引黃入冀補(bǔ)淀工程水土保持設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)

趙宗軒

(河北省子牙河河務(wù)管理處，河北 衡水 053000)

1 工程概況

引黃入冀補(bǔ)淀工程是國務(wù)院確定的重大水利工程之一，是改善河北中東部農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水狀況的重要基礎(chǔ)設(shè)施，工程跨越河南、河北兩省6市22個(gè)縣(市、區(qū))，總長482km。河南段屬于黃泛平原風(fēng)沙國家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，且其他市縣屬于河南省水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)；河北段中的魏縣屬于黃泛平原風(fēng)沙國家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，其他各市、縣雖不在國家級(jí)和省級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)內(nèi)，但與多條河流交叉，如防治不當(dāng)將對(duì)渠道沿線和下游產(chǎn)生較大水土流失影響。因此引黃入冀補(bǔ)淀工程河北段水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行建設(shè)類項(xiàng)目一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)GB50434- 2008《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，工程擾動(dòng)土地整治率達(dá)到95%，水土流失總治理度為95%，土壤流失控制比為1.0，攔渣率為95%，林草植被恢復(fù)率為97%，林草覆蓋率為15%。

2 水土保持設(shè)計(jì)

根據(jù)引黃入冀補(bǔ)淀工程的功能、布局、施工工藝及工程施工分區(qū)特點(diǎn)等因素，水土保持防治分區(qū)確定為：主體工程區(qū)、工程永久辦公生活區(qū)、棄渣場(chǎng)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路區(qū)等5個(gè)一級(jí)區(qū)，主體工程區(qū)又分為渠道工程區(qū)、建筑物工程區(qū)、巡視路區(qū)及管理范圍等4個(gè)二級(jí)區(qū)。

在水土流失防治分區(qū)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌布置水土保持措施，做到主體工程設(shè)計(jì)與水土保持方案相結(jié)合，工程措施與植物措施相結(jié)合，重點(diǎn)治理與綜合防護(hù)相結(jié)合，將項(xiàng)目建設(shè)期造成的新的水土流失降到最低。

2.1 主體工程區(qū)

包括渠道工程區(qū)、建筑物工程區(qū)、巡視道路區(qū)及管理范圍區(qū)，除施工導(dǎo)流占地外，全部為永久占地。

主體工程渠道均為平原型溝(渠)，縱坡較緩，主體設(shè)計(jì)對(duì)距房屋較近渠段的渠道邊坡采取了漿砌石防護(hù)，可以較好地保護(hù)渠坡，防止沖刷。為減少水土流失、美化環(huán)境、提高渠道周邊植被覆蓋率，設(shè)計(jì)對(duì)水位超高以上邊坡及填筑堤防外邊坡撒播草籽進(jìn)行綠化。魏縣段屬于黃泛平原風(fēng)沙國家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，在大風(fēng)季節(jié)盡量避免大開挖等動(dòng)土大的施工活動(dòng)，臨時(shí)堆土采取防塵網(wǎng)苫蓋等臨時(shí)措施，減少水土流失發(fā)生。

工程建筑物包括閘涵，泵站，渡槽，橋梁，占地為永久占地，另外施工期導(dǎo)流占地為臨時(shí)占地。由于涉及建筑物較多，施工過程中，基礎(chǔ)開挖、土方臨時(shí)堆放、樁基施工等，在雨水沖刷下，容易產(chǎn)生水土流失，因此建筑物施工場(chǎng)地周邊設(shè)臨時(shí)排水溝，排除匯集瀝水。工程完工后，對(duì)建筑物工程區(qū)可綠化區(qū)域進(jìn)行撒播野牛草草籽、栽植金葉女貞進(jìn)行防護(hù)。

巡視路在渠道一側(cè)布置，路基寬4m，混凝土路面寬3m，為永久占地。主體設(shè)計(jì)在巡視路兩側(cè)的路肩種植喬木，樹種選擇景觀效果較好的饅頭柳，巡視道路兩側(cè)的行道樹可以起到良好的水土保持效果，水土保持設(shè)計(jì)不再新增措施。

