水土保持措施在南方灌區的應用

陳 琛

(江西省贛撫平原水利工程管理局，江西 南昌 330096)

社會經濟的持續快速發展離不開水資源的支持。近年來，我國部分地區過于重視經濟增長，缺乏對水資源的足夠保護，導致水土流失問題嚴重，已成為影響中小灌區健康可持續發展的重要問題。面臨當前水土流失現狀，只有注重保護中小型灌溉地區的現狀，加強水土保持工作，促進灌溉地區水土流失問題得到緩解，保證生態環境在一定程度上得到改善。中小型灌區的建設可以帶來良好的經濟效益和社會效益，同時也帶來一系列的環境問題，如河道疏浚、防滲，拆除支撐結構問題。如果沒有合理有效的水土保持措施，在降雨和地表徑流的侵蝕作用下，勢必會發生嚴重水土流失問題，如泥沙將沖進溝渠、河流和道路，掩埋周圍農田。同時土石場開采過程中形成的開挖面結構松散，完全裸露，如果得到不及時有效處理，在重力、雨水和地表徑流沖刷作用下，強制侵蝕、地表侵蝕和溝壑侵蝕使邊坡失去穩定，導致滑坡、滑坡或崩塌，產生嚴重的泥石流災害。目前，中小灌區水土保持工作中存在一些問題，如水土流失防治區劃不合理等，造成水土保持措施的設計和實施困難;水土保持措施不夠優化，不僅增加了工程造價和實施難度，同時水土保持效果也是難以保證的。針對上述問題，本文分析了南方中小型灌區的水土流失特點，針對常見水土保持措施對于中小型灌區的有利影響和不利影響進行了分析，對水土流失防治分區，分別從骨干工程區、工程管理區和田間工程區三方面進行了介紹，分析了不同防治措施的施工進度，本文研究對于類似工程提供可資借鑒的經驗。

1 中小型灌區水土流失特點

中小型灌區由大量的點狀和線狀水利工程組成，在建設和運行過程中不可避免地會出現水土流失問題，通過調查分析，可分析中小灌區點線水利工程水土流失特征。

1.1 點狀水利工程

對于點狀水利工程，其水土流失主要發生在建設階段。根據調查發現，當前水土流失主要存在以下幾個時期。

(1)施工準備階段。鑒于水利工程對于施工場地要求較高，同時部分施工場地較為狹窄，交通不便，因此在施工準備階段，需要對施工場地進行必要的平整，修建交通道路和出入口道路，即所謂的“三通一平”，如果在施工準備階段缺乏對于水土保持措施足夠的重視，將會在建設期造成較為嚴重的水土流失問題。具體如圖1所示。

圖1 點狀工程施工及運營圖示

(2)施工期間。對于中小型灌區水利設施的建設，存在較大的工程量和土石方量，因此對于灌區范圍內的會有一定的開挖放量，同時還會產生大量的渣土，如果不能采取及時有效的處理措施，將會在水利設施運營期間產生較為嚴重的水土流失問題。

1.2 線狀水利工程

對于中小型灌區，不僅包括大量點狀工程，同時聯絡線工程如灌渠、輸水線工程也是不可或缺的如圖2所示。針對聯絡線工程，涉及多種地形，如平原、丘陵、山脈和峽谷等。因此對于線性水利工程的廢渣堆場和材料收集場，由于線性分布，難以控制，因此對于水土保持工作的進行更加困難。

圖2 中小型灌區聯絡線工程圖示

2 水土流失分區防治措施

對于中小型灌區水土流失的防治，需要根據工程性質進行分區防治。

2.1 水利骨干工程區

對于中小型灌區的重點水利工程，如支渠、次干渠和主干渠等建筑物，需要采取以下的防治措施：

(1)渠系建筑物的邊坡填方段或挖方段應滿足必要的穩定性要求，為了表面土層的固定需要，種植一定的草皮和層次分明的樹木也是必不可少的。

(2)為了消除邊坡大水流對于邊坡土體穩定性的影響，應對邊坡頂部的水流集中收集，然后通過排水溝排出。

(3)除了上述防護措施外，對于邊坡采取一定的結構措施是較為簡單有效的，因此根據地形、地質條件，除了保證邊坡必要的結構條件外，同時考慮邊坡的分級處理，在每級建造一個1.50～2.00m的平臺如圖3所示。

圖3 水利骨干區水利工程邊坡防治措施

2.2 工程管理區

對于中小型灌區的水土流失防治問題，項目管理區的防治措施也是不可缺少的。

2.2.1管理區

(1)站場、管理區和生活區的綠化。對于中小型灌區，必要的防護林、停車場、路邊建筑、路堤和路塹邊坡設置是不可缺少的，因此需要進行一定的綠化設施，如種植風景樹林、花卉、草坪和庭院經濟林，不僅在保證灌區管理工程水土保持效果的情況下，對于管理區域的風景優化也有一定的促進作用。

(2)土地平整。對于中小型灌區的保障措施，建設必要的站場、管理和生活區是必要的，在建設過程中不可避免存在廢渣、廢土等建筑垃圾，因此對于堆積區域進行土層鋪筑和整理，選擇豆科植物增加土壤肥力，是保證水土保持效果的必要措施。

