的天氣，大風(fēng)會造成沙丘侵蝕綠洲。由于風(fēng)害的影響，毀壞作物，風(fēng)蝕水庫壩坡，成為本區(qū)的自然災(zāi)害。危害涉及到人們生存生活的每一層面：一是造成土地質(zhì)量下降，可利用的土地資源減少；二是破壞自然環(huán)境，破壞人們現(xiàn)有的生存條件，影響了灌區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展；三是導(dǎo)致土壤水份蒸發(fā)加快，農(nóng)田失墑、旱情加重；四是造成空氣質(zhì)量下降，殃及附近城鎮(zhèn)和農(nóng)村；五是延緩當(dāng)?shù)厝嗣衩撠氈赂坏牟椒ァ?/p>

1.2 工程區(qū)水土保持現(xiàn)狀

多年來人們在開發(fā)建設(shè)過程中逐漸意識到水土流失的危害性，廣大農(nóng)民群眾在政府的組織下，都自覺的投入到了水土保持工作中去。目前在大壩上游坡植有樹木，這對抑制當(dāng)?shù)氐乃亮魇鸬搅撕艽蟮淖饔谩?/p>

1.3 工程區(qū)新增水土流失預(yù)測

工程建設(shè)新增水土流失經(jīng)分析主要產(chǎn)生于以下方面：一方面，由于大壩壩體及渠道施工，在壩體兩側(cè)將產(chǎn)生一定規(guī)模的堆土、棄土、棄渣等，若堆放不合理或無防護(hù)措施，就為該區(qū)域的風(fēng)蝕形成提供了新的物質(zhì)來源;另一方面，沿線施工期間，由于機(jī)械、車輛、人員的進(jìn)駐、施工及料場地開采等將破壞部分地表植被，尤其是渠道施工作業(yè)面上的植被將被大面積破壞。

2 水土保持措施及總體布局

2.1 水土流失防治責(zé)任范圍

水土流失防治責(zé)任范圍包括兩部分，即項目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)。項目建設(shè)區(qū)指因為建設(shè)項目的征地、占地、租用地面積;直接影響區(qū)一般不是建設(shè)的征地范圍，但由于開發(fā)建設(shè)活動又產(chǎn)生了水土流失，包括建設(shè)項目的臨時占地區(qū)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)區(qū)土、石、渣輸運(yùn)和存放地的周邊地區(qū)等。

（1）項目建設(shè)區(qū)。項目建設(shè)區(qū)包括水庫大壩，引水渠、放水渠及庫外渠占地范圍。其中施工容易引起水土流失的是壩體加固占地和渠道占地等，壩體占地35.37hm2，渠道占地14.69hm2。

（2）直接影響區(qū)。直接影響區(qū)指臨時工程所占的用地面積，臨時工程占地包括臨時房屋、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、料場、臨時設(shè)備房屋占地等，共占地面積 6hm2。

2.2 水土流失防治分區(qū)

根據(jù)所建工程的用途及其引起水土流失的治理方向不同，將其分為三大治理區(qū)，一是治理水庫大壩水土流失即壩體防治區(qū)，一是治理渠道水土流失的渠道防治區(qū)，一是料場防護(hù)區(qū)。

2.3 水土保持措施

壩體防治區(qū)，自左5+283～右5+817沿壩軸線分別采取工程措施和生物措施。工程措施為對上游壩坡采用現(xiàn)澆混凝土板和干砌塊石護(hù)坡，下游采用草皮網(wǎng)格護(hù)坡，壩頂鋪碎石路面。生物措施指在庫岸以外種植林帶和草皮，組成防風(fēng)固沙屏障，防止水土流失。

渠道防治區(qū)，主要針對0.2km引水渠、0.17km放水渠和5.5km庫外渠，分別采取生物措施與工程措施，生物措施指沿渠線布設(shè)的渠道防護(hù)林林帶，工程措施指部分填方渠道外坡因受風(fēng)、降雨、灌溉等影響，容易發(fā)生水土流失，都要進(jìn)行不同型式的護(hù)坡保護(hù)。

料場防護(hù)區(qū)主要是土地平整，恢復(fù)原地貌。本次所選壩體填筑土料場位于庫區(qū)西南側(cè)，料場開采完畢后，先用棄料回填，后用推土機(jī)進(jìn)行場地平整，然后將先期剝離的 0.3m厚表土層回填覆蓋料場，以期利用天然降水恢復(fù)植被;土緩坡料場位于相應(yīng)壩段庫盤內(nèi)靠近壩坡一側(cè)，料場使用完畢后，利用水庫蓄水恢復(fù)料場。

3 水土保持效益分析

(1)生態(tài)效益。通過上述水土保持措施的實施，工程區(qū)擾動地表可基本得到治理，治理度達(dá)到 80%以上。工程區(qū)內(nèi)被擾動地表、破壞的植被，在采取相應(yīng)的水土保持措施后，大部分可以恢復(fù)，景觀和生態(tài)環(huán)境較以往有較大的改觀。

通過水土保持措施，可有效減輕風(fēng)蝕的強(qiáng)度和危害，發(fā)揮固土保土的作用，水土保持措施的實施并全部發(fā)揮效益后，工程區(qū)水土流失強(qiáng)度將降低到300t/km2·a以下。

(2)經(jīng)濟(jì)效益。本次水土保持措施的實施，共造林23.6hm2，經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)236萬元。

(3)社會效益。水土保持措施的實施，對于水庫工程安全運(yùn)行將起到重要保障作用，社會效益巨大，同時，綠化措施的實施，可為生產(chǎn)、管理人員提供一個較為舒適的工作環(huán)境，并為開發(fā)旅游資源創(chuàng)造良好的環(huán)境基礎(chǔ)。