渠道管理范圍為填方堤腳外側(cè)或挖方上開口線外側(cè)的1m，為防止裸露地面產(chǎn)生水土流失，對(duì)管理范圍進(jìn)行綠化。根據(jù)工程運(yùn)行管理要求和景觀要求，結(jié)合本區(qū)所在的自然條件，擬在管理范圍栽植喬木刺槐，草籽選擇紫花苜蓿。

2.2 棄渣場(chǎng)

根據(jù)棄土規(guī)劃，棄土(渣)集中安置在渠道兩側(cè)，均為臨時(shí)占地。棄渣場(chǎng)首先選用渠道附近廢棄的坑塘或低洼地填平造地，其余均沿堤外平地征地堆棄。根據(jù)SL575- 2012《水利水電工程水土保持技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于棄渣場(chǎng)級(jí)別的劃分及規(guī)定，棄渣場(chǎng)中4級(jí)棄渣場(chǎng)兩處，其余棄渣場(chǎng)全部為5級(jí)棄渣場(chǎng)。根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，棄渣場(chǎng)分布在渠道兩側(cè)，選用坑塘、低洼地或平地，棄土后填平或平地堆高。根據(jù)棄土(渣)是否高出現(xiàn)狀地面、渣場(chǎng)所處地形狀況及渣場(chǎng)是否臨近村莊、河流、道路等因素將棄渣場(chǎng)分為三類，并分別進(jìn)行水土保持典型設(shè)計(jì)。

2.2.1與現(xiàn)狀地面齊平的坑塘型棄渣場(chǎng)

棄渣前對(duì)占地區(qū)域進(jìn)行清表，清表土臨時(shí)堆放在渣場(chǎng)周邊，將棄渣場(chǎng)填至與周邊齊平，棄渣完成后對(duì)棄渣場(chǎng)頂面進(jìn)行表土回覆及土地整治，清表及土地整治等措施復(fù)墾專業(yè)已設(shè)計(jì)，水保增加清表土的防塵網(wǎng)臨時(shí)苫蓋措施。

2.2.2棄渣后高出現(xiàn)狀地面的棄渣場(chǎng)

棄渣場(chǎng)邊坡坡比取1∶2.0，采用灌木植草防護(hù)。棄渣場(chǎng)坡面每間隔100m設(shè)置一道縱向漿砌石排水溝，設(shè)計(jì)斷面為矩形，寬40cm，深30cm，M7.5漿砌石襯砌，厚30cm。排水溝末端設(shè)置一個(gè)沉砂池。沉砂池為矩形斷面，長×寬×深為1.5m×1.0m×1.0m，容積1.5m3，M7.5漿砌石襯砌，厚30cm。棄渣場(chǎng)頂面四周設(shè)擋水土埂，設(shè)計(jì)斷面為梯形，頂寬40cm，高50cm，邊坡1∶1.5。土埂外邊緣坡腳距棄渣場(chǎng)頂面邊緣至少0.5m，土埂壓實(shí)度達(dá)到0.9。

2.2.3緊挨村莊、道路或河流等敏感點(diǎn)的平地型棄渣場(chǎng)

棄渣場(chǎng)邊坡坡比取1∶2.0，采用框格植草防護(hù)，M7.5漿砌石框格規(guī)格為長×寬=2.5×2.5m，厚40cm，框格內(nèi)部撒播草籽綠化。棄渣場(chǎng)坡面每間隔100m設(shè)置一道縱向漿砌石排水溝，設(shè)計(jì)斷面為矩形，寬40cm，深30cm，M7.5漿砌石襯砌，厚30cm。排水溝末端設(shè)置一個(gè)沉砂池。沉砂池為矩形斷面，長×寬×深為1.5m×1.0m×1.0m，容積1.5m3，M7.5漿砌石襯砌，厚30cm。棄渣場(chǎng)頂面四周設(shè)擋水土埂，設(shè)計(jì)斷面為梯形，頂寬40cm，高40cm，邊坡1∶1.5。土埂外邊緣坡腳距棄渣場(chǎng)頂面邊緣至少0.5m，土埂壓實(shí)度達(dá)到0.9。

