遼寧阜蒙縣小型農田水利工程水土流失預測分析及防治措施

宋 鑫

(阜新蒙古族自治縣水利事務服務中心，遼寧 阜新 123000)

阜蒙縣位于遼寧省西部，屬干旱地區，水資源缺乏。近幾年隨著國家在東北地區節水增糧項目實施，對農業增產增收起到了積極作用。阜蒙縣2016年小型農田水利項目是結合阜蒙縣“十三五”水利規劃及節水灌溉項目而確定的項目。但農田水利項目的實施，必然會對項目區的原有地貌和植被產生不同程度的破壞，造成水土流失現象。因此，為了能夠有效控制阜蒙縣小型農田水利項目建設所導致的新增水土流失，本文針對工程建設可能造成的水土流失進行預測分析[1]。

1 項目概況

蜘蛛山鎮位于阜蒙縣的西南部，地處遼西低山丘陵地區，地勢自西北向東南緩慢傾斜，呈波狀高低起伏。按成因地貌可分為構造地貌、剝蝕地貌和堆積地貌三種類型。構造地貌主要為低山，受火成巖構造控制，山勢突兀，巖石裸露，分布零散。

項目區所在流域屬低山丘陵區，區域地質條件主要以丘陵區變質巖含水巖系和中低山區酸性侵入巖含水巖系為主，前者由片麻巖、夾長巖、斜長角閃巖組成；后者主要由花崗巖、花崗長巖、石黃閃長巖等組成。地下水屬裂隙水，河流一級階地及河灘地下水埋藏較淺，在1.5 m～3.0 m，地下水主要來源是大氣降水入滲補給以及河流側向補給，含水層以中粗砂夾礫石為主，透水性較大，滲透系數在(50～113.1) m/d，厚度10 m～20 m，適宜修建方塘或截潛流開發利用地下水。

2 水土流失預測分析

工程屬于大凌河及繞陽河流域，根據遼寧省人民政府文件《遼寧省人民政府關于確定水土流失重點防治區的公告》，阜蒙縣小型農田水利項目區域屬于遼寧省水土流失的重點治理防護區，且根據《開發建設項目水土流失防治標準》規定，項目區水土流失防治標準為二級標準，本項目水土流失防治標準執行二級防治標準。

2.1 工程建設過程中的水土流失預測

2.1.1 預測范圍及預測時段

本次水土流失預測范圍為整個工程建設區域，以項目建設區為主體、各類項目施工地為界，具體包括主體工程區、施工場地區和臨時堆料場區，預測面積0.08 hm2。

本工程水土流失主要發生在工程施工期。施工期間，工程建設產生的開挖裸露面表面疏松，植被覆蓋率低，且受侵蝕程度大，部分邊坡處于不穩定的狀態；土石方開挖及土石方搬運的工程量較大，在搬運和堆置過程中可能造成的水土流失也很大；因此，阜蒙縣小型農田水利項目建設水土流失預測時段主要為工程施工期，時間2個月。

工程竣工后，隨著工程的正常運行，水土保持防治措施已開始發揮作用，水土流失基本得到控制。但是，在運行初期，水土保持措施未完全發揮作用，特別是水土保持植物措施受時間的限制，仍會產生一定數量的水土流失，因此，在工程運行初期亦進行水土流失預測，考慮植物措施的生長周期，預測時間為1年。

2.1.2 工程棄渣量預測

通過對主體工程水土保持評價，工程技術資料分析、現場勘察及土石方挖填平衡分析，本工程的棄渣主要來源于水源井工程的土方開挖，工程開挖土方總量為3910.2 m3。土方部分進行回填量為3215.6萬m3。工程的棄渣量較小，棄土方運到低洼處進行平整，對于工程回填部分的土石方，先堆放于臨時堆料場，待回填時使用。以上方量均為自然方。

臨時堆料場位于臨時施工場地旁，占地面積為0.02 hm2，棄渣平均堆高為0.5 m，邊坡比為1∶1。

2.1.3 水土流失量預測

(1)原地貌土壤侵蝕模數及背景值

工程建設破壞的原地貌主要為荒地和原排灌站原建筑物舊址，根據當地水土保持部門提供的數據，本項目區的土壤侵蝕類型區屬東北黑土區。灌區流域內山谷發育，山高坡陡，土質瘠薄，水土流失強烈，侵蝕方式主要以水蝕為主，其他重力侵蝕、風力侵蝕、凍融侵蝕相伴發生，年侵蝕模數背景值為1661 t/(km2·a)；項目建設期，土壤侵蝕模數為4243 t/(km2·a)。

