烏魯瓦提水利樞紐工程水土保持關(guān)鍵技術(shù)探討

于秋月

(新疆烏魯瓦提水利樞紐工程建設(shè)管理局， 新疆 和田 848000)

烏魯瓦提水利樞紐工程水土保持關(guān)鍵技術(shù)探討

于秋月

(新疆烏魯瓦提水利樞紐工程建設(shè)管理局， 新疆 和田 848000)

烏魯瓦提水利樞紐工程水土保持項(xiàng)目，在資金不到位的情況下，通過自籌資金、銀行貸款等方式，積極開展水土流失防治工作。通過項(xiàng)目的實(shí)施，解決了“無根巖石”的利用、盤山道路減少邊坡系數(shù)等難題，做到了水土保持措施與主體工程同步，工程措施與植物措施相結(jié)合，達(dá)到了水土流失防治目標(biāo)。

水土保持；工程措施；植物措施；關(guān)鍵技術(shù)

1 概 況

a.烏魯瓦提水利樞紐工程是喀拉喀什河中游的控制性工程，是具有灌溉、防洪、發(fā)電、生態(tài)保護(hù)等綜合利用效益的大 (2)型水利樞紐工程。工程于1998年開始下閘蓄水，提前發(fā)揮灌溉效益， 2000年12月開始發(fā)電，2003年通過初步驗(yàn)收，2009年通過竣工驗(yàn)收，2012年1月通過水土保持驗(yàn)收。烏魯瓦提水利樞紐自建成運(yùn)行以來，在充分發(fā)揮灌溉、防洪、發(fā)電、生態(tài)保護(hù)等綜合效益的同時(shí)，也成為和田地區(qū)唯一一家4A級(jí)旅游風(fēng)景區(qū)。

b.烏魯瓦提水利樞紐工程區(qū)屬新疆水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)，由于當(dāng)?shù)貜?qiáng)烈的機(jī)械風(fēng)化作用導(dǎo)致庫區(qū)周邊坡體破碎，加之原施工擾動(dòng)區(qū)未進(jìn)行治理，遇大風(fēng)暴雨天氣水土流失嚴(yán)重，也嚴(yán)重影響庫區(qū)的景觀，故將工程措施與植物措施相結(jié)合開展水土保持綜合治理工作。

c.水土保持防治目標(biāo)。擾動(dòng)土地整治率達(dá)到95%，水土流失總治理達(dá)到80%，攔渣率達(dá)到95%，林草植被恢復(fù)率90%。

d.水土保持項(xiàng)目的建設(shè)與管理亦納入了主體工程的建設(shè)管理體系中，與主體工程“同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用”。 在水土保持概算投資完全沒有到位的情況下，采用自籌資金、銀行貸款的方式，積極開展水土流失防治工作。

2 水土保持工程建設(shè)情況

2.1 嚴(yán)格落實(shí)設(shè)計(jì)

2001—2011年，烏魯瓦提水利樞紐水土保持項(xiàng)目從開工到完成，嚴(yán)格按照《新疆烏魯瓦提水利樞紐工程水土保持方案報(bào)告書》和《新疆烏魯瓦提水利樞紐工程水土保持設(shè)計(jì)變更報(bào)告》的內(nèi)容進(jìn)行施工。

