垛莊水庫工程水土保持措施及效果分析

柳 紅

(北京海策工程咨詢有限公司，北京 100055)

水利工程具有建設(shè)周期較長、工程量較大、涉及范圍較廣等特征，這增加了水土流失問題的發(fā)生概率，需要建設(shè)方重點關(guān)注，如果未做好水土保持工作，則會對水利工程后續(xù)發(fā)展造成不利影響，不但違背了水利工程建設(shè)初衷，也造成了環(huán)境污染。導(dǎo)致水利工程水土流失的原因主要是施工作業(yè)對土地資源和水文環(huán)境造成的破壞，建設(shè)方需要就此展開水土保持工作[1]。

1 水利工程概況

章丘市垛莊水庫的主要功能為農(nóng)田灌溉，輔助功能為預(yù)防洪澇災(zāi)害、為城鄉(xiāng)供水等，屬于綜合利用的中型水利工程，主要由灌渠、水庫樞紐兩部分構(gòu)成；位于丘陵和平原交界地帶。水利工程堤壩主體結(jié)構(gòu)為混凝土面板，壩頂高程342.12m，壩頂寬5.89m，水庫庫容2500萬m3；水庫正常水位350.00m，水庫死水位322.00m；灌溉面積4900hm2，供水量萬430m3。

2 水利工程水土保持措施分析

2.1 土石工程措施

a.修建坡改梯(梯地)，將坡度在25°以下的耕地改為梯田或梯地，即在原有耕地上沿著等高線修建階梯式耕地[2]。此工程能夠利用田埂的攔擋作用改變耕地坡度，起到降低土壤侵蝕性效果，從而減少水利工程周邊耕地水土流失情況。

b.修建谷坊(攔沙壩)、護坡，針對大壩兩側(cè)開挖形成的巖質(zhì)邊坡，進行削坡處理后建立混凝土護坡；針對土料場、混凝土骨料場、石料場等壩區(qū)料場地理位置，應(yīng)用棄石、無用層土設(shè)置臨時攔擋墻；針對重力侵蝕、溝道下切溝壑，修建谷坊阻攔下瀉泥沙[3]；水利工程所在地區(qū)地表土層較薄，在溝道坡度較緩位置處修建攔沙壩，同時實現(xiàn)蓄水、沉沙功能。此工程能夠利用護坡的防護作用，保護水利工程周邊生態(tài)環(huán)境，防止河岸坍塌，保護河道完整。

c.修建排水溝，在水利工程管理區(qū)域、施工用地、建筑物周邊位置處設(shè)置排水溝；在坡腳位置處設(shè)置排水溝[4]。此工程能夠通過及時順暢的排水，來控制水利工程周邊土壤的含水量，避免出現(xiàn)含水量過多降低土層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度的情況。

d.壩區(qū)廢渣回收處理，針對能夠再次利用的壩區(qū)廢渣進行回收，使其能夠再次發(fā)揮應(yīng)用價值；針對無法再次利用的壩區(qū)廢渣，在不破壞土地資源和地表水資源的前提下在壩區(qū)渣場就地處理；針對無法再次利用又會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞的壩區(qū)廢渣，有針對性地進行就地處理，一直到不會產(chǎn)生危害為止[5]。此工程能夠避免壩區(qū)廢渣導(dǎo)致的生態(tài)破壞及環(huán)境污染。

2.2 植物工程措施

a.修建植被緩沖帶，針對水利工程周邊已經(jīng)出現(xiàn)輕度水土流失的經(jīng)濟林、生態(tài)林，結(jié)合所在地區(qū)植被分布情況，在兩側(cè)緩坡面修建植被緩沖帶或水平條帶狀植物屏障，選擇耐陰、落葉豐富的植被類型，例如：楊樹、梧桐樹、茶葉等。此工程能夠降低坡面徑流流速，增加自然降水滲入力度，有利于提高植被的蓄水性能。

b.建立水源涵養(yǎng)林，針對水利工程周邊已經(jīng)出現(xiàn)輕度、中度水土流失的荒草地，已經(jīng)出現(xiàn)重度水土流失的宜林荒草地，需要進行適度人為干預(yù)，恢復(fù)植被郁閉度；建立以保護植被、涵養(yǎng)水源為主的水源涵養(yǎng)林，選擇能夠強化土壤保肥保土性能、根系發(fā)達、生長態(tài)勢良好的樹種類型[6]。此工程能夠減緩水利工程周邊的水土流失現(xiàn)象，并且展開對水土流失的針對性治理。

c.植被修復(fù)，修復(fù)水利工程開挖作業(yè)造成的植被破壞及植被砍伐，考慮到所在地區(qū)不適宜進行過多人為干擾，選擇執(zhí)行封禁管護方案，從而提高植被郁閉度。具體措施有：設(shè)置封育區(qū)保護宣傳牌、健全管理管護組織結(jié)構(gòu)、科學(xué)開展病蟲害防治作業(yè)、禁止在封育區(qū)內(nèi)進行破壞植被人為活動(砍伐、開采、開荒等)。此工程能夠修復(fù)水利工程周邊地貌特征及植被分布。

