水庫工程水土保持措施及效益分析

劉軍 梁文娟

摘 要：水庫建設(shè)具有占地范圍廣、擾動土地面積大、地形地貌復(fù)雜、水土流失危害大等特點(diǎn)，本文以七星關(guān)區(qū)某水庫工程建設(shè)為例，針對項(xiàng)目建設(shè)過程中新增水土流失特征，在綜合分析評價主體工程設(shè)計的水土保持工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，把握本工程水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域，建立一套以水土保持工程措施和植物措施相結(jié)合的完整的生態(tài)恢復(fù)體系。通過有效落實(shí)提出的各項(xiàng)水土保持措施，到設(shè)計水平年，建設(shè)區(qū)防治目標(biāo)與治理結(jié)果均滿足相關(guān)規(guī)范要求，設(shè)計方案具有較高的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。

關(guān)鍵詞：水庫工程;水土保持;防治目標(biāo);防治措施

Abstract： Reservoir construction has the characteristics of wide land occupation， large disturbed land area， complex topography， and great harm of soil erosion. Taking a reservoir project in Qixingguan district as an example， this paper analyzed and evaluated the key areas of soil erosion prevention and control of the project on the basis of comprehensive analysis and evaluation of the soil and water conservation project of the main project， a complete ecological restoration system should be established by combining soil and water conservation engineering measures with plant measures. Through the effective implementation of the proposed soil and water conservation control measures， by the design level year， the control objectives and control results of the construction area meet the requirements of relevant specifications， and the design scheme has high technical feasibility and economic rationality.

Keywords： reservoir project; water and soil conservation; preventive goals; preventive measures

1 工程概況

七星關(guān)區(qū)某水庫位于七星關(guān)區(qū)放珠鎮(zhèn)木桶溝村境內(nèi)，所在河流布羅溝屬于烏江水系六沖河流域左岸二級支流，壩址處地理坐標(biāo)為東經(jīng)104°55′42″，北緯27°15′45″。

水庫壩址以上集水面積15.3 km2，水庫正常蓄水位1 495.00 m，總庫容139萬m3。工程等別為小（1）型，工程等別為Ⅳ等，水庫樞紐工程由混凝土面板堆石壩、右岸開敞式溢洪道、取水兼導(dǎo)流隧洞等組成。

2 防治分區(qū)

根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)和防治措施布局原則，水土保持措施體系由大壩樞紐工程區(qū)、輸水工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、道路區(qū)、料場區(qū)、棄渣場區(qū)、水庫淹沒區(qū)7個防治區(qū)的治理措施組成。

針對項(xiàng)目建設(shè)過程中新增水土流失特征，在綜合分析評價主體工程設(shè)計的水土保持工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，把樞紐工程區(qū)、輸水工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、道路區(qū)、料場區(qū)、棄渣場區(qū)作為本工程水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域，分區(qū)見表1。

3 水土流失執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等級及防治目標(biāo)

3.1 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等級

本項(xiàng)目屬建設(shè)類項(xiàng)目，工程建設(shè)涉及烏江赤水河上游國家級水土流失重點(diǎn)治理區(qū)[1]，且項(xiàng)目位于貴州省省級水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。根據(jù)項(xiàng)目所在地水土流失防治區(qū)和區(qū)域水土保持生態(tài)功能的重要性等[2-3]，確定本工程水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行建設(shè)類項(xiàng)目一級防治標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計水平年的一級防治標(biāo)準(zhǔn)等級為：水土流失治理度97%，土壤流失控制比0.85，渣土防護(hù)率92%，表土保護(hù)率95%，林草植被恢復(fù)率96%，林草覆蓋率21%[4]。

3.2 防治目標(biāo)

項(xiàng)目區(qū)以水力侵蝕為主，屬輕、中度侵蝕區(qū)。根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50434—2018），土壤流失控制比在輕度侵蝕為主的區(qū)域不小于1。對部分防治目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，結(jié)果見表2。