2.2 實(shí)行分區(qū)治理

該水土保持項(xiàng)目劃分為樞紐區(qū)、工程管理區(qū)、壩后河道區(qū)、料渣場(chǎng)區(qū)、施工臨建區(qū)、道路區(qū)、和田生活基地七個(gè)治理區(qū)，因地制宜地進(jìn)行水土流失防治。水土保持工程措施共完成土地整治面積88.94hm2，棄渣清運(yùn)287000m3，土方開挖3400.4m3，漿砌石20908m3，灌溉面積58.84hm2，礫石壓蓋200m2，襯砌混凝土1320m3，混凝土網(wǎng)格6870m2，蘆葦格3.43hm2；實(shí)施植物措施面積47.69hm2，種植喬木101120株，種植灌木34890株，種草17.02hm2，苗圃5.34hm2，覆土538194m3，整地施肥22.39hm2，實(shí)施栽植的喬木主要樹種有饅頭柳、新疆楊、泡桐、垂柳、火炬、桃樹、杏樹、側(cè)柏等，栽植的灌木主要樹種有水蠟球、珍珠梅、冬青、沙棗、連翹、丁香、薔薇、枸杞、沙棗等；美化工程包括觀景閣(亭)、仿長城、鳳翔塔、水池亭榭、葡萄長廊、畫廊、花房、流域模型、工程紀(jì)念碑、民族團(tuán)結(jié)文化長廊、偉人雕塑等。

2.3 主要工程措施

a.修建過水涵洞、排水溝等過水、導(dǎo)水建筑物。為避免天然洪溝內(nèi)水流沖蝕棄渣，需在天然洪溝內(nèi)順勢(shì)利導(dǎo)，修建過水涵洞、排水溝等過水、導(dǎo)水建筑物，將水流引向主河道。

b.護(hù)坡處理。為減輕風(fēng)蝕，對(duì)易產(chǎn)生風(fēng)蝕并引發(fā)水土流失的松散、破碎的巖體和風(fēng)化層，進(jìn)行漿砌石護(hù)坡、混凝土襯砌等處理。

c.土地平整。對(duì)納入的綠化地進(jìn)行粗平，將表面的垃圾及廢棄物、不適合綠化種植的高堿土及砂礫石土層等進(jìn)行清除。

d.修建擋土墻或擋渣壩。為防止破碎的山體坡積物下滑，在分級(jí)臺(tái)地間修建擋土墻或擋渣壩。

e.棄渣處理。對(duì)易造成水力侵蝕、風(fēng)蝕，形成水土流失的施工棄渣需挖除外運(yùn)；對(duì)可以利用的施工棄渣進(jìn)行土地平整、綠化。

2.4 主要植物措施

a.覆土。將適宜草坪生長的土壤換填到綠化地中，并在土壤中加入改良劑或腐熟的有機(jī)肥進(jìn)行深翻。

b.種植草坪和栽植樹木。因地制宜選擇種草或栽樹，選擇生命力旺盛、易活的樹種，條件允許時(shí)結(jié)合景區(qū)規(guī)劃選擇觀賞樹木。

c.灌溉方式及綠化管網(wǎng)敷設(shè)。

d.美化工程。結(jié)合景區(qū)規(guī)劃，增設(shè)一些景點(diǎn)設(shè)施，包括水池、畫廊、觀景亭、花房、休憩亭等。

3 關(guān)鍵技術(shù)探討

a.烏魯瓦提水利樞紐工程庫區(qū)滑塌體監(jiān)測(cè)。庫區(qū)滑塌體位于烏魯瓦提大壩上游約3.5km處的左側(cè)山體，體積較大，約300萬m3，且裂隙發(fā)育，滑移跡象明顯，使水庫的安全運(yùn)行存在一定隱患。為進(jìn)一步了解和掌握滑塌體的變化動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，研究其穩(wěn)定性，預(yù)報(bào)坍塌險(xiǎn)情，為該滑塌體的正確分析評(píng)價(jià)及滑坡治理提供科學(xué)依據(jù)， 2006年10月14日正式建立觀測(cè)網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行大地形變測(cè)量(即位移監(jiān)測(cè))。由于表面土石體松散，且處于不斷滑移形變之中，不適宜做永久性變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)。考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，宜布設(shè)控制點(diǎn)和變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，建立簡易的臨時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，采用TCA2003全站儀進(jìn)行觀測(cè)，利用GNPS變形監(jiān)測(cè)綜合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)后處理，編繪變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)量成果表及各點(diǎn)位移及高程曲線圖和平面位移矢量圖。2011年8月，為進(jìn)一步分析各環(huán)境量變化對(duì)滑塌體位移、沉降的影響，適時(shí)建立了各測(cè)點(diǎn)位移、沉降統(tǒng)計(jì)模型，引入了統(tǒng)計(jì)模型分析。通過采用由現(xiàn)有環(huán)境量所建模型，可以看到滑塌體的滑動(dòng)主要受庫水位和時(shí)效因子的影響。經(jīng)長期監(jiān)測(cè)分析，該滑塌體處于緩慢變化過程中，且變動(dòng)趨勢(shì)有所變緩。