2.2.2永久性交通道路

對于中小型灌區為管理區域建設必要的交通措施，對于交通道路兩側采取必要的防護措施，具體如下：

(1)當沿渠系工程開挖交通工程時，需要進行必要的邊坡設計，如采取一定的邊坡比，同時降低邊坡坡度。在邊坡較低區域，距離交通道路路面的高度不得低于2.0m，同時需要采取必要的磚石結構防護道路。

(2)針對交通道路兩側，為了防護邊坡采取必要的防洪、排水溝等防護措施。

(3)交通工程開挖的廢棄渣土，應進行必要的平整、鋪筑施工，同時壓載物不易太厚，避免水土流失災害的發生。

2.3 灌區工程

鑒于灌區建設的水利工程，主要是為了灌區區域的灌溉問題，因此為了防護灌區水利工程的水土問題采取必要的處理措施，具體如下：

(1)關于灌區防護工程，包括必要的骨干林帶、田間林帶和邊緣林帶；

(2)對于發生侵蝕性病害的治理工程，如溝渠護坡工程的引水溝的治理工程等；

(3)對于灌區的防護林，主要為防風、固沙和經濟作用，因此在上述防護措施起到作用后，灌區的水土流失問題將會得到有效解決。

3 水土保持措施對中小型灌區的影響分析

3.1 有利影響分析

在水土流失問題嚴重的中小型灌區，應根據灌區水利工程采取必要的水土保持措施，根據水土保持措施的工程特點和防護機制，目前主要存在兩種類型，攔蓄型和滯蓄型。

(1)攔蓄型。攔蓄型水土流失防護措施，即采取修建人工水利工程措施，建成一定的容量空間，有效截流地表徑流的泥沙，有效減少水土流失。同時攔蓄型水土防護措施，可以有效防治線性污染，改善水環境。有效截流地表徑流，不僅能夠減少水土流失，同時對于點源污染也能進行有效的攔截，改善地表徑流和地下徑流的水質問題。

(2)滯蓄型。滯蓄型水土保持措施，即通過不同措施改善原有土體的結構條件，改善土體通氣孔，改善整個灌區防護區域的滲透性和蓄水能力。與攔蓄型水土保持措施相比，滯蓄型水土保護措施具有較大的優勢，不僅能夠有效改變植被覆蓋程度，還能夠從源頭改善土壤固結能力，在有效減少地表徑流的同時，還能減少地表徑流的侵蝕輸沙能力。

3.2 不利影響分析

對于中小型灌區的水土保持措施，在有效改善水土流失狀況的同時，對整個灌區的產流機制和水循環造成必要的影響。

(1)攔蓄型。關于攔蓄型水土保持措施，雖能夠對于水土保持起到一定的促進作用，但是也在一定程度上降低了地表徑流量，如防護區域的森林和草地在一定程度上留住了地表徑流，但是并沒有增加降雨和增加地下水的補給作用。當人工林面積增大時，蒸騰作用較大促進了土層的干燥程度。部分水土保持工程措施，如攔水壩、梯田等措施，雖在一定程度上降低了水土流失問題，也顯著降低了整個灌區流域的徑流總量，對于整個循環系統的循環造成一定的負面影響，對于灌區流域的生態系統具有一定程度的負面影響。

(2)滯蓄型。關于滯蓄型水土保持措施，還能一定程度上加劇當地水資源的短缺，對于灌溉區域水資源和水環境產生了一定的影響。如果在灌區水利設施建設過程中，忽略滯蓄型水利設施的負面影響，則會對于整個灌區的生態造成影響。

4 防治措施

關于中小型灌區水利設施的建設，需要遵循減少水土流失的原則進行設計。對于水土保持措施，需要根據建設準備期、施工期和運營期不同的特點進行針對性的措施，主要包括工程措施和植被防護措施。

(1)工程措施。鑒于灌區水利工程設施的建設工程規模大和工期長的特點，因此可以選擇與主體工程同步進行。

(2)植物措施。對于工程設施的植物防護措施，一般選擇春秋季節，通過增加工程量進行植物防護措施的施工，主要從植物防護措施的特點進行考慮的。

(2)輔助防護措施。對于輔助防護措施，多落后于主要工程項目，但多控制在一年時間之內，鑒于水利工程建設包括支渠、次干渠和主干渠，應充分考慮子項目之間的聯系和相對獨立性，選擇合適的施工時間。

5 結論

鑒于水土保持措施具有復雜性和長期性的特點，因此對于水土保持措施保持持續的投入和研究，才能夠有效改善中小型灌區的水土保持情況。針對南方中小型灌區，本文分析了點狀水利工程和現狀水利工程的水土流失的特點，針對水土保持措施對于中小型灌區的有利影響和不利影響進行了詳細分析，對中小型灌區水土保持措施，分別從骨干工程區、工程管理區和田間工程區等三個方面進行了介紹，對防治措施的實施進度進行了分析，系統研究了水土保持措施在中小型灌區尤其是南方中小型灌區的應用，對于未來類似工程提供可資借鑒的經驗。