新疆瑪河水源地工程水土流失現(xiàn)狀與防治建議

李 巖

(新疆瑪河流域管理局水利管理中心，新疆 石河子 832000)

1 工程概況

新疆瑪河流域位于天山北坡經(jīng)濟(jì)帶，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市居民生活環(huán)境的改善，水資源需求不斷增加，供需矛盾日益突出。水源地位于瑪河流域低山丘陵區(qū)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)86°3′～86°8′，北緯44°5′～44°16′。工程采用管井開采地下水方案，年總供水量0.74億m3，供下游石河子市和瑪納斯縣生產(chǎn)和生活使用，同時(shí)緩解瑪河流域灌區(qū)的干旱?，敽恿饔蚝哟矁砂镀碌厥芩η治g影響，水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，同時(shí)工程建設(shè)期間，不可避免地對(duì)土地進(jìn)行占用，將產(chǎn)生新的水土流失問題，對(duì)水源地集水區(qū)、輸水區(qū)、料場區(qū)等工程作業(yè)面造成一定程度影響。

2 水土流失現(xiàn)狀

根據(jù)新疆瑪河水源地工程項(xiàng)目區(qū)內(nèi)侵蝕形態(tài)及侵蝕強(qiáng)度，將項(xiàng)目區(qū)水土流失分為兩類：一類是水力侵蝕，這是項(xiàng)目區(qū)最主要的水土流失形式，主要發(fā)生在河床及河床兩岸坡地上，為中度水力侵蝕；另一類是沿河岸的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域，由于部分地表植被遭到破壞，地表裸露，地表組成物質(zhì)主要為亞沙土和卵礫石，遇風(fēng)易產(chǎn)生風(fēng)力侵蝕，為輕度風(fēng)力侵蝕區(qū)[1-8]。根據(jù)規(guī)范和技術(shù)規(guī)程要求，項(xiàng)目區(qū)平均侵蝕模數(shù)為2600 t/km2。

3 水土流失預(yù)測

將基于占地面積、棄渣量、水源地工程水土流失防治責(zé)任范圍三個(gè)方面對(duì)工程施工造成的水土流失進(jìn)行預(yù)測。

3.1 占地面積預(yù)測

在水源地工程的實(shí)施過程中，工程占地面積包括項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)工程開挖、回填、占?jí)旱仁┕せ顒?dòng)擾動(dòng)地表的實(shí)際面積?？裳须A段工程總占地面積為83.84 hm2，初步設(shè)計(jì)階段工程總占地面積為70.74 hm2，初設(shè)階段工程占地面積比可研階段減少13.10 hm2。具體發(fā)生變化主要是輸水管道線路縮短，并新增了料場占地，從而導(dǎo)致各工程區(qū)面積有所變化。詳見表1。

表1 可研和初步設(shè)計(jì)階段工程占地面積對(duì)比

3.2 棄渣量預(yù)測

初設(shè)階段該工程總開挖料約為56.69×104m3(自然方)，回填及填筑總量約為54.74×104m3(壓實(shí)方)。砂礫石回填采用沿線開挖料，砂礫石填筑中開挖料不夠的部分分別從C1、C2料場中開采，輸水管線中砂礫料換填0.11×104m3由C2料場開采獲得，工程開挖料由于全部回填，不產(chǎn)生永久棄渣?？裳须A段總開挖料約為59.97×104m3(自然方)，回填及填筑總量約為53.69×104m3(壓實(shí)方)，亦不產(chǎn)生永久棄渣。與可研階段相比，初設(shè)階段主要是由于回填及填筑量增加，開挖料不能滿足回填及填筑要求，需要從料場開采，但均不產(chǎn)生永久棄渣。

3.3 水土流失防治責(zé)任范圍預(yù)測

初設(shè)階段防治責(zé)任范圍面積為70.74 hm2，可研階段防治責(zé)任范圍面積為83.84 hm2，初設(shè)同可研階段相比防治責(zé)任范圍面積減少了13.10 hm2，其變化主要是輸水管線相較可研階段有所縮短，相應(yīng)輸水工程占地面積減少，但同時(shí)新增了料場占地，總體上防治責(zé)任范圍防治責(zé)任范圍面積有所減少。以主體工程初設(shè)報(bào)告的征地范圍、施工布置為依據(jù)。初設(shè)階段水土流失防治責(zé)任范圍及防治分區(qū)具體見表2。

表2 瑪納斯河谷水源地工程水土流失防治責(zé)任范圍

4 水土流失防治措施

在對(duì)主體工程采取各項(xiàng)防護(hù)措施、工程措施、土地整治措施的基礎(chǔ)上，根據(jù)各分區(qū)地表植被現(xiàn)狀、水土流失防治預(yù)測提出相應(yīng)的水土流失防治建議。

4.1 集水工程區(qū)