此外，主體設(shè)計(jì)對(duì)各個(gè)棄渣場(chǎng)均進(jìn)行了清表，方案設(shè)計(jì)對(duì)臨近村莊剝離的表土采取防塵網(wǎng)苫蓋措施，以防止揚(yáng)塵對(duì)周邊環(huán)境的影響及表土臨時(shí)堆放期間產(chǎn)生的水土流失。

2.3 生活區(qū)

生活區(qū)分為工程永久辦公生活區(qū)和施工生產(chǎn)生活區(qū)。

管理處(所)施工完畢后，結(jié)合管理所平面布置進(jìn)行綜合綠化美化，種植景觀樹、草種，形成工程永久辦公生活區(qū)。

施工生產(chǎn)生活區(qū)中的臨時(shí)堆土場(chǎng)的坡腳采用草袋裝土進(jìn)行攔擋，防止雨水漫流，影響渠道外側(cè)區(qū)域，頂面用防塵網(wǎng)苫蓋。施工工區(qū)周邊應(yīng)做好施工排水，周邊開挖臨時(shí)排水溝。在每個(gè)施工生產(chǎn)生活區(qū)排水溝的末端修建臨時(shí)沉砂池一座。

2.4 施工道路區(qū)

場(chǎng)內(nèi)道路采用改善土路面，路寬6m。為防止施工期水土流失影響周邊耕地，在道路一側(cè)布置臨時(shí)排水土溝，通過路面?zhèn)认蚱旅媾潘?/p>

3 監(jiān)測(cè)方案

根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)規(guī)程(試行)》，結(jié)合本工程水土流失防治責(zé)任范圍，確定水土保持監(jiān)測(cè)范圍涉及主體工程區(qū)、工程永久辦公生活區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路區(qū)、棄渣場(chǎng)區(qū)。

3.1 設(shè)立監(jiān)測(cè)站

引黃入冀補(bǔ)淀工程水土保持監(jiān)測(cè)項(xiàng)目組，負(fù)責(zé)分析沿線設(shè)站、布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)等相關(guān)事宜，并安排項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及技術(shù)人員從河南省濮陽市的渠首段、河北的邯鄲段、衡水段、到終點(diǎn)白洋淀，沿線與工程建設(shè)單位、施工單位和監(jiān)理單位溝通交流，了解了工程概況，安排布置好站點(diǎn)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。

3.2 布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)

根據(jù)工程實(shí)施情況，制定了《引黃入冀補(bǔ)淀工程水土保持監(jiān)測(cè)實(shí)施方案》，設(shè)立濮陽站(負(fù)責(zé)調(diào)水區(qū)、輸水沿線中渠村至冀豫省界段的水土保持監(jiān)測(cè)工作)、邯鄲站(負(fù)責(zé)輸水沿線中冀豫省界到衡水湖段的水土保持監(jiān)測(cè)工作)和衡水站(負(fù)責(zé)受水區(qū)、輸水沿線中衡水湖至白洋淀段的水土保持監(jiān)測(cè)工作)三個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)配有2～4名監(jiān)測(cè)技術(shù)人員，同時(shí)對(duì)引黃入冀補(bǔ)淀工程沿線使用了兩架無人機(jī)進(jìn)行航拍工作，獲取了全線工程的實(shí)施情況，同時(shí)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，形成階段性《引黃入冀補(bǔ)淀工程水土保持監(jiān)測(cè)報(bào)告》。

4 監(jiān)測(cè)方法

本項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)采用實(shí)地調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)巡查、定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和綜合分析法等。監(jiān)測(cè)采用兩架無人機(jī)對(duì)工程沿線進(jìn)行航拍，獲取施工進(jìn)度、水保措施實(shí)施情況以及相關(guān)數(shù)據(jù)。