4 措施總體布局

4.1 水土流失防治措施體系

結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)和防治措施布局原則，水土流失防治措施體系由大壩樞紐工程區(qū)、輸水工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、道路區(qū)、料場區(qū)、棄渣場區(qū)、水庫淹沒區(qū)治理措施組成。根據(jù)對主體工程設(shè)計的水土保持工程內(nèi)容，以及水土流失預(yù)測結(jié)果，建立以水土保持工程措施、植物措施、臨時措施相結(jié)合的防治措施體系，最大限度地減少水土流失量[5]。

4.2 水土流失防治措施總體布局

針對項(xiàng)目建設(shè)過程中新增水土流失特征，在綜合分析評價主體工程設(shè)計的水土保持工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，把樞紐工程區(qū)、輸水工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、道路區(qū)、料場區(qū)、棄渣場區(qū)作為本工程水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域，建立以水土保持工程措施和植物措施相結(jié)合的生態(tài)恢復(fù)體系。各分區(qū)水土流失防治措施體系總體布局見表3。

5 防治效果、效益分析

5.1 設(shè)計水平年防治效果

水土保持效益分析遵循“生態(tài)效益及社會效益優(yōu)先”的原則。本工程將對比分析水土保持措施實(shí)施前后水土流失及生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，通過量化指標(biāo)，如擾動土地整治率、水土流失總治理度、攔渣率、植被恢復(fù)系數(shù)等，著重分析水土保持措施實(shí)施后產(chǎn)生的生態(tài)效益和社會效益。根據(jù)工程布置情況，工程實(shí)施后的分區(qū)防治面積匯總見表4。

第一，水土流失治理度。計算公式為：

[水土流失總治理度=水土流失防治面積建設(shè)區(qū)水土流失面積] （1）

水土流失防治面積為18.70 hm2，其中工程措施面積9.92 hm2，植物措施面積8.78 hm2;建設(shè)區(qū)水土流失面積為18.92 hm2。將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（1），得出水土流失治理度為98.84%。

第二，土壤流失控制比。計算公式為：

[土壤流失控制比=容許土壤流失量治理后平均土壤流失量]? ? ? ? （2）

式中的項(xiàng)目區(qū)容許土壤流失量為500.00 t;方案實(shí)施后土壤流失量為455.00 t。將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（2），得出水土流失控制比為1.10。

第三，渣土防護(hù)率。計算公式為：

[渣土防護(hù)率=實(shí)際攔渣量棄渣總量×100%=23.1023.82×100%=97%]? ? ? ? ? （3）

項(xiàng)目建設(shè)共棄方23.82萬m3，項(xiàng)目通過實(shí)施水土保持措施后，渣土防護(hù)率能夠達(dá)到97%以上。

第四，表土保護(hù)率。計算公式為：[表土保護(hù)率=表土保護(hù)量擾動表土量×100%]? ? ? ? ? ? ? ?（4）

表土保護(hù)工程量為5.71萬m3，擾動表土工程量為5.71萬m3。將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（4）得出，表土保護(hù)率為100.00%。

第五，林草植被恢復(fù)率。計算公式為：[林草植被恢復(fù)率=林草植被恢復(fù)面積可恢復(fù)植被面積×100%]? ? （5）

植物措施面積為8.78 hm2;可恢復(fù)植被面積為9.00 hm2。將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（5），得出林草植被回復(fù)率為97.56%。

第六，林草覆蓋率。計算公式為：[林草覆蓋率=林草總面積建設(shè)區(qū)面積×100%]? ? ? ? ? （6）

林草總面積為8.78 hm2;建設(shè)占地面積為29.42 hm2（不含水庫淹沒區(qū)）。將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（6），得出林草覆蓋率為29.84%。防治目標(biāo)與治理結(jié)果對照結(jié)果見表5。

