錦凌水庫工程水土流失預測分析

郭宇欣， 劉光輝

(遼寧省水利水電勘測設計研究院，遼寧 沈陽 110006)

錦凌水庫工程水土流失預測分析

郭宇欣， 劉光輝

(遼寧省水利水電勘測設計研究院，遼寧 沈陽 110006)

摘要：根據小凌河錦凌水庫所處自然條件，分析了項目建設過程中的水土流失因素，依據建設項目工程特點劃分了預測時段、范圍、預測單元，利用類比工程分析對比的方法對水土流失各防治分區擾動原地貌及損壞水土保持設施面積、可能產生的水土流失面積及水土流失量進行了量化預測，闡述了水土流失的危害及對區域環境的影響，得出了預測結果并提出指導性意見。

關鍵詞：水土流失；預測；水土流失面積；水土流失量；水土流失危害；水土流失措施

1工程概況

錦凌水庫工程是列入遼寧省小凌河流域規劃、錦州城市總體規劃及城市防洪規劃的重要骨干工程。水庫任務是以防洪、城市供水為主，兼顧改善地下水環境的大型綜合利用水利樞紐工程，是小凌河干流上唯一的控制性骨干工程。水庫規模為大(2)型，工程等別為Ⅱ等。永久性擋水和泄水建筑物的設計洪水標準為500年一遇設計，5000年一遇校核。水庫總庫容為7.43億m3，壩高48.3m，壩長1148.0m[1]。

水庫壩址位于錦州市太和區的后山河營子村，距錦州市9.5km，水庫控制流域面積3029km2，占小凌河流域面積的58.8%。錦凌壩址以上基本為山地丘陵區，壩址以下有少量山丘[2]。

2水土流失成因分析

錦凌水庫工程建設產生的水土流失主要發生在工程施工期。影響項目區水土流失的因素有自然因素和人為因素。自然因素主要包括氣候、土壤、植被、下墊面物質組成等；人為因素主要包括工程建設過程中的場地平整、開挖與回填、臨時堆土、施工導流、工程棄渣等施工活動對原地貌及地表植被進行的擾動和破壞，降低了土壤抗蝕能力，引發或加劇了區域水土流失的發生和發展。

3預測范圍、預測時段及預測方法

3.1預測范圍

預測范圍為各防治分區的擾動范圍，將工程劃分為樞紐工程區和移民安置及專項設施改建區。樞紐工程區包括主體工程區、水庫管理局區、施工場地區、道路區、料場區；移民安置及專項設施改建區包括移民安置區、專項設施改建區。

3.2預測時段

根據本工程的建設特點及施工進度，同時考慮植物措施的水土保持效果具有一定滯后性這一特點，并根據《開發建設項目水土保持技術規范》確定本工程各預測單元的水土流失預測時段。

本工程建設工期近5年，2009年5月—2013年10月，此階段水土流失類型復雜、水土流失嚴重，是重點預測時段。植被恢復期預測時段確定為3年。

3.3預測方法

水土流失預測方法采用類比法。從自然條件、侵蝕類型、侵蝕強度、地理位置及施工區臨時堆渣方面考慮，選取正在建設的錦州市污水處理廠二期工程和大凌河流域阜新市引白輸水工程作為類比工程。

3.3.1預測參數確定

(1)項目區土壤流失背景值

根據遼寧省第四次土壤侵蝕遙感調查數據，結合當地水土保持部門的基礎數據確定不同地貌、地類的土壤侵蝕模數。項目區地貌類型為丘陵，地類為耕地、林地、果園及未利用地，原生土壤侵蝕模數表分別為2400t/km2·a、1800t/km2·a、2200t/km2·a、2600t/km2·a[3]。

(2)擾動后侵蝕模數的確定

本工程和類比工程的地理位置接近，氣象、地形地貌、土壤等自然條件相似，因此根據各施工跡地擾動破壞特點，施工期土壤侵蝕模數直接采用類比工程相應施工跡地的實測數值。類比工程的實測方法參照了《水土流失測驗與調查》中的調查方法[4]，最終確定的施工期侵蝕模數見表1。根據原地貌各地類土壤侵蝕強度及土質不同，擾動后不同地類的土壤侵蝕模數見表2。

表1　施工期侵蝕模數表　(t/km2·a)

表2　各區域不同地類擾動地表土壤侵蝕模數表　(t/km2.a)

(3)自然恢復期侵蝕模數的確定

由于植物措施發揮保水保土作用具有后效性，因此，在自然恢復期仍存在一定程度的水土流失。但由于各施工跡地經過全面整地等措施治理后，占地區地勢平坦，土壤侵蝕模數較擾動后有大幅度降低。根據本工程具體情況，并參考阜新市引白輸水工程水土保持方案中水土流失預測所確定的土壤侵蝕模數[5]，本工程植被恢復期的平均土壤侵蝕模數具體見表3。