(2)水土流失量預測公式

本次工程水土流失量預測采用土壤侵蝕模數法。根據工程建設主體工程區、施工場地區和臨時堆料場區等所占地面積及其土壤侵蝕模數，計算出項目建設的新增水土流失量[2]：

Q=(m2-m1)×A×a

式中：Q為新增水土流失量，t；m2為對應部位的預測土壤侵蝕模數，本工程取值4243 t/(km2·a)；m1為對應部位的背景土壤侵蝕模數，本工程取值1661 t/(km2·a)；A為破壞的地表面積，預測面積0.08 hm2；a為影響年數，本工程按14個月計算。

(3)新增水土流失量預測

阜蒙縣2016年小型農田水利項目新增水土流失量匯總表見表1。

表1 阜蒙縣2016年小型農田水利項目新增水土流失量匯總表 單位：t

(4)水土流失總量預測

通過以上預測，工程建設過程中，在不采取任何水土保持措施的情況下，可能產生水土流失量為3.96 t，新增水土流失量2.41 t。

2.2 水土流失防治分區措施

2.2.1 水土流失防治責任范圍

本工程水土流失防治責任范圍為項目建設區，其中包括主體工程區、施工場地區、臨時堆料場區。防治責任范圍見表2。

表2 水土流失防治責任范圍表 單位：hm2

2.2.2 水土流失防治分區

依據水土流失防治原則，結合阜蒙縣小型農田水利項目的工程施工地貌原有類型以及工程布置情況和施工特點、可能造成的水土流失情況和區域水土流失現狀，劃定防治責任范圍。根據本項目主體工程的施工進度，確定工程水土流失防治區為：主體工程防治區、施工場地防治區和臨時堆料場防治區[3]。項目實施過程中，由建設單位同垃圾場主管單位簽定棄渣堆放合同或承諾書，故本設計不設料場防治區和棄渣場防治區。

2.2.3 分區防治措施設計

本文水土保持措施設計以植物措施和臨時措施為主，堅持因地制宜、因害設防，通過綜合治理，使阜蒙縣2016年小型農田水利項目建設產生的新增水土流失得到有效控制，避免產生新的環境問題，實現水土流失防治由被動控制轉變到開發治理的局面[4]。

(1)主體工程防治區

本工程主體工程主要包括：水源井開挖。

工程開挖后形成了裸露的表面，水源井周圍用漿砌磚進行砌筑而進行固化，只有棄土堆放產生水土流失。

(2)施工場地防治區

本工程臨時施工場地占地面積0.08 hm2。臨建設施占地主要包括：材料堆放。施工期間，在場區內設置臨時排水設施，以排泄場區內的施工排水產生徑流。在主體工程結束后，為減少因工程建設產生的水土流失，及時拆除臨時建筑物，清除場地中的建筑垃圾及雜物，并進行土地平整，平整面積為0.072 hm2。在土地平整的基礎還原耕地。

2.2.4 臨時堆料場防治區

工程回填所用的土石方先堆放于臨時堆料場。臨時堆料場位于臨時施工場地旁，占地面積為0.072 hm2，地類為耕地。棄渣平均堆高為0.5 m，邊坡比為1∶1。

在施工期間，棄渣容易在雨水等外應力的作用下產生水土流失，故本次水土保持設計主要采取臨時防護措施，以防止水土流失的產生。具體措施為填土草袋護坡和尼龍編制網覆蓋。經計算，共需填土草袋300個，尼龍編制網1500 m2。

施工結束后，對臨時堆料場采取平整還原為耕地。

3 結論

根據以上預測，阜蒙縣2016年小型農田水利項目新增水土流失量擾動前為1.55 t，擾動后增加為3.96 t，工程建設過程中，在不采取任何水土保持措施的情況下，可能產生水土流失量為3.96 t，新增水土流失量2.41 t。

針對上述結果，本項目水土保持措施設計以植物措施和臨時措施為主，堅持因地制宜、因害設防，通過綜合治理，使阜蒙縣2016年小型農田水利項目建設產生的新增水土流失得到有效控制：主體工程區水源井周圍采用漿砌磚進行砌筑固化；施工場地防治區內設置臨時排水設施，及時拆除臨時建筑物，清除場地中的建筑垃圾及雜物，并進行土地平整；臨時堆料場防治區采取填土草袋護坡和尼龍編制網覆蓋臨時防護措施。