5.2 效益分析

5.2.1 水土保持減沙效益。通過水土保持措施的實(shí)施，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)擾動土地面積得到全面綜合治理，工程水土流失及棄渣得到有效防治，項(xiàng)目區(qū)的土壤侵蝕強(qiáng)度減少到區(qū)域土壤容許流失強(qiáng)度值以下[6]。

5.2.2 生態(tài)效益。第一，新增水土流失量得到了有效控制。經(jīng)預(yù)測，本工程建設(shè)擾動地表面積29.42 hm2，若不采取任何水土保持措施，可能造成的水土流失量為2 444.98 t。通過實(shí)施工程措施和植物措施，如修建截水溝、排水溝、沉沙池、擋渣墻、土地整治、空閑地綠化、林草恢復(fù)等，項(xiàng)目區(qū)的土壤侵蝕強(qiáng)度減少到原地貌侵蝕強(qiáng)度以下。因此，實(shí)施本水土保持措施后，能有效控制工程性水土流失，產(chǎn)生較好的保土蓄水等效益。

第二，改善責(zé)任范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境。項(xiàng)目區(qū)處于西南巖溶區(qū)，通過實(shí)施林草措施，項(xiàng)目區(qū)水土流失得到有效治理，土地利用結(jié)構(gòu)得到合理調(diào)整。隨著林草面積的擴(kuò)大，既涵養(yǎng)水源，又遏制水土流失，減少了污染，綠化美化環(huán)境，促進(jìn)了項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善和良性循環(huán)。

5.2.3 社會效益。水土保持方案實(shí)施后，一是減少了工程建設(shè)對環(huán)境的破壞，使項(xiàng)目區(qū)得到綠化、美化，生態(tài)環(huán)境得到了有效保護(hù)和改善，體現(xiàn)出水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)與生產(chǎn)建設(shè)工程同步發(fā)展，創(chuàng)建生態(tài)優(yōu)先、社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目;二是項(xiàng)目建設(shè)區(qū)及周邊地區(qū)的坡面排水能力增強(qiáng)，抵御自然災(zāi)害的能力提高，使當(dāng)?shù)厝罕娛芤?三是項(xiàng)目區(qū)水土流失得到有效控制，保障主體工程的安全運(yùn)營。

6 結(jié)論

①該水庫工程選址無法避讓國家級水土流失重點(diǎn)防治區(qū)及生態(tài)脆弱區(qū)，存在一定的制約因素，但通過控制施工擾動范圍、提高防治標(biāo)準(zhǔn)、布設(shè)完善的水土保持措施后，可控制項(xiàng)目建設(shè)場址的制約性因素，項(xiàng)目建設(shè)不存在限制工程建設(shè)的水土保持制約性因素，項(xiàng)目建設(shè)可行。

②通過對本工程建設(shè)可能造成的水土流失情況進(jìn)行分析，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)的自然地理?xiàng)l件，水土保持方案提出的各項(xiàng)水土流失防治措施得到落實(shí)后，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)的原有水土流失得到基本治理，新增水土流失得到有效控制，生態(tài)得到最大限度的保護(hù)，環(huán)境得到明顯改善，水土保持設(shè)施安全有效，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計水平年的防治目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱春波，李世鋒，徐小燕.國家級水土流失重點(diǎn)防治區(qū)重點(diǎn)范圍劃分的探析[J].浙江水利科技，2017（1）：23-24.

[2]焦燕，鞠永梅.水土保持生態(tài)服務(wù)功能評價方法[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2014（7）：78-79.

[3]楊文勇.水土保持生態(tài)服務(wù)功能及其價值探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（8）：158.

[4]董飛飛，康玲玲.水土保持設(shè)施驗(yàn)收階段防治指標(biāo)計算參數(shù)獲取方法探討[J].中國水土保持，2011（7）：7-9.

[5]顧豪.融水縣融水二橋及連接線工程水土流失預(yù)測及防治措施[J].廣東科技，2012（9）：87-88.

[6]湯立群，陳國祥.水土保持減水減沙效益計算方法研究[J].河海大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1999（1）：79-84.