實(shí)地調(diào)查法主要用于本項(xiàng)目建設(shè)期和林草恢復(fù)期的水土流失量和水土流失危害監(jiān)測(cè)，即在每次暴雨后和汛期過后，對(duì)各分區(qū)水土流失重點(diǎn)區(qū)域的水土流失量和災(zāi)害進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，確定水土流失的強(qiáng)度、面積和危害。

通過現(xiàn)場(chǎng)巡查了解項(xiàng)目區(qū)土石方開挖、回填與開挖坡面的穩(wěn)定情況，臨時(shí)堆土、棄土場(chǎng)攔擋措施與排水設(shè)施，植物措施的苗木成活率、草籽出苗率等。

定點(diǎn)監(jiān)測(cè)法是對(duì)不同地表擾動(dòng)類型侵蝕強(qiáng)度的監(jiān)測(cè)，布設(shè)簡易徑流小區(qū)以及樁釘觀測(cè)小區(qū)實(shí)施監(jiān)測(cè)。

樁釘觀測(cè)小區(qū)：選擇有代表性的樣地，將直徑8～10mm、長80cm的鋼釬相距1m×1m分上中下、左中右縱橫各3排垂直坡面方向打入，釘帽與坡面齊平，編號(hào)登記入冊(cè)。每次暴雨后、監(jiān)測(cè)時(shí)段末，觀測(cè)釘帽出露地面高度，計(jì)算土壤侵蝕深度和土壤侵蝕量。計(jì)算公式如下：

A=ZS/1000cosθ

(1)

式中，A—土壤侵蝕量，m3；Z—侵蝕厚度，mm；S—水平投影面積，m2；θ—斜坡坡度值。

綜合分析法是通過對(duì)項(xiàng)目水土保持設(shè)施效果監(jiān)測(cè)，在各項(xiàng)水土流失監(jiān)測(cè)成果的基礎(chǔ)上，綜合分析評(píng)定各類防治措施的效果及控制水土流失和改善生態(tài)環(huán)境的作用。

5 結(jié)論與建議

通過監(jiān)測(cè)，水土保持工程設(shè)計(jì)、水土流失防治責(zé)任范圍及防治分區(qū)基本合理，沒有出現(xiàn)重大設(shè)計(jì)變更。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，水土保持工程措施效果明顯，有效地控制了水土流失，同時(shí)給施工單位提供了一個(gè)安全的施工環(huán)境，有效地提高了工程質(zhì)量及工程后期使用壽命。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示植物措施稍顯滯后，建議進(jìn)一步落實(shí)植物措施，進(jìn)入冬季前增加播撒草籽的力度，并落實(shí)工程防護(hù)和苫蓋等臨時(shí)措施。未完成項(xiàng)目要嚴(yán)格按照防治指標(biāo)進(jìn)行實(shí)施，保證水土保持水準(zhǔn)及質(zhì)量。

[1] 王黎萍. 水利工程水土保持應(yīng)對(duì)措施淺析[J]. 水利技術(shù)監(jiān)督, 2013(04).

[2] 萬立. 基于物質(zhì)點(diǎn)法的水土保持分析研究[J]. 水利技術(shù)監(jiān)督, 2017(01).

[3] 王慧玲. 簡議水利工程建設(shè)中的水土保持設(shè)計(jì)[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì), 2017(07).

[4] 閆紅梅. 對(duì)水利工程水土保持措施的幾點(diǎn)有效分析[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù), 2015(11).

[5] 談兵. 水利工程水土保持防治及治理對(duì)策研究[J]. 河北水利, 2012(08).

[6] 駱順強(qiáng). 水利工程中水土流失防治對(duì)策探討[J]. 陜西水利, 2016(Z1).

[7] 白晶. 淺談水利工程水土保持措施[J]. 水能經(jīng)濟(jì), 2016(04).

[8] 李安娜. 淺談水土保持工程措施及質(zhì)量控制[J]. 河南水利與南水北調(diào), 2012(12).

[9] 齊鐵麗. 淺談水土保持工程的質(zhì)量控制措施[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用, 2016(09).