桓仁縣大二河防洪治理工程水土保持方案設計綜述

劉凌峰

(遼寧省湯河水庫管理局有限責任公司，遼寧 遼陽 111000)

1 工程概況

桓仁縣大二河防洪治理工程位于本溪市桓仁縣，工程上游起于三道河攔河壩，下游止于天一山莊攔河壩。工程建設任務有3項，包括對沿岸為大面積耕地及居民地河段采取硬性防護措施，通過新建護岸的方式提升防洪能力；對修建年代較長的漿砌石擋墻，其破損嚴重、墻身失穩(wěn)明顯，通過拆除重建護岸的方式保證現(xiàn)有防洪體系完整；對已建漿砌石擋墻墻身完好，但基礎埋深不足的河段在護腳部位采取硬性防護措施，通過護岸加固方式保證現(xiàn)有防洪體系完整；對攔河壩翼墻處于防洪薄弱環(huán)節(jié)部位采取加高處理，通過護岸加固的方式提升防洪能力。工程建設內(nèi)容：大二河干流新建護岸9805m，干流護岸加固1714m，新建支流左岸護岸85m，更新改造四道河子水文站，新建交叉建筑物6座。

2 水土流失分析與預測

2.1 工程建設對水土流失的影響

1)主體工程建設。包括土方開挖、土方回填、防護工程施工等。工程施工對原地表開挖、擾動和再塑，使地表遭到嚴重破壞，失去原有固土和防沖能力；土體開挖、填筑面裸露，極易產(chǎn)生水土流失。

2)施工場地區(qū)。該區(qū)在場地平整時徹底破壞了原地表，施工期間，人為活動和機械碾壓很頻繁，會造成土壤結構破壞，易造成水土流失。此外，一些易流失的施工材料在堆放過程中不采取措施，遭遇大雨，也會發(fā)生流失。

3)施工圍堰。土建施工時路面平整、挖填土，會破壞植被，擾動地表，造成水土流失。施工圍堰修建好后，在使用過程中，由于車輛碾壓和人為活動頻繁，路面砂石松動，易將產(chǎn)生水土流失。

2.2 擾動地表面積

依據(jù)本項目主體設計資料，結合征地使用范圍，在實地調查的基礎上，對工程建設擾動地表、占地面積情況進行測算和統(tǒng)計，本工程建設擾動地表面積為15.32hm2。

2.3 水土流失預測結果

根據(jù)項目進度安排，確定水土流失施工期預測時段分別為1.0年(含施工準備期)，自然恢復期為2年。①項目擾動原地貌面積為15.32hm2；②不產(chǎn)生永久棄渣；③預測時段內(nèi)項目區(qū)水土流失總量為1035.1t，其中原地貌水土流失量為146.6t，因工程建設新增水土流失量為888.5t。在新增水土流失量中，施工期新增水土流失量為860.5t，自然恢復期新增水土流失量為28.0t。

通過分析可以看出，施工期(含施工準備期)是項目水土流失重點時段，應作為水土保持監(jiān)測的重點時段，監(jiān)測的重點區(qū)域為水土流失重點區(qū)域，包括主體工程區(qū)和施工圍堰區(qū)。

3 水土流失危害分析

項目建設過程中不同程度的擾動、破壞了原始地貌，嚴重破壞了原有生態(tài)環(huán)境水土保持能力，造成水土流失，如果不采取有效的水土保持防治措施，嚴重的水土流失對區(qū)域土地生產(chǎn)力、區(qū)域生態(tài)環(huán)境、水土資源利用、防洪工程等造成不同程度的危害。

1)對防洪工程的影響。工程施工開挖擾動原土層，破壞原地貌，使地表裸露增加，為各類侵蝕活動創(chuàng)造了條件。施工過程中的堆土若不及時有效的進行防護，在降雨和徑流的作用下引起水蝕，造成嚴重水土流失，流失的泥沙沖入河道后，會增加河道含沙量。

2)對土地生產(chǎn)力的影響。地貌破壞后導致水土流失加劇，使土壤有機質流失、結構破壞、土壤中的氮、磷和有機物及無機鹽含量迅速下降，土地條件惡化，從而降低土地生產(chǎn)力，對土地資源帶來不利影響[1-3]。

3)對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響。工程建設占壓和損壞地表，降低了其水土保持功能，加劇了土壤侵蝕，將會造成一定程度的水土流失，給當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來了不良影響。工程大量的土石方開挖，增加了水蝕，因此，必須從環(huán)保、水土保持和節(jié)約工程投資等因素綜合研究，確定科學合理的動土方式，以減少對周邊環(huán)境造成的不利影響。

4 水土保持措施

4.1 防治區(qū)劃分

根據(jù)水土流失防治分區(qū)原則，工程建設處于區(qū)域的土壤侵蝕類型、地形地貌、氣候類型一致，并且工程布置比較集中，空間跨度小。因此，防治區(qū)劃分，不再按土壤侵蝕類型、地形地貌、氣候類型劃分。工程水土流失防治分區(qū)只采用一級劃分體系。經(jīng)綜合分析工程設計、施工工藝、方法、布局、占地性質、水土流失特點等，劃分為：主體工程防治區(qū)、施工場地防治區(qū)和施工圍堰防治區(qū)3個水土流失防治分區(qū)。

