冀章鵬
(晉中市松塔水利水電有限公司,山西 晉中 030600)
水土保持方案中的項(xiàng)目組成包括樞紐工程(含大壩、導(dǎo)流泄洪洞、岸邊溢洪道)、供水工程(含榆次區(qū)供水管線和壽陽縣供水管線)、棄渣場(chǎng)、取土場(chǎng)、管理站、施工臨建、施工道路、庫區(qū)等。由于晉中市松塔水庫最大壩高為62.6 m、正常蓄水位1027.00 m、總庫容9740 萬m3,為榆次壽陽兩區(qū)縣供水2200 萬m3。本次監(jiān)測(cè)的對(duì)象是樞紐工程、供水工程、棄渣場(chǎng)、取土場(chǎng)、管理站、施工臨建、施工道路、庫區(qū)等,監(jiān)測(cè)期間主要是對(duì)各分區(qū)的水土保持措施進(jìn)行調(diào)查和復(fù)核,分析得出項(xiàng)目實(shí)際水土流失責(zé)任范圍為703.04 hm2,其中直接影響區(qū)面積113.96 hm2。
實(shí)際施工階段的棄渣量及棄渣場(chǎng)的位置與可行性研究階段相比有一定的變化,棄渣量由可行性研究階段的47.03 萬m2變?yōu)閷?shí)際施工階段的76.08 m2,棄渣場(chǎng)由原來的臭椿崖村上游的支溝改為西草莊村南摸圪頭溝。本次監(jiān)測(cè)對(duì)以上分區(qū)開展工作。其項(xiàng)目占地面積見表1。
表1 工程占地情況表 單位:hm2
項(xiàng)目區(qū)屬黃土丘陵臺(tái)地區(qū),通過綜合分析,水力侵蝕是土壤侵蝕的主要類型,伴隨有風(fēng)力侵蝕發(fā)生,屬于山西省水土流失重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)。
為了順利開展松塔水庫水土保持監(jiān)測(cè)工作,首先要進(jìn)行普查、基礎(chǔ)資料搜集和各防治區(qū)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)工作,完成對(duì)項(xiàng)目區(qū)樣地典型調(diào)查和水土保持監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)、實(shí)施方案編制等工作;其次,調(diào)查監(jiān)測(cè)影響土壤侵蝕的各種因子,認(rèn)真處理、分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),細(xì)致調(diào)查分析水庫的水土保持工程措施及植物措施,系統(tǒng)分析各種措施后的保水保土效果;最后,通過對(duì)工程項(xiàng)目水土流失監(jiān)測(cè)成果的技術(shù)整合和綜合評(píng)價(jià),經(jīng)過對(duì)監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)所獲監(jiān)測(cè)資料的分析整理,得出監(jiān)測(cè)結(jié)果,最終形成松塔水庫水土保持監(jiān)測(cè)總結(jié)文案。以調(diào)查監(jiān)測(cè)為主,以定位監(jiān)測(cè)為輔[1]。
在本次監(jiān)測(cè)工作中對(duì)影響工程區(qū)水土流失的相關(guān)因子資料,包括地貌、土壤、植被、水文、土地利用以及與水土保持有關(guān)的一些社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料等方面進(jìn)行全面收集和整理分析。資料收集盡量采用工程設(shè)計(jì)單位、當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)業(yè)務(wù)部門和工程區(qū)涉及政府提供等方式,以最大限度地保證資料數(shù)據(jù)的可靠性、完整性和代表性。利用相關(guān)測(cè)量?jī)x器,按分區(qū)測(cè)量方法監(jiān)測(cè)各分區(qū)擾動(dòng)土地整治面積來監(jiān)測(cè)施工擾動(dòng)面積。
植被監(jiān)測(cè)采用“樣地調(diào)查法”。選取具有代表性的垂直投影地塊,面積要求:灌木林2 m×2 m、草地1 m×1 m。樣地?cái)?shù)量≥3 塊。調(diào)查生長(zhǎng)狀況一般為1 次/a~3 次/a,調(diào)查成活率一般集中在春、秋季造林種草后進(jìn)行,在植物措施實(shí)施一年后,按植被面積逐季統(tǒng)計(jì)保存率。調(diào)查造林成活率、保存率時(shí)在選定區(qū)域內(nèi)逐株調(diào)查,統(tǒng)計(jì)出總栽植株數(shù)及成活株數(shù),計(jì)算其成活率,再依據(jù)調(diào)查時(shí)間的不同,統(tǒng)計(jì)各階段的保存率。