4 保證措施

4.1 組織領(lǐng)導(dǎo)和管理措施

由水庫管理部門一名領(lǐng)導(dǎo)分管，下設(shè)專職、兼職管理人員若干名，具體負(fù)責(zé)：(1)認(rèn)真執(zhí)行水土保持法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)；(2)制定并組織實施水土保持方案計劃；(3)領(lǐng)導(dǎo)和組織本工程的水土保持監(jiān)測；(4)負(fù)責(zé)本方案水土保持工程的招投標(biāo)工作；(5)檢查本工程水土保持措施落實情況；(6)負(fù)責(zé)推廣應(yīng)用水土保持先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗；(7)組織開展本工程的水土保持專業(yè)培訓(xùn)、提高人員素質(zhì)水平；(8)負(fù)責(zé)建立健全方案實施、檢查、驗收的具體辦法和制度，切實保證年度的水土保持工作按本方案的要求落到實處；(9)進(jìn)行水土保持法的宣傳和組織開展水土流失監(jiān)測、效益觀測，并行使其它監(jiān)督管理職能；(10)負(fù)責(zé)合理安排使用水土保持資金。

4.2 技術(shù)保證措施

成立由水土保持、水利、林業(yè)等專業(yè)技術(shù)人員參加的施工隊伍，保證方案高質(zhì)量、按進(jìn)度實施。在工程各個階段，應(yīng)開展相應(yīng)深度的水土保持設(shè)計工作。在工程建設(shè)中，建立、實施水土保持工程招投標(biāo)和監(jiān)理工作。具體措施如下。

(1)工程水土保持方案經(jīng)批準(zhǔn)后，水土保持初步設(shè)計和技施設(shè)計應(yīng)由具有相應(yīng)資質(zhì)和能力的設(shè)計單位承擔(dān)。

(2)為保證工程質(zhì)量，應(yīng)實施招標(biāo)制，并在招標(biāo)合同中明確承包商防治水土流失的責(zé)任，應(yīng)盡量采用先進(jìn)的施工手段和合理的施工工序。

(3)為確保方案的實施和實施質(zhì)量，應(yīng)成立設(shè)計代表辦公室和施工監(jiān)理組，在實施過程中要嚴(yán)格按照技施報告中的水土保持設(shè)計方案進(jìn)行，業(yè)主單位要聘請有經(jīng)驗的水土保持專業(yè)監(jiān)理機(jī)構(gòu)對工程水土保持方案的實施進(jìn)行監(jiān)理。

(4)建立健全技術(shù)檔案。所有的數(shù)據(jù)資料必須準(zhǔn)確可靠。

4.3 監(jiān)督保證措施

水土保持方案的實施應(yīng)接受當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T的監(jiān)督檢查，落實“三同時”制度，監(jiān)督措施內(nèi)容如下。

(1)對本工程水土保持工作實施登記制度。

(2)對項目建設(shè)區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場檢查。

(3)進(jìn)行水土保持年檢，確認(rèn)本工程全年的水土保持工作情況，促使建設(shè)單位作好水土保持工作。

(4)水土保持方案經(jīng)批準(zhǔn)后，應(yīng)實行監(jiān)理制，并接受地方水行政主管部門的監(jiān)督和檢查，監(jiān)理單位定期向業(yè)主提交水土保持工程質(zhì)量報告。

(5)落實水土保持驗收制度，水土保持方案必須做到與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投入使用。

4.4 資金保證措施

依照“誰開發(fā)，誰保護(hù)，誰造成水土流失，誰負(fù)責(zé)治理”的原則，施工區(qū)的水土流失防治費(fèi)，由建設(shè)單位負(fù)責(zé)。

衛(wèi)星水庫除險加固工程水土保持資金來源于工程建設(shè)總投資中，由建設(shè)單位承擔(dān)。建設(shè)單位應(yīng)列專項資金，組織實施水土保持方案，落實各項實施保證措施。實施中做到專款專用，嚴(yán)禁擠占、挪用，做到項目資金及時到位，保證投入，確保方案順利實施。

5 結(jié)論和建議

（1）工程區(qū)水土流失類型為輕度風(fēng)蝕微度水蝕，侵蝕模數(shù)約為450t/km2·a。

（2）衛(wèi)星水庫除險加固工程建設(shè)不可避免的產(chǎn)生大量的棄渣；壩體清廢、排水渠開挖等都將擾動原有地表，造成水土流失面積加大和水土流失量的增加。

（3）防治方案中，本著全面規(guī)劃、綜合治理、注重效益的方針，結(jié)合工程建設(shè)和造成的水土流失情況，將水土流失防治責(zé)任范圍劃分為五個防治分區(qū)，分區(qū)防治方案主要針對各區(qū)內(nèi)的水土流失問題分別采取相應(yīng)的措施進(jìn)行治理，建立了較為完善的水土保持防治體系。

（4）該工程水土保持方案實施后，將有效的控制防治責(zé)任范圍內(nèi)的水土流失，從而使工程建設(shè)區(qū)生態(tài)環(huán)境得到改善。

（5）工程建設(shè)中應(yīng)充分重視工程實施中的水保方案工作，應(yīng)將水土保持要求納入主體工程的招投標(biāo)中，并將水土保持方案作為招標(biāo)附件，在招標(biāo)文件中明確承包商防治水土流失的責(zé)任，并按中標(biāo)地段分別落實。

（6）建設(shè)單位應(yīng)配合水土保持監(jiān)測單位做好水土流失及防治效益監(jiān)測，重點(diǎn)監(jiān)測項目的監(jiān)測時段可適當(dāng)延長，為今后的水土流失預(yù)測提供類比數(shù)據(jù)。