2.3 耕作工程措施

水利工程施工作業(yè)結(jié)束后，對壩區(qū)料場、壩區(qū)渣場、渠系渣場進行改造處理，回填種植土壤實現(xiàn)還耕；渠系兩側(cè)結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物生產(chǎn)情況，種植經(jīng)濟型果木樹種，實現(xiàn)還耕[7]。此工程能夠盡量減少水利工程對耕地資源的破壞，在減少水土流失的同時，有利于創(chuàng)造經(jīng)濟價值。

結(jié)合上述水利工程水土保持措施，現(xiàn)匯總水土保持工程量(見表1)。

表1 水利工程水土保持工程量

3 水利工程水土保持效果分析

3.1 蓄水保土效果

通過上述水土保持措施，水利工程周邊的植被覆蓋率提高了將近10%，提高了土壤的滲水率[8]；再加上谷坊、護坡、排水溝等工程有效攔截了地表徑流，極大程度上減少了自然降水對裸露地表的沖擊，從而減緩了水土流失，實現(xiàn)了蓄水保土目標(biāo)。水利工程開挖作業(yè)破壞的植被在水土保持措施下得到了修復(fù)，破壞的地貌特征同樣得到了修復(fù)。按照本次水利工程水土保持工程量統(tǒng)計，在水土保持規(guī)劃實施后，土壤流失量每年能夠減少2t，蓄水量每年能夠增加16萬m3。

3.2 經(jīng)濟增長效果

在落實上述水土保持措施之后，水利工程周邊土層的蓄水性能得到了提高，水土流失問題得到了治理，土地的生產(chǎn)能力也就得到了恢復(fù)甚至提高，有利于提高農(nóng)作物種植產(chǎn)量和質(zhì)量，從而提高農(nóng)業(yè)種植經(jīng)濟效益[9-11]。隨著植被覆蓋率的增加，經(jīng)濟林、生態(tài)林帶來的木材蓄積量得到了提高，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民能夠生產(chǎn)多種類型的農(nóng)副產(chǎn)品，能夠獲得更多的盈利手段，農(nóng)民經(jīng)濟收入類型逐漸豐富，收入水平不斷提高。應(yīng)用靜態(tài)計算方法，假設(shè)水土保持規(guī)劃實施10年，產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益能夠達到6125萬元，間接經(jīng)濟效益(土壤肥力提高、人力資源節(jié)約、農(nóng)副產(chǎn)品增值、農(nóng)作物增產(chǎn)增收)能夠達到1532萬元。

3.3 社會運行效果

上述水土保持措施能夠緩解水土流失現(xiàn)象，有利于水利工程充分發(fā)揮應(yīng)用功能，為當(dāng)?shù)厣鐣姆€(wěn)定運行提供了有力保障[11-12]。例如，能夠在不破壞當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境和諧統(tǒng)一程度的基礎(chǔ)上，起到調(diào)節(jié)水量、豐富水資源的效果，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)田灌溉及居民生活生產(chǎn)提供了水資源；能夠在不損壞原有自然特征的條件下，確保當(dāng)?shù)厝罕姷挠盟踩?，同時為旅游行業(yè)發(fā)展及人文環(huán)境建設(shè)奠定了基礎(chǔ)；改善了農(nóng)村地區(qū)生態(tài)環(huán)境，有利于建設(shè)社會主義新農(nóng)村；降低了山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率，避免了下游河道淤積問題，提高了河道泄洪能力，削減了河道徑流量，有利于確保群眾的生命安全及財產(chǎn)安全；存在水土流失問題的荒山荒坡得到了科學(xué)治理，植被覆蓋率提高，維護了生物多樣性及自然生態(tài)平衡。

3.4 公共服務(wù)效果

上述水土保持措施能夠提高當(dāng)?shù)鼐用駥λ亮魇е卫砑八帘３止こ痰牧私夂椭匾暢潭?，有利于建設(shè)以宣傳教育為主的長效工作機制，從而有目標(biāo)、有規(guī)劃、有流程地開展對當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的宣傳教育，將國家水利工程及水土保持政策傳達到各個農(nóng)戶，將水土保持科學(xué)技術(shù)及手段普及到各個農(nóng)戶，營造良好的生態(tài)環(huán)境保護氛圍。當(dāng)全民都具有了水土保持意識和法律觀念后，便能夠形成全社會共同參與和支持水土保持規(guī)劃的良好局面，有利于發(fā)揮社會力量和社會資源在水利工程水土保持工程中的作用，使得水土資源能夠得到公眾的有力保護和有效利用[13-14]。

4 結(jié) 語

綜上，土石工程、植物工程、耕作工程均是有效的水利工程水土保持措施，能夠達到良好的蓄水保土、經(jīng)濟增長、社會運行、公共服務(wù)效果，通過水土保持工程建設(shè)能夠緩解水土流失情況、降低洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率，在充分發(fā)揮水利工程經(jīng)濟建設(shè)效力的基礎(chǔ)上，減少水利工程作業(yè)對生態(tài)環(huán)境的破壞，做好水土保持也是未來水利工程建設(shè)發(fā)展的主流方向。