監(jiān)測(cè)調(diào)查點(diǎn)主要依據(jù)其土壤侵蝕分布特點(diǎn)而設(shè)定。本項(xiàng)目的調(diào)查監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)主要在開挖邊坡及施工動(dòng)土多的地段。根據(jù)工程實(shí)際情況,按照水土保持監(jiān)測(cè)規(guī)范,結(jié)合該工程施工布局特點(diǎn),實(shí)際布設(shè)調(diào)查監(jiān)測(cè)點(diǎn)28 個(gè)。
在水土保持的前提下,結(jié)合項(xiàng)目區(qū)自然條件,因地制宜改善植被覆蓋率,綠化美化,營(yíng)造了良好的生態(tài)環(huán)境。在棄渣場(chǎng)完成攔擋、排水工程、覆土及綠化,栽植漳河柳、油松,并撒播草籽(狗尾巴草、葦狀羊茅等);取土場(chǎng)完成土地平整及綠化工程,栽植檜柏、山楂樹、棗樹、山杏等,并撒播草籽(狗尾巴草、小飛蓬等);在樞紐工程的下游壩坡撒播草籽(臭蒿、狗尾草等),在進(jìn)水塔旁平臺(tái)的預(yù)制嵌草磚撒播草籽(狗尾巴草、臭蒿等);供水工程完成復(fù)耕和植被恢復(fù);管理站完成了護(hù)坡、排水溝及綠化美化;施工臨建區(qū)完成土地平整及植被恢復(fù);臨時(shí)道路完成擋墻、排水溝及綠化。建設(shè)區(qū)實(shí)際占地面積589.08 hm2,擾動(dòng)土地面積589.08 hm2,水土流失面積127.87 hm2,治理水土流失面積127.53 hm2,林草植被恢復(fù)面積122.97 hm2。
方案設(shè)計(jì)的水土保持工程措施具體情況見表2。
表2 設(shè)計(jì)方案中水土保持工程措施及工程量
通過實(shí)地監(jiān)測(cè),該項(xiàng)目各監(jiān)測(cè)分區(qū)的水土保持工程措施已基本完成。上述項(xiàng)目區(qū)域中根據(jù)實(shí)際建設(shè)情況增減水土保持防治措施工程量,可以滿足水土保持要求。
3.2.1 方案設(shè)計(jì)的植物措施
(1)樞紐工程:按照適地適樹、針闊混交、喬灌搭配的原則,栽植油松、金葉榆、太陽李等450 畝。
(2)供水工程:采用灌草混合栽植方式恢復(fù)植被,選用紫穗槐和紫花苜蓿,栽植紫穗槐340243 株,撒播紫花苜蓿
(3)棄渣場(chǎng):渣場(chǎng)坡面采取灌草結(jié)合方式進(jìn)行植物護(hù)坡,灌木選用紫穗槐,草種選用紫花苜蓿渣頂面平整后,采取喬草結(jié)合方式進(jìn)行綠化,喬木選用油松,草種選用紫花苜蓿。共需油松9742 株,紫穗槐24710 株,紫花苜蓿105 kg。
(4)管理站:?jiǎn)棠具x擇新疆楊、側(cè)柏,灌木選擇丁香、花卉選擇月季、美人蕉等。
(5)施工道路:對(duì)占用荒草地區(qū)域進(jìn)行喬灌草結(jié)合方式進(jìn)行恢復(fù),喬木選擇油松,灌木選擇紫穗槐,草種選用紫花苜管。需油松4554 株,紫穗槐27324 株,紫花苜蓿69 kg。
3.2.2 植物措施水土保持效果分析與評(píng)價(jià)
項(xiàng)目區(qū)在建設(shè)過程中水土保持植物措施完成情況比水土保持方案設(shè)計(jì)的植物措施工程量有所變化,具體情況見表3。
表3 防治分區(qū)水土保持植物措施完成情況對(duì)照表單位:hm2
上述項(xiàng)目區(qū)域中根據(jù)實(shí)際建設(shè)情況增減了水土保持防治措施工程量,對(duì)于防止水土流失有顯著防治效果。
依據(jù)實(shí)地監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析,水力侵蝕造成的水土流失是最為集中的問題,土壤流失量主要來源于降雨條件下水流沖刷產(chǎn)生的流失。
侵蝕模數(shù)的確定主要是通過參考?xì)v史資料和收集現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果相結(jié)合的方式進(jìn)行。土壤侵蝕模數(shù)監(jiān)測(cè)方法:在項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域范圍選擇相對(duì)穩(wěn)定的堆土侵蝕坡面,布設(shè)1 m×1 m的侵蝕溝觀測(cè)樣區(qū),樣區(qū)布設(shè)要本著上中下、左中右或輕中重的原則,使其具有隨機(jī)即代表性。具體做法是將相同質(zhì)地的土料稱重后回填到侵蝕坡面,待細(xì)溝填平至溝間頂面時(shí)計(jì)算復(fù)原土量;然后計(jì)量侵蝕坡面面蝕量,具體做法是首先確定標(biāo)定物,即確定原始坡面位置。原始坡面位置標(biāo)定物選擇,如果測(cè)算坡面為不均質(zhì)的如有石塊或生長(zhǎng)有植物者,以溝間頂面石塊裸露高度或植物根系裸露高度,選取若干個(gè)算出平均值,即為面蝕厚度。