b.關(guān)于“無根巖石”在烏魯瓦提水利樞紐工程中的施工技術(shù)研究。必須利用“無根巖石”時(shí)，采用錨樁、錨索或澆筑貼坡混凝土等施工技術(shù)進(jìn)行處理，從而保證巖石的穩(wěn)定性。

c.關(guān)于烏魯瓦提水利樞紐工程盤山道路邊坡系數(shù)的優(yōu)選研究。烏魯瓦提水利樞紐工程1967上壩公路彎急坡陡，道路路面寬7m，路肩兩側(cè)各1m，道路標(biāo)準(zhǔn)按市區(qū)道路設(shè)計(jì)，一般情況下，道路邊覆土的邊坡系數(shù)將達(dá)到1∶2.4～1∶2.8，覆土將直接侵占下游路面。經(jīng)過分析與研究，在坡比較小的地方采用蘆葦格、預(yù)制混凝土網(wǎng)格梁等措施進(jìn)行清坡、整坡、護(hù)坡處理，并在網(wǎng)格內(nèi)填土種植花草，既可以使邊坡系數(shù)控制在1∶1.5，又可以滿足邊坡穩(wěn)定要求。經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，總結(jié)得出：護(hù)坡長度超過20m時(shí)，坡面上的蘆葦格將失去作用。當(dāng)護(hù)坡長度超過20m時(shí)，坡面要采用預(yù)制混凝土網(wǎng)格梁進(jìn)行護(hù)坡，網(wǎng)格梁基礎(chǔ)采用漿砌石，在坡腳開挖0.5m寬、0.4m深基槽，用漿砌石砌0.5m寬、0.7m高的基礎(chǔ)，高出地面0.3m作為網(wǎng)格的底部支撐。烏魯瓦提水利樞紐工程在水土保持項(xiàng)目實(shí)施過程中多處采用盤山道路減少邊坡系數(shù)的措施，多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：坡面采用蘆葦格和植草相結(jié)合的措施防止水土流失比土建措施效果好。

d.土壤改良。因該地區(qū)砂土、礫土堿性大，缺乏有機(jī)質(zhì)，綠化種植前應(yīng)施農(nóng)家肥(如:羊糞等)改良土壤性質(zhì)，增加有機(jī)質(zhì)含量。

e.高原山區(qū)綠化植被品種、樹種的選擇與種植技術(shù)的研究。實(shí)踐證明：項(xiàng)目區(qū)適于選用冷地型草坪在春季和夏季種植，草籽主要以早熟禾、苜蓿、三葉草等品種為主。其混播時(shí)生長良好且便于管理，三葉草雖視覺效果良好，但不宜大面積種植，可在背風(fēng)處少量種植。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)多年平均氣溫低、溫差大、多風(fēng)且風(fēng)速大(多年平均風(fēng)速2.1m/s，多年最大風(fēng)速19.8m/s)的氣候條件，苗木種植宜在秋季樹木落葉后，成長進(jìn)入休眠期的這一過渡期及休眠期內(nèi)進(jìn)行，但不宜過晚，否則幼苗無法安全過冬。一般植樹季節(jié)宜選擇在10月上旬。