集水工程區(qū)的施工包括管井、集水管道等的施工，施工過程中，由于擾動(dòng)地表，破壞原有地表植被，降低了原有水土保持功能，若遇暴雨或大風(fēng)，新開挖面易引起水土流失。本區(qū)易引發(fā)水土流失的施工過程主要是集水管道施工過程中砂礫石開挖和回填、填筑，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，工程開挖料將全部用于回填，不產(chǎn)生永久棄渣，但在施工過程中，開挖料將臨時(shí)堆放于滲管溝兩側(cè)，臨時(shí)堆渣表面松散，易增加水土流失量，為避免加劇區(qū)域水土流失，對(duì)于管溝開挖的土石方應(yīng)有序堆放在管溝兩側(cè)，并采用分段施工的方法，開挖料及時(shí)回填管溝，減少開挖料堆置時(shí)間。施工完成后，對(duì)集水工程區(qū)進(jìn)行土地平整，平整面積17.38 hm2(管線實(shí)際擾動(dòng)面積)，并采取人工撒播草籽的方式自然恢復(fù)植被，草種選擇芨芨草、早熟禾等當(dāng)?shù)夭莘N，撒播面積17.38 hm2，自然恢復(fù)植被的草籽按30 kg/hm2進(jìn)行撒播，共需草種521.4 kg。

4.2 輸水工程區(qū)

本區(qū)易引發(fā)水土流失的施工過程主要是輸水管道管夠施工過程中土方開挖和土方回填，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，工程所需填筑料全部利用開挖料，不產(chǎn)生永久棄渣，但在施工過程中，開挖料將臨時(shí)堆放于管溝兩側(cè)，臨時(shí)堆渣表面松散，在暴雨和大風(fēng)天氣下，易產(chǎn)生水土流失。因此要求在管道施工過程中，對(duì)于管溝開挖的土石方應(yīng)有序堆放在管溝兩側(cè)；采用分段施工的方法，減少開挖料堆置時(shí)間。施工完成后，對(duì)管道工程區(qū)進(jìn)行土地平整，平整面積18.07 hm2(管線實(shí)際擾動(dòng)面積)。并采取人工撒播草籽的方式自然恢復(fù)植被，草種選擇芨芨草、早熟禾等當(dāng)?shù)夭莘N，撒播面積18.07 hm2，自然恢復(fù)植被的草籽按30 kg/hm2進(jìn)行撒播，共需草種542.1 kg。

4.3 施工生產(chǎn)生活區(qū)

施工生產(chǎn)生活區(qū)主要包括綜合加工廠、中心倉庫以及臨時(shí)生活區(qū)，占地面積共1.37 hm2。施工期間為防治水土流失的發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)格劃定施工臨時(shí)生生活區(qū)域，以避免對(duì)防治區(qū)以外場地的占?jí)汉蛿_動(dòng)，并在臨時(shí)生活區(qū)設(shè)置水土保持宣傳警示牌，加強(qiáng)對(duì)施工人員的水土保持教育。施工結(jié)束，對(duì)臨建設(shè)施進(jìn)行拆除，并進(jìn)行土地整治，平整面積1.37 hm2。土地平整后撒播草籽，自然恢復(fù)植被，草籽選擇芨芨草、早熟禾等當(dāng)?shù)剡m生草種，,撒播草籽面積為1.37 hm2，自然恢復(fù)植被的草籽按30 kg/hm2進(jìn)行撒播，共需草籽41.1 kg。

4.4 臨時(shí)道路區(qū)

根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)，本工程共布置3.25 km的臨時(shí)施工道路，在施工期內(nèi)全部采用碎石路面，能有效防止水土流失，基本能夠滿足水土保持的要求。為嚴(yán)格控制和管理運(yùn)輸車輛及重型機(jī)械的行走范圍，防止破壞地表植被，在施工便道兩側(cè)用彩條旗限界，彩條旗限界長度6500m。由于施工期工程機(jī)械的反復(fù)碾壓，臨時(shí)道路路面在施工結(jié)束后已板結(jié)硬化，為促進(jìn)地表植被的恢復(fù)，需對(duì)臨時(shí)道路路面進(jìn)行平整，平整面積1.95 hm2。土地平整后撒播草籽、自然恢復(fù)植被，草籽選擇芨芨草、早熟禾等當(dāng)?shù)剡m生草種，臨時(shí)道路撒播草籽面積為1.95 hm2，自然恢復(fù)植被的草籽按30 kg/hm2進(jìn)行撒播，共需草籽58.5 kg。

4.5 料場區(qū)

根據(jù)主體工程施工組織設(shè)計(jì)，本階段共布設(shè)了C1、C2兩處砂礫石料場。C1料場位于該工程前池上游約0.5 km的河床及河灘漫上，面積0.65 hm2，開采量2.34×104m3，開采深度約3.6 m。C2料場位于輸水管線樁號(hào)4+7000～5+0000 m 西側(cè)河床中，面積1.33 hm2，開采量2.81×104m3，開采深度約2 m，兩料場開挖深度不超過5 m。施工期料場應(yīng)分區(qū)分段開采，取料時(shí)將料場取料邊坡削坡成坡比為1∶1.5的穩(wěn)定邊坡。施工完畢后對(duì)料場進(jìn)行土地平整，平整面積1.98 hm2。

5 結(jié) 語

新疆瑪河流域工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市居民生活環(huán)境的改善，水資源需求不斷增加，供需矛盾日益突出。水源地工程將為石河子市、瑪納斯縣的生產(chǎn)生活供水，并對(duì)防治抗旱具有積極意義。本文通過對(duì)工程占地面積、棄渣量等水土流失具體形式進(jìn)行預(yù)測，針對(duì)不同分區(qū)提出了有針對(duì)性的防治建議。項(xiàng)目區(qū)的水土流失保護(hù)不僅為工程順利實(shí)施提供重要的保障，同時(shí)將大幅度提高區(qū)內(nèi)人民群眾生活質(zhì)量。