新疆努爾加水庫水土保持工程措施探析

孫 震

（新疆昌吉方匯水電設計有限公司，新疆 昌吉 831100）

1 工程概況

新疆努爾加水庫工程為新建工程，位于三屯河流域中低山區，行政區劃屬昌吉市，距離昌吉市約40 km，距烏魯木齊市78 km。努爾加水庫工程為Ⅲ等中型工程，主要建筑有攔河壩、表孔溢洪洞、導流兼泄洪排沙洞、放水洞等，大壩為瀝青心墻壩。該水庫主要任務是供水、防洪以及灌溉[1～2]。

2 水土流失類型及防治現狀

2.1 水土流失現狀

根據實際調查，工程建設所在區域被劃分為水土流失重點監督區，工程區水土流失類型為：輕度水力侵蝕、輕度風力侵蝕。

工程區多年平均降雨量282.6 mm，植被覆蓋度約10%～30%，工程區水力侵蝕的根本原因是短陣性降雨造成的細溝狀面蝕、淺溝侵蝕，洪水沖刷造成局部地段河岸坍塌，共同導致河水含沙量急劇增加，泥沙通過土河道輸送到下游。經現場踏勘，水力侵蝕主要以細溝狀面蝕及淺溝侵蝕為主，細溝狀面蝕主要發生在平坦的階面，淺溝侵蝕主要發生在山坡、坡度較大的階面及階地之間的連接部，細溝狀面蝕的溝深10 cm～20 cm，寬度10 cm～20 cm，橫斷面呈“V”形，長度2 m～5 m。淺溝侵蝕溝深20 cm～80 cm，寬度20 cm～60 cm，斷面呈寬淺槽型，長度5 m～12 m。初步判斷努爾加水庫工程區水力侵蝕強度為輕度。工程區多年平均風速2.1 m/s，極端最大風速28 m/s，具備發生風蝕的條件。該區植被蓋度10%～30%，未擾動情況下無植被區域地表較穩固，不會發生大規模的侵蝕，故本區屬輕度風力侵蝕區。

2.2 水土流失防治現狀

因工程區基本為荒漠草場，人類活動較少，工程區現對永久進場道路進行硬化處理，對大壩岸坡采用噴漿防護，管理區采用植草磚及混凝土硬化，對料場及棄渣場等仍需采取水土保持措施進行防護。

3 防治責任范圍

工程建設水上流失防治責任范圍包括項目建設區和直接影響區兩部分。工程項目建設區總面積499.62 hm2，直接影響區面積545.31 hm2。本工程建設水土流失防治責任范圍總面積為1044.93 hm2，項目分、各工程子區以及占地面積見表1。

4 水土保持措施設計

主體工程設置了較完善的防護措施，有一些具有水土保持功能但不納入水土保持方案的措施：大壩—上游不穩定巖體開挖，大壩下游砼網格護坡，砼網格填充沙礫石護坡，泄水建筑物下游設置消力池段、護坦段等。主體設計中可以納入水土保持方案的工程項目主要是無用層回填、篩分棄料回填。主體工程這些措施減少了水土流失，另外針對主體設計水土保措施的不足，新增了一些水土保持措施，主要包括：工程措施（土方開挖、土方回填、水平階整地、土地平整、礫石壓蓋、削坡開級、工程護坡），植物措施（栽植喬木、撒播草籽），以及臨時措施（表土剝離、表土回填、人工拍實、機械壓實、灑水等）[3～4]。

4.1 攔渣工程

1#永久棄渣場布置在壩址上游左岸0.5 km 處Ⅵ級階地上，屬于坡地型棄渣場，占地面積4.67 hm2。根據現場調查，1#棄渣結束，堆放形式為在坡地堆放于上部階地高出2.5 m左右，現狀棄渣高約26.5 m，棄渣坡面約85°，坡度較陡，容易塌落，引發水土流失；棄渣渣底未設置攔擋措施，本次在渣底下部布置攔擋措施，因此對于棄渣形成的邊坡進行削坡處理，棄渣下部采用鉛絲籠攔擋。現主體工程已棄渣結束，1# 棄渣高約26.5 m，棄渣為松填方，本次在坡腳清理50 cm后采用鉛絲籠攔擋棄渣下部，鉛絲籠放兩排，共放置三層，1# 棄渣場棄渣防護設計見圖2。單個鉛絲籠長×寬×高為1.5 m×1 m×1 m，網目為6 cm×8 cm，鉛絲籠總長202 m，需鉛絲籠拋石1212 m3。設計圖見圖1。

表1 防治責任范圍表

圖1 1# 棄渣場棄渣防護設計圖

4.2 斜坡防護工程

根據實地調查，本工程共啟用兩個料場，C1 砂礫石料場和C5 砂礫石料場。針對C1 和C5 砂礫石料場開挖形成的邊坡為90°，坡度較陡，容易塌落，引發水土流失，并對周邊的居民放牧存在安全隱患，因此對于開挖形成的邊坡進行削坡處理，使用0.5 m3挖掘機將邊坡上部的土方挖取，堆放在坡體下部，使上部邊坡1∶1，下部邊坡比為1∶1.5，減少邊坡坍塌。

4.3 土地整治工程

土地整治設計主要是施工前對基礎開挖處原地表表土層的剝離以及施工后針對施工跡地的土地平整和綠化覆土。對開挖形成的施工跡地進行場地平整。施工結束后，為了使損壞的土地恢復到可利用或開挖前的狀態，需根據地塊大小和平整程度進行跡地場地平整。土地平整采用推土機（74 kW）推平，部分需倒運的采用裝載機（3 m3）挖裝自卸車（10 t）運輸，土地平整后地面高差小于30 cm。

4.4 植被恢復工程

努爾加水庫工程位于三屯河流域中低山區，山體海拔高度800 cm～1200 m，相對高度200 cm～300 m，主要表現為沖積扇及傾斜地貌，地表為洪積物；工程區土壤類型主要為山地灰漠土，屬于輕度風力侵蝕、輕度水力侵蝕區。

根據昌吉市氣候特點，本區可選樹種有長枝榆、圓冠榆、蘋果、李子樹和紅葉海棠等，本設計選用防護林樹種為長枝榆、大葉榆。管理區內可選擇蘋果、李子樹、紅葉海棠。草籽選用多年生禾本科植物，如：狗牙根、早熟禾和木地膚等。

對努爾加水庫水土保持植物措施布設所必須的灌溉水源進行專項設計，只有在水源有保障的前提下水土保持方案才能得到真正落實。努爾加水庫水土保持植保措施，灌溉面積約300 畝，計劃全部實行滴灌灌溉。

5 水土保持效益分析

水土保持方案實施后，能夠控制水土流失、恢復和改善生態環境，具有顯著的生態效益、社會效益。本水土保持工程實施后，擾動土地整治率達到97%，水土流失總治理度達到94%，水土流失控制比1.0，攔渣率達到95%，植被恢復系數達到97%，林草植被覆蓋率達到23%，以上各項指標均達到目標值。

6 結語

努爾加水庫工程區為輕度水力侵蝕和輕度風力侵蝕，為減少施工過程中水土流失量，主要水土保持措施有攔渣工程、斜坡防護、土地平整等工程措施以及種樹植草、綠化灌溉等植物措施。通過本水土保持方案的實施，能夠控制施工過程中產生的水土流失量，同時對恢復和改善生態環境具有明顯效果，同時還能提高一定的社會效益。