某農(nóng)村飲水項(xiàng)目水土流失預(yù)測與水保措施探析

敬 云

（三原縣水土保持工作站，陜西 咸陽 713800）

1 概況

某農(nóng)村飲水工程涉及6 個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）68 個(gè)行政村223 個(gè)自然村18333 戶8.41 萬人，其中東部引水控制供水人口為3.19 萬人，新增供水人口1.22 萬人。本工程供水以農(nóng)村居民生活用水為主，不考慮大牲畜和羊只的飲用水以及農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)用水（其中受水區(qū)牲畜和羊只的飲用水采用已建集雨水窖加以解決）。項(xiàng)目區(qū)地貌類型屬黃土丘陵溝壑地貌，場區(qū)總地勢為南高、北低。起伏大，地勢寬緩，地表多為黃綿土，多表現(xiàn)為包狀坡地，上部覆蓋大量野生植物。屬中溫帶干旱大陸性氣候區(qū)，多年平均降水量467.7 mm。項(xiàng)目所在區(qū)域土壤類型主要是黃綿土，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)性差，抗蝕性能差，極易造成侵蝕。區(qū)內(nèi)，植被覆蓋度26%左右。在飲水工程建設(shè)中，主支管線全長402.69 km，布置各類建筑物834 座，為了減少項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)帶來的水土流失，需對項(xiàng)目建設(shè)水土流失和水保措施進(jìn)行探討。

2 水土流失現(xiàn)狀及影響因素

2.1 項(xiàng)目區(qū)水土流失情況

由于項(xiàng)目受益區(qū)長期干旱少雨，自然條件惡劣，隨著人口的增加，許多群眾為生活所迫大面積開荒種地、放牧，使項(xiàng)目受益區(qū)原本惡劣的生態(tài)環(huán)境雪上加霜，自然植被破壞殆盡，喪失涵養(yǎng)水源條件。近年來國家加大了荒山治理力度，采取了封山禁牧，涵養(yǎng)水源等治理措施，使項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境有所改善。項(xiàng)目區(qū)地處水力侵蝕區(qū)，土壤侵蝕類型為水力侵蝕。根據(jù)全國水土保持第二次遙感普查成果以及《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》（SL190-2007），結(jié)合對項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際調(diào)查，分析項(xiàng)目區(qū)的地形、地貌、植被、土壤、風(fēng)速、降雨及植被覆蓋度等水土流失影響因子，確定各防治分區(qū)的土壤侵蝕背景值，土壤侵蝕模數(shù)為4100 t/（km·a），水土流失強(qiáng)度以中度為主。容許土壤流失量為1000 t/（km·a）。

2.2 工程建設(shè)水土流失影響因素分析

此飲水工程除了管線之外，還布置各類建筑物834 座（包括泵站、蓄水池、水處理廠、懸索橋、路涵、防洪工程、管橋、排氣補(bǔ)氣閥、檢查井、減壓閥、供水房、管理站等）。另外，還有施工區(qū)及施工材料堆放區(qū)、永久管護(hù)道路和施工臨時(shí)道路等。項(xiàng)目實(shí)際占地面積為213.67 hm2，其中永久占地31.54 hm2，臨時(shí)占地182.13 hm2，項(xiàng)目施工開挖土方總量120.78 萬m3，填方總量115.82 萬m3，綜合利用4.96 萬m3。工程建設(shè)對當(dāng)?shù)厮亮魇У挠绊懼饕憩F(xiàn)在工程建設(shè)時(shí)期的施工活動(dòng)，各施工區(qū)域場地平整、基礎(chǔ)開挖回填、臨時(shí)堆土、機(jī)械碾壓等活動(dòng)造成新增水土流失。各單元工程的水土流失影響因素的分析如下：

管道工程：工程建設(shè)中，施工機(jī)械和運(yùn)輸機(jī)械對地表的碾壓及施工人員踩踏等施工活動(dòng)，不同程度破壞了地表植被，形成對原地貌的擾動(dòng)，遇大風(fēng)天氣和降雨產(chǎn)生新的水土流失。

道路：路基的開挖、回填、機(jī)械碾壓及人員的踩踏，使原地表植被、結(jié)皮受到擾動(dòng)和破壞，失去原有的抗侵蝕能力，必將產(chǎn)生新的水土流失。

施工生產(chǎn)生活區(qū)：場地平整、砂石等建筑材料堆放、機(jī)械對地表的碾壓及人員踩踏等施工活動(dòng)，造成對原地貌的擾動(dòng)和破壞，遇大風(fēng)天氣和降雨，必將產(chǎn)生新的水土流失。