4.2 措施總體布設

4.2.1 總體布局

水土流失防治措施體系是一個綜合防治體系，緊緊圍繞“預防為主、保護優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學管理、注重效益”的方針，制定防治體系。

表1 防治分區(qū)表

防治措施總體上按“點、線、面”相結合的方式進行布局，即以工程水土流失重點防治部位為點，施工圍堰區(qū)為線，以主體工程區(qū)和施工場地區(qū)為面，全面、合理、系統(tǒng)地布設水土保持綜合防治措施體系，達到有效防止水土流失的目的。

主體工程設計中與水土保持相關的措施較多，包括撒播草籽、栽植紫穗槐等措施，具有很好水土保持功能，為避免防護措施重復建設，水土流失防治措施體系的設立擬在原有主體工程防護設計的基礎上，根據(jù)水土保持工程設計原則，進行水土保持工程的措施布局，方案進一步補充設計場地平整、臨時排水、臨時攔擋措施等，使之形成一個完整、科學的綜合防治措施體系，達到水土流失防治指標。

4.2.2 分區(qū)防治措施體系

4.2.2.1 主體工程區(qū)

主體工程設計有撒播草籽、栽植紫穗槐等水保措施，具有很好的水土保持的功能，本方案新增施工期間臨時堆土防護水土保持措施設計。

針對主體工程設計及施工特點，措施布局為：施工中對開挖土方采取臨時防護措施；施工結束后，撒播草籽、栽植紫穗槐，進行植被綠化。

4.2.2.2 施工場地區(qū)

本方案新增施工結束后的場地平整、撒播草籽及施工期間的臨時排水水土保持措施設計。

水土保持措施布局為：施工前，在場地四周布設臨時土排水溝；施工結束后進行場地平整措施。

4.2.2.3 施工圍堰區(qū)

本方案新增施工結束后的場地平整水土保持措施設計。

水土保持措施布局為：施工結束后，進行場地平整措施，恢復河道行洪功能。

4.3 分區(qū)措施布設

4.3.1 主體工程防治區(qū)措施設計

1)工程措施

坡面覆土。主體工程設計虎泉村段、五道河村段、四道河村段、三道河村段綠濱墊施工結束后，其上覆土，覆土厚度300mm，覆土量為2.1萬m3，覆土來源于主體工程開挖的清基土。

2)植物措施

坡面綠化。主體工程設計虎泉村段、五道河村段、四道河村段、三道河村段迎水側坡面補植紫穗槐并撒草籽，紫穗槐叢距0.4m，一叢4株，規(guī)格為叢高50cm～80cm，冠幅>50cm；草籽為多年生高羊茅，撒播密度為40kg/hm2。共栽植紫穗槐988284叢，撒播多年生高羊茅草籽3.5hm2[4]。

4.3.2 施工場地防治區(qū)措施設計

本區(qū)占地面積為0.02hm2，占地類型為荒地。為施工場地是施工期間機械、人員活動最頻繁地段，由于機械碾壓、臨時建筑物覆蓋及人員活動等，原地貌植被損壞，表層圖板結，土壤透水能力變差，易發(fā)生地表徑流。為防止水土流失，對施工場地采取場地平整、臨時排水溝等措施。

1)場地平整。工程清理場地后對施工場地占地區(qū)域采取場地平整措施，恢復河道行洪功能。場地平整面積0.02hm2。

2)撒播草籽。施工場地臨時占用荒地0.02hm2，工程施工后進行場地平整，為了減少水土流失，對場地采取撒播草籽措施，草種選擇早熟禾，撒播密度為40kg/hm2，撒播面積為0.02hm2，共需撒播草籽0.8kg。

3)臨時措施。為防止施工場地外地表徑流進入，造成水土流失，影響施工進度，在施工場地周圍修建排水溝。排水溝流量按《水利水電工程水土保持技術規(guī)范》中公式確定，設計標準為5a一遇10min短歷時暴雨標準。經(jīng)計算，確定排水溝斷面尺寸采用溝底寬0.4m，溝深0.3m，邊坡比為1:1。排水溝開挖土方沿排水溝一側堆放，溝底及邊坡進行鏟平修整。經(jīng)計算，需修建臨時排水溝55m，開挖土方量11.60m3。

4.3.3 施工圍堰防治區(qū)措施設計

該區(qū)占地總面積7.39hm2，均為水域及水利設施用地。為防止水土流失，本方案采取場地平整措施，恢復河道行洪功能。

5 結 語

河道防洪治理過程中難免會引起水土流失，通過對水土流失情況進行分析和預測，進行有針對性的水土保持措施分區(qū)布設，措施方案合理經(jīng)濟。