淺析渠道防滲改造工程水土保持方案的編制

吳 云

(北京燕波工程管理有限公司，廣東 深圳 518110)

昌吉市水利骨干渠道防滲改造工程，由于資金投入不足，技術(shù)條件有限等多方面原因，灌區(qū)骨干工程未能全部改造完善，渠系建筑物也沒有配套完善。加之運行多年，建筑物破損嚴重，出現(xiàn)了許多不同類型的工程問題。渠道沿線地表土壤經(jīng)常受到侵蝕，造成干渠淤積、沖刷、沉陷、坍塌；支、斗、農(nóng)渠年久失修或未防滲，水資源未能得到充分利用，沿線水土流失現(xiàn)象嚴重，灌區(qū)生態(tài)環(huán)境逐漸衰退。水管單位年年檢修或進行應(yīng)急處理，花費不少人力、物力，財力。因此，渠道水土保持必須作為渠系建設(shè)的首要工作，從主體工程設(shè)計開始時就應(yīng)加以重視，以提高渠系水資源利用，改善灌區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，促進工程的良性運行。

1 項目現(xiàn)狀

昌吉市水利骨干工程防滲改造渠道共41.76km，配套渠系建筑物49座，其中：節(jié)制分水閘23座，農(nóng)橋19座，排洪渡槽5座，箱涵2座。含盤山渠、西干渠、東干渠、阿什里支渠、曙光支渠、勇進支渠6條干支渠，均位于三屯河灌區(qū)。工程區(qū)植被主要以農(nóng)作物、旱柳、白蠟、灌木、蘆葦為主，植被覆蓋較好，植被覆蓋率15%。項目區(qū)水蝕、風(fēng)蝕均存在，以水蝕為主，為輕度風(fēng)力侵蝕區(qū)，風(fēng)侵蝕多發(fā)生于地表植被覆蓋率低及裸露的渠道周邊的荒地，表現(xiàn)為細土粒的揚失。根據(jù)《新疆昌吉市水土保持規(guī)劃報告》，項目區(qū)土壤侵蝕模數(shù)背景值為1500t/(km2·a)。

2 水土流失的主要特點

項目區(qū)產(chǎn)生的水土流失主要集中在主體工程施工期間。首先，在工程施工期間，原地表組成物被破壞剝離，大面積的濕潤土層暴露，在春夏季降雨、干熱風(fēng)影響下，引發(fā)水土流失；其次，在主體工程施工期間，雖然主體建筑物覆蓋了部分地表，但仍有部分地面是完全裸露的，絕大部分還是臨時堆疊的松散棄土或填土，這部分土壤抗侵蝕能力較低，遇上降雨易發(fā)生水土流失；遇上大風(fēng)，將會引起沙塵懸于空中，形成沙塵天氣；再次，因為主體工程為短工期，高上陣人數(shù)的施工方式，因此將會占壓原地貌，當(dāng)項目主體工程進入竣工期后，施工場地開始清理和平整，但種植的植被在短期內(nèi)仍不可能形成覆蓋，不能發(fā)揮水土保持功能，同時綠化工程常常滯后于主體工程，在此期間遇降雨、大風(fēng)，不可避免導(dǎo)致水土流失。

3 水土保持方案的編制

3.1 水土流失防治責(zé)任范圍的界定

工程區(qū)水土流失的防治責(zé)任范圍的合理界定，見表1，關(guān)系到防治區(qū)的范圍和投資的大小，對水保設(shè)施驗收也將產(chǎn)生直接影響，因此顯得尤為重要。

表1 水土流失防治責(zé)任范圍表

3.2 水土流失預(yù)測

采用科學(xué)合理的預(yù)測方法，合理布設(shè)防治措施的總布局及各區(qū)防治措施設(shè)計，為有效防治水土流失危害提供依據(jù)，也有助于項目后期的良性運行及生態(tài)環(huán)境改善。

3.2.1 水土流失預(yù)測時段劃分

根據(jù)工程實施年限進行劃分，各單元單項工程完工后，進入自然恢復(fù)期預(yù)測時段劃分表見表2。

表2 水土流失預(yù)測時段劃分表

3.2.2 土壤侵蝕模數(shù)的確定

擾動后的土壤侵蝕模數(shù)確定方法與背景土壤侵蝕模數(shù)確定方法相同，依據(jù)《土壤侵蝕分類分級標準》確定，根據(jù)渠線、料場的不同組成特點，結(jié)合項目區(qū)的植被覆蓋度及土壤分布情況，擾動后的土壤侵蝕模數(shù)取2700t/(km2·a)；隨著各項工程建成，主體及水保中各項措施的實現(xiàn)，擾動破壞的地貌得以恢復(fù)，已初步具有抵抗水土流失能力，根據(jù)場地平整和棄渣的整治，確定自然恢復(fù)期各區(qū)土壤侵蝕模數(shù)為2200t/(km2·a)，驗收后1a作為自然恢復(fù)期。