3 土壤流失量預(yù)測分析

2020年1 月至2020年4月，水保工作者對飲水工程進(jìn)行了全面調(diào)查。通過巡查、實(shí)地量測、場面監(jiān)測等方法，利用GPS、紅外線測距儀、卷尺等儀器設(shè)備，對項(xiàng)目的防治責(zé)任范圍、擾動(dòng)土地面積、等進(jìn)行測量，在調(diào)查監(jiān)測的基礎(chǔ)上，對取得的監(jiān)測數(shù)據(jù)及收集資料進(jìn)行詳細(xì)分析和計(jì)算。

3.1 各階段侵蝕模數(shù)的分析確定

該項(xiàng)目屬線式建設(shè)類項(xiàng)目，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的地形地貌、工程造成的水土流失特點(diǎn)等，將項(xiàng)目劃分為施工期（含施工準(zhǔn)備期）和植被恢復(fù)期兩個(gè)時(shí)段，各時(shí)段防治責(zé)任范圍劃分為原地貌、擾動(dòng)地表和實(shí)施防治措施地表三大類。原地貌指沒有進(jìn)行施工的區(qū)域，在施工準(zhǔn)備期及施工初期所占比例較高。擾動(dòng)地表指在施工階段因各種原因開挖、占壓、損壞的區(qū)域，隨著工程進(jìn)展，擾動(dòng)地表的面積逐漸增大，原地貌所占比例逐漸減少。實(shí)施了土地整治及植物措施后，新增水土流失將逐步得到扼制，同時(shí)原地貌水土流失也得到有效控制，擾動(dòng)地表土壤侵蝕已小于原地貌土壤侵蝕。

通過調(diào)查項(xiàng)目區(qū)附近風(fēng)電及光伏項(xiàng)目水土保持監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，分析得到本項(xiàng)目原地貌土壤侵蝕模數(shù)約為4100 t/（km·a），項(xiàng)目建設(shè)期土壤侵蝕模數(shù)約為12200 t/（km·a），項(xiàng)目試運(yùn)行期土壤侵蝕模數(shù)約為4150 t/（km·a）。

3.2 各階段土壤流失量預(yù)測計(jì)算

土壤流失量計(jì)算公式：

經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目建設(shè)期造成水土流失總量為26067.7 t，背景水土流失量為8760.5 t，新增水土流失量17307.3 t，建設(shè)期各工程區(qū)造成水土流失量預(yù)測見表1。

據(jù)2012年民政部第98號文件，經(jīng)民政部全國性社會(huì)組織評估委員會(huì)評定，中國煤炭加工利用協(xié)會(huì)榮獲2011年度 4A級全國行業(yè)協(xié)會(huì)組織。

表1 各監(jiān)測區(qū)建設(shè)期水土流失量預(yù)監(jiān)測表

試運(yùn)行期為1 a，本工程水土流失總量為6943.8 t，背景水土流失量為6860.1 t，新增水土流失量83.7 t，試運(yùn)行期造成水土流失量見表2。

表2 試運(yùn)行期造成的水土流失量

3.3 各擾動(dòng)土地類型土壤流失量分析

根據(jù)各監(jiān)測分區(qū)不同階段土壤侵蝕模數(shù)及其擾動(dòng)面積，分別計(jì)算預(yù)測各擾動(dòng)土地類型水土流失量，計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 各擾動(dòng)土地類型水土流失量一覽表

由表3 可知，水土流失新增最多的區(qū)域?yàn)楣艿拦こ虆^(qū)，新增水土流失量為11468.1 t，占新增水土流失總量的65.94%，由此可見，管道工程區(qū)是水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域。

3.4 水土流失危害分析

農(nóng)村安全飲水工程建設(shè)過程中人為活動(dòng)造成水土流失的原因主要是破壞擾動(dòng)原地貌，損壞植被等現(xiàn)狀水土保持設(shè)施，使土壤疏松、抗侵蝕能力降低，產(chǎn)生水土流失。根據(jù)本工程建設(shè)特點(diǎn)，就各建設(shè)區(qū)域在不采取任何水土流失防治措施的前提下，造成的水土流失危害分析如下：