f.關(guān)于陡峭邊坡難以“立土”問題在烏魯瓦提水利樞紐工程中的施工技術(shù)研究。烏魯瓦提水利樞紐工程1967上壩公路第三層坡地及溢洪道右側(cè)部分坡地，坡角可達(dá)60°～70°，為景區(qū)美觀，需進(jìn)行綠化美化，陡峭邊坡覆土，受重力影響，土極易下滑，不易站住腳，綠化難度相當(dāng)大。通過加大覆土量、采用生態(tài)綠網(wǎng)“立土”、播種草籽，選用UPVC承插口給水管、PE噴灌管，運(yùn)用微噴灌技術(shù)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等措施，綠化成功率較高，治理水土流失效果也較好。

g.合理安排坡地綠化面積的噴灌時(shí)間。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)多風(fēng)且風(fēng)速大的特點(diǎn)，選擇無風(fēng)或小風(fēng)時(shí)段進(jìn)行坡地綠化區(qū)域的噴灌，并不斷調(diào)整噴淋射程、面積，既保證全部面積均能澆上水，又可以避免過度灌溉造成水土流失。

4 成 果

通過采取水土流失防治措施，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)原有水土流失及新增水土流失均得到有效控制，水土流失總治理度達(dá)到89.58%，擾動(dòng)土地整治率為96.52%，土壤流失控制比約為0.83，攔渣率為95%，林草植被恢復(fù)率為95.69%，林草覆蓋率為44.74%，達(dá)到水土流失防治目標(biāo)。烏魯瓦提水利樞紐工程新建之前，項(xiàng)目區(qū)多年平均降水量為78.8mm，烏魯瓦提水利樞紐工程建設(shè)完成后，尤其是水土保持項(xiàng)目實(shí)施后，項(xiàng)目區(qū)近五年年平均降水量為152.4mm；項(xiàng)目區(qū)浮塵天氣逐漸減少，綠化效果、防沙治沙效果、土壤改良效果顯著。

5 結(jié) 語

目前，國內(nèi)大部分水庫工程水土保持項(xiàng)目，采取適當(dāng)?shù)娜斯ご胧┹o助，利用大自然的自我修復(fù)能力,主要依靠生態(tài)系統(tǒng)的自組織、自調(diào)節(jié)能力對(duì)環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)本身進(jìn)行修復(fù)。烏魯瓦提水利樞紐工程水土保持項(xiàng)目區(qū)處于荒漠地帶，降水極少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，植被稀少，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，完全靠大自然的自我修復(fù)能力不足以達(dá)到恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)和維護(hù)生物多樣性的要求，必須輔以大量的人工措施。多年實(shí)踐證明：烏魯瓦提水利樞紐工程水土保持項(xiàng)目效果非常明顯，不但有效控制了水土流失，而且以水庫蒸發(fā)形成的小氣候，明顯改善了項(xiàng)目區(qū)風(fēng)沙大、降水稀少的自然條件。烏魯瓦提水利樞紐工程水土保持工程措施和植物措施是必要可行的，值得同類工程借鑒和推廣。

[1] 劉紹國.卡拉貝利水利工程區(qū)水土流失分析及防治措施[J].中國水能及電氣化，2014(12)：61-63.

[2] 韓永升，李穎卓，田勝龍. 石佛寺水庫水土保持設(shè)施建設(shè)經(jīng)驗(yàn)[J].水利建設(shè)與管理，2009(5)：85-88.

Discussion on key technologies of soil and water conservation in Wuluwati Hydro-junction Project

YU Qiuyue

(XinjiangWuluwatiHydro-junctionProjectConstructionAdministration,Hotan848000,China)

Soil and water loss prevention and control is actively implemented for soil and water conservation work of Wuluwati Hydro-junction Project through self-raised funds, bank loans and other approaches under the condition of insufficient funds. The difficulties of ‘no-root rock’ utilization, slope coefficient reduction of mountain road, etc. are solved through project implementation. Soil and water conservation measures are synchronous with main works, and engineering measures are combined with plant measures, thereby achieving the objective of water and soil loss control.

soil and water conservation; engineering measures; plant measures; key technologies

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2015.10.009

TV212

A

1673-8241(2015)10-0025-03