細(xì)溝復(fù)原土量+面蝕量=樣區(qū)侵蝕總量,計(jì)算公式如下:
式中:A 為面蝕量;B 為復(fù)原土量;a 為侵蝕時(shí)間。
在水土流失監(jiān)測(cè)過程中, 經(jīng)過調(diào)查和資料收集整理,確定該工程項(xiàng)目區(qū)內(nèi)原地貌平均土壤侵蝕模數(shù)為2055 t/(km2?a)。
年土壤侵蝕量:原地貌水土流失量為3435.94 t/a,擾動(dòng)后水土流失量為7234.04 t/a,實(shí)施水土保持措施后水土流失量為3562.11 t/a。其中,以供水工程和棄渣場(chǎng)因?yàn)檎嫉孛娣e大,是水土流失量的主要來源區(qū),隨著各項(xiàng)防治措施的實(shí)施及防治效果的逐步發(fā)揮效應(yīng),水土流失將會(huì)得到有效控制,水土流失量也隨之降低。
由表4 計(jì)算可知,建設(shè)期本項(xiàng)目的擾動(dòng)土地整治率為99.09%>95.00%(目標(biāo)值),符合驗(yàn)收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
表4 擾動(dòng)土地整治率
根據(jù)各防治區(qū)的治理情況,在植物措施順利完成的基礎(chǔ)上,項(xiàng)目建設(shè)區(qū)水土保持治理效果顯著。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析,本工程設(shè)計(jì)水平年土壤流失強(qiáng)度目標(biāo)值為1230 t/(km2?a),項(xiàng)目區(qū)土壤允許流失量為1000 t/(km2?a),項(xiàng)目建設(shè)區(qū)土壤流失控制比可達(dá)到0.81>0.8(目標(biāo)值),符合驗(yàn)收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
治理后的林草覆蓋率為46.61%>25%(目標(biāo)值),符合水土保持驗(yàn)收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
通過比較項(xiàng)目區(qū)工程建設(shè)前后土壤侵蝕調(diào)查和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),項(xiàng)目區(qū)原地貌水土流失量為3435.94 t/a,擾動(dòng)后水土流失量為7234.04 t/a,實(shí)施水土保持措施后水土流失量為3562.11 t/a,每年比擾動(dòng)后減少流失量3671.93 t,水土流失強(qiáng)度有了明顯的下降。通過認(rèn)真及時(shí)落實(shí)各項(xiàng)水土保持防治措施,較好地完成了水土流失防治任務(wù)。從擾動(dòng)土地整治率等六項(xiàng)指標(biāo)來看,均達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,項(xiàng)目建設(shè)區(qū)水土流失狀況得到了很大改善,具體達(dá)標(biāo)情況見表5。
表5 水土保持防治指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表
一方面,取土場(chǎng)栽植的側(cè)柏成活率較低,建議建設(shè)單位強(qiáng)化植物措施后續(xù)管護(hù),并明確分工,對(duì)未成活的苗木進(jìn)行補(bǔ)栽;另一方面,棄渣場(chǎng)上游沒有鋪設(shè)排水涵管,雖降雨水可通過滲流排走,但仍需建設(shè)單位復(fù)核棄渣場(chǎng)上游匯水面積,落實(shí)維護(hù)、管理責(zé)任,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。
結(jié)合工程監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,松塔水庫水土保持工程布置合理,防護(hù)效果較明顯,通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、調(diào)查,良好地完成了各項(xiàng)水土保持措施。實(shí)際水土流失防治效果與設(shè)計(jì)目標(biāo)值相比較,均達(dá)到或超出設(shè)計(jì)方案要求,從而有效地控制了人為水土流失,隨著現(xiàn)有的水保措施效益的逐年發(fā)揮,水土保持治理成果將進(jìn)一步鞏固提高。