（1）由于大量的土方開挖和回填，將產(chǎn)生大量的臨時(shí)性堆土，遇大雨（風(fēng)）等不利天氣條件，易造成大面積的開挖面沖刷、基坑底部的泥土淤積以及揚(yáng)塵等危害，其產(chǎn)生的大量水土流失甚至?xí)绊懼苓叺墓嗲w系的過水能力，降低其防洪除澇標(biāo)準(zhǔn)，影響施工降低工效。

（2）施工臨時(shí)設(shè)施區(qū)工程建設(shè)期間，由于機(jī)械設(shè)備等在場地的反復(fù)碾壓和擾動(dòng)，使熟化的表層土板結(jié)，砂、石、水泥等建筑材料的堆放區(qū)，在不利的天氣條件下易發(fā)生砂、水泥的流失，對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。

（3）取土場區(qū)取料時(shí)，由于表土剝離，以及大范圍的料場土方開挖及剝離土的臨時(shí)堆存，將產(chǎn)生大量的松散土體，在不利的天氣條件下易發(fā)生水土流失，對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。

4 水土流失防治措施

通過水土流失量預(yù)測可知，建設(shè)期內(nèi)如不采取任何防護(hù)措施，新增水土流失量為11468.1 t。針對項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)可能造成的水土流失，按照“預(yù)防為主、全面規(guī)劃、綜合防治、因地制宜、加強(qiáng)管護(hù)、注重效益”的指導(dǎo)思想，高度重視項(xiàng)目建設(shè)的水土保持工作，在總結(jié)周邊同類項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建議從以下幾個(gè)方面采取措施，以減少項(xiàng)目建設(shè)二次擾動(dòng)范圍。

4.1 工程措施

本項(xiàng)目水土保持工程措施主要涉及管道工程、建筑工程、施工道路、施工生產(chǎn)區(qū)的截水槽挖方、永久道路排水溝等工程措施。力求通過工程措施，減少項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)帶來的水土流失。

4.1.1 管道工程

截水槽挖方：方案設(shè)計(jì)項(xiàng)目所在區(qū)域?yàn)樯絽^(qū)，防治坡面水流對管道形成沖刷掏空等，對管道的正常運(yùn)行及對周邊環(huán)境造成不利影響。截水槽的規(guī)格為長2 m，寬0.3 m，深0.5 m，挖出土方量24161 m3，實(shí)際挖出土方量21745 m3。

土地復(fù)墾：該措施為新增措施，規(guī)劃完成土地復(fù)墾82 hm2。

4.1.2 施工道路

永久道路排水溝：方案設(shè)計(jì)在道路兩側(cè)修筑排水溝，以便排水減少水土流失，排水溝1360 m，實(shí)施完成排水溝措施量1320 m。

4.2 植物措施

植物措施主要包括管道工程、建筑物工程、施工道路、施工生產(chǎn)區(qū)的人工造林種草等植物措施。具體為：方案設(shè)計(jì)管道工程區(qū)種草5.0 hm2，在建筑物工程施工結(jié)束且土地整治結(jié)束后進(jìn)行植被恢復(fù)措施，恢復(fù)面積9.84 hm2，施工道路工程種草12.52 hm2，施工生產(chǎn)區(qū)種草1.33 hm2，力求通過植樹種草，擴(kuò)大綠化面積，防止水土流失。

4.3 臨時(shí)防治措施

臨時(shí)措施主要包括人工夯實(shí)土方、臨時(shí)排水溝等措施。通過查閱主體工程資料，主支管道所經(jīng)區(qū)域主要為旱耕地和荒地，管道采取埋管鋪設(shè)，其管溝開挖采用管溝挖掘機(jī)和人工開挖結(jié)合方式，人工夯實(shí)土方6.28 hm2。道路工程區(qū)在施工期間，施工單位加強(qiáng)預(yù)防保護(hù)措施，對臨時(shí)道路修筑排水溝3500 m。施工生產(chǎn)區(qū)完成臨時(shí)排水溝1260 m，可有效減少水土流失。

5 結(jié)語

為及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取工程建設(shè)過程中對原地貌造成的擾動(dòng)及其引起的水土流失情況，對項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)可能造成的水土流失情況進(jìn)行了分析，水土流失主要發(fā)生在施工期間基礎(chǔ)開挖、臨時(shí)堆土、工程車輛和施工單位進(jìn)駐施工場地時(shí)，項(xiàng)目建設(shè)期造成的水土流失量為26067.7 t，試運(yùn)行期水土流失量為6943.8 t。并有針對性地提出水土保持治理措施，以最大化地減少水土流失。