3.2.3 水土流失預(yù)測方法

對項目區(qū)進行詳細外業(yè)踏勘，依據(jù)工程設(shè)計文件結(jié)合項目類比調(diào)查進行測算，水土流失量的預(yù)測一般采用如下公式：

W1=∑(M2-M1)SiT

(1)

式中，W1—擾動地貌可能新增水土流失量，t；M1—原生土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；M2—擾動后的土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；Si—擾動地貌面積，km2；i—不同的地貌單元；T—水土流失預(yù)測時段，a。

3.2.4 水土流失預(yù)測成果

在項目施工準備期內(nèi)，施工道路、臨時生產(chǎn)生活區(qū)等開工，主體工程還未施工，因此，施工準備期僅對上述2處臨時占地進行預(yù)測，根據(jù)計算可能新增的水土流失量為10.35t，擾動原地貌和損壞的植被面積為7.29hm2。在施工期內(nèi)，根據(jù)計算，可能新增的水土流失量為1152.35t，施工擾動面積及損壞水土保持設(shè)施面積28.20hm2。在項目自然恢復(fù)期內(nèi)，擾動地貌、損壞水土保持設(shè)施、棄料等行為已不存在，通過措施其侵蝕值接近于背景值，流失量185.48t。

3.3 水土流失防治目標

依據(jù)項目區(qū)的多年降水量、土壤侵蝕強度及地形地貌，經(jīng)修正后確定項目的具體防治目標，見表3。

表3 水土流失防治目標表

3.4 水土流失防治分區(qū)

根據(jù)項目區(qū)地貌地形、水土流失現(xiàn)狀及由工程施工引起的水土流失分析，結(jié)合主體工程布局，將項目區(qū)水土流失防治區(qū)分為工程區(qū)、臨時堆料場區(qū)、臨時生產(chǎn)生活區(qū)、臨時施工道路區(qū)4個防治分區(qū)。

3.5 水土流失防治措施

(1)工程區(qū)。工程區(qū)主要為灌溉渠道，工程施工結(jié)束后形成的永久棄料拉運至廢棄取料坑。在填筑前將堤基表層清廢土體剝離并沿渠堤外側(cè)集中堆放，填筑結(jié)束后，將表層土規(guī)整沿渠堤外坡腳堆放；對挖方未利用的棄方沿線推平規(guī)整至迎水面坡腳處。渣體外側(cè)平整結(jié)束后播撒草籽，控制運行初期產(chǎn)生的水土流失量。對臨時棄料表面采取覆蓋防塵網(wǎng)以及大風(fēng)天氣灑水等臨時措施。

(2)臨時堆料場區(qū)。采取的主要措施為施工跡地平整。

(3)臨時生產(chǎn)生活區(qū)。施工期間的施工活動盡量避免對防治區(qū)以外的占壓和擾動。施工完成后，對占壓和擾動區(qū)域回填剝離的表土，并進行土地平整。

(4)臨時施工道路區(qū)。主要采取布設(shè)彩條圍欄、灑水抑塵等臨時措施。

4 水土保持監(jiān)測

根據(jù)預(yù)測(調(diào)查)分析，水土流失監(jiān)測的重點地段主要為工程區(qū)、渣場區(qū)。各布設(shè)監(jiān)測點采用定位觀測法結(jié)合實地測量法，根據(jù)監(jiān)測時段內(nèi)累積觀測值，估算不同時段內(nèi)土壤風(fēng)蝕量、水蝕量；在施工準備期和施工期分別結(jié)合水土保持方案及相關(guān)設(shè)計文件對防治范圍內(nèi)的地貌地形、土壤、植被、土地利用、工程擾動、防護工程建設(shè)等各方面情況進行全面調(diào)查和相應(yīng)測量，以獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。同時，還應(yīng)獲取施工過程中有關(guān)石方開挖、回填、棄渣、運用的記錄資料，進行實地調(diào)查以評估施工過程中引起的水土流失及影響。

5 結(jié)語

水土保持方案的編制對水土流失危害的防治具有重要的作用。因此，編制機構(gòu)和人員應(yīng)立足于實際，與主體設(shè)計單位、當(dāng)?shù)厮軉挝?、水保部門多溝通、多學(xué)習(xí)，勤于思考，特別是重視與主體設(shè)計的銜接，堅持原則，尊重規(guī)律，科學(xué)地進行水土流失預(yù)測，采取相應(yīng)的對策措施，才能有效地解決工程建設(shè)所引起的水土流失危害及其帶來的不利影響。