表3　自然恢復期平均土壤侵蝕模數　(t/km2·a)

3.3.2預測公式

(1)擾動地表水土流失量公式[6]

式中：W1-擾動地表水土流失量(t)；Fi-預測單元的面積(km2)；Mi-預測單元擾動后水土流失侵蝕模數(t/km2·a)；Ti-預測時段(a)；n-預測單元。

(2)臨時堆渣水土流失量公式[6]

式中：W2-棄渣流失量(t)；Si-預測單元棄渣堆積外表面積(km2)；M2-棄渣面侵蝕模數量(t/km2·a)；Ti-預測時段(a)；n-預測單元。

4水土流失預測結果

4.1水土流失面積

本工程擾動區域水土流失面積為占地面積及坡面裸露面積，臨時堆放區外表面面積。施工期水土流失預測范圍為360.37hm2，水土流失面積360.37hm2；自然恢復期預測范圍為159.67hm2，水土流失面積159.67hm2。

4.2水土流失量

項目區共產生水土流失總量101655t，其中原生地貌水土流失量27042t，新增水土流失量74613t。新增水土流失量中：擾動地表水土流失量61130t，臨時堆渣產生水土流失量4537t，自然恢復期水土流失量8946t。水土流失量預測匯總見表4。

表4　工程水土流失量預測匯總表 　(t)

5水土流失危害分析

通過水土流失預測可以看出，工程建設將在一定程度上改變和破壞原有地貌與植被，形成的再塑地貌土層松散、地表裸露、土壤抗蝕能力低，從而會產生和加劇局部區域的水土流失。其水土流失危害主要有以下幾方面：

(1)建設過程中將破壞原生地貌和植被，形成裸露疏松的表土，將會產生新增水土流失，影響周圍生態和景觀環境。

(2)破壞土地資源、降低土地生產力。工程建設過程中占用林地、荒草地等，擾動和破壞原相對穩定的土層和地表土壤，降低土地生產力，加劇周邊區域水土流失。

(3)工程產生的臨時棄渣如不采取防治措施，將引發或加劇局部區域水土流失的發生和發展。另外，各類施工活動對當地的局部生態環境可能產生一定的不利影響。

6指導性意見

根據預測結果，施工期是水土流失預測的重點時段。料場區、主體工程區、施工場地區、移民安置區是水土流失預測的重點單元。

根據本工程不同的施工區域及施工特點，要因地制宜，因害設防，制定針對性的水土流失防治方案，使本工程的防治措施形成一個完整、有效的水土流失防治體系，在保障工程施工與生產運行順利完成的同時，使水土流失得到有效控制，區域生態環境得到保護與改善。

7結論

本文根據錦凌水庫工程所處自然環境及項目建設過程中的水土流失成因，確定水土流失預測范圍為各防治分區的擾動面積，工程施工期為重點預測時段，采用類比法對工程水土流失量進行了定量預測與分析。

由于錦凌水庫工程尚未竣工，水土保持監測工作亦尚未完成，工程實施過程中實際的水土流失量結果還在統計分析過程中。雖然預測結果和實際水土流失量目前還不能進行對比分析，但是水土流失預測本身明確了水土流失的重點區域和重點時段，對水土保持監測工作具有一定的指導意義。

參考文獻：

[1] 遼寧省水利廳.遼寧省水利基礎信息集[M].北京：中國水利水電出版社，2013.

[2] 遼寧省水利水電勘測設計研究院.錦凌水庫工程可行性研究報告[R].2009.

[3] 曹中杰. 遼寧省第四次土壤侵蝕遙感普查成果分析[J].水土保持應用技術,2007(5).

[4] 李智廣. 水土流失測驗與調查[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[5] 遼寧省水利水電勘測設計研究院.阜新市引白輸水工程水土保持方案[R].2005.

[6] GB 50433-2008 開發建設項目水土保持技術規范[S].北京：中國計劃出版社，2008.

Soil Loss Prediction and Analysis of Jinling Reservoir Project

GUO Yu-xin, LIU Guang-hui

(Investigation and Design Institute of Water Resources and Hydropower Liaoning Province,

Shenyang Liaoning 110006, China)

Abstract：Based on the natural condition of Jinling reservoir in the Xiaoling River basin, the soil loss factors was analyzed during the project construction period. The prediction period of time, range and unit were separated according to the engineering characteristics. The soil loss amount and area were predicted using the analogy analysis method. The hazards of soil loss and its negative impacts on environment were introduced. Then, the countermeasures were put forward.

Key words：Soil loss; prediction; disturbance area; erosion modulus; countermeasures

中圖分類號：X17

文獻標志碼：A

文章編號：1673-9655(2015)04-0085-04

作者簡介：郭宇欣(1958-)，男，高級工程師，長期從事水土保持、環境影響評價、水資源論證等專業工作。

收稿日期：2015-02-03