陳田水庫至泗洲水庫引調水工程水土保持措施布設及效益分析

宋恒川

(廣東省交通規劃設計研究院集團股份有限公司，廣州 510000)

1 工程概況

陳田水庫至泗洲水庫引調水工程位于福建省泉州市泉港區境內，為當地七庫連通工程的重要組成部分。該工程從菱溪流域的陳田水庫引水至泗洲水庫，工程等別為IV等，主要由進出口建筑物、渡槽及輸水隧洞組成，輸水線路總長4.20km(其中隧洞長4.17km、渡槽長26m)，總輸水流量1.5m3/s(工程區位見圖1，工程特性見表1)。工程于2020年1月開工，至2021年12月完工，總工期24個月。工程竣工后，泉港區雙水源、雙線路的供水格局得以形成，區域供水安全可靠性得到大幅提高[1]。

該工程屬線性工程，具有施工線路長、土方工程量大、涉水建(構)筑物多等特點。項目總占地面積為8.06hm2(其中永久征地面積為0.57hm2，臨時占地面積為7.49hm2)，施工過程中會不可避免地對原狀地表產生一定程度的擾動和破壞，從而引起建設區域內的水土流失。為全面貫徹落實《中華人民共和國水土保持法》，為水行政主管部門水土保持監督執法、管理及自主驗收工作提供依據，并最大限度地減少水土流失及對生態環境的破壞，因此有必要針對項目建設特點布設相關水土保持措施，并對治理的綜合效益進行分析和評價。

圖1 工程建設區位圖

表1 工程主要特性表

2 水土流失防治分區及防治責任范圍

2.1 防治分區

該工程為線型工程，工程區地貌類型簡單，按照《開發建設項目水土保持技術規范》(GB50433-2008)的要求，依據工程主體工程布局、施工擾動特點、建設時序、自然屬性及水土流失影響等進行水土流失防治分區。通過采用實地調查、資料收集與數據分析相結合等方法，將項目劃分為主體工程區、施工道路區、施工生產生活區和棄渣場區4個一級水土流失防治分區。

2.2 防治責任范圍

根據工程布局、施工特點和《生產建設項目水土保持技術標準》(GB50433-2018)的有關規定，水土流失防治責任范圍即項目建設區(共計8.06hm2)，各分區范圍見表2。

表2 水土流失防治責任范圍面積表 hm2

3 水土流失量預測

3.1 預測目的

根據項目建設特點，對工程施工期間可能造成的水土流失作出預測及評價，主要預測內容包括水土流失強度、流失量、流失形式及對周邊區域的危害性等。通過合理預測，有助于保障項目將來的安全運營和生態環境的良性循環，并為水土措施總體布局提供數據支撐。

3.2 預測時段

水土流失預測從施工準備期開始至水土保持方案服務年末，分為施工期(含施工準備期)和自然恢復期。①施工期為2020年1月-2021年12月，前期施工主要為場地平整和土方挖填，該時段內施工活動頻繁，水土流失量較大；后期施工主要為隧洞襯砌、植被恢復等，水土流失強度相對減弱。②進入自然恢復期后，大規模施工活動基本停止，水土保持措施功能相繼得以發揮，水土流失量得到顯著控制。根據項目區的自然條件及工程特點，參照同類工程建設情況，確定該工程的自然恢復時間為1a。

3.3 預測內容及結果

水土流失預測內容主要包括地表植被和水土保持設施損壞面積、數量及可能引發的新增土壤流失量、原地貌擾動強度，以及水土流失危害等。其中土壤流失量預測方法為定性分析與定量計算相結合。預測結果表明：①工程水土流失類型主要為水力侵蝕；②土方開挖量為37160m3(含表土剝離7650m3)，回填土方量為9809m3(含表土回覆9160m3)，產生棄渣28861m3，外購表土1510m3；③項目建設將產生的水土流失總量為2457t，其中施工期為2384t，自然恢復期為73t。從上述結果可知，施工期水土流失強度較大，該時段應進行重點防治和監測；由于施工道路區和棄渣場區的土方挖填較頻繁，因此應對其實施水土保持常態化監測。

4 水土保持措施布設

4.1 水土流失防治目標

項目區不屬于國家級水土流失重點預防區和重點治理區。根據《福建省水土保持規劃(2016-2030年)》的規定，工程所在地泉港區涂嶺鎮屬福建省沿海省級水土流失重點治理區，故執行建設類項目水土流失一級防治標準。由于工程所在地泉州市多年年均降水量為1761.1mm，故對水土流失總治理度、林草植被恢復率、林草覆蓋率絕對值提高2個百分點；項目區水土流失強度以微度為主，故土壤流失控制比調整為1.0。綜上，修正后的六項防治目標值為：擾動土地整治率為95%，水土流失治理程度為97%，土壤流失控制比為1.0，攔渣率為95%，林草植被恢復率為99%，林草覆蓋率為27%。

4.2 防治措施總體布局

圍繞項目水土流失防治目標，結合水土流失特點和危害程度，水土流失防治措施總體布局為工程措施與植物措施、臨時措施相結合，并構建點、線、面“三位一體”防治措施體系。各防治分區措施布設如下：①主體工程區：在進口建筑物布設臨時排水溝、沉沙池和臨時覆蓋措施，出口建筑物布設排水溝、沉沙池措施。后期對臨時占地進行表土回覆、全面整地和植被恢復等。②施工道路區：在主體工程設計中，已在施工前對占壓的林地進行表土剝離并在永久道路兩側種植行道樹，通過新增施工期的臨時排水溝、臨時表土堆存、沉沙池、無紡布覆蓋及施工后期的表土回覆、全面整地和植被恢復等措施，確保施工道路區的水土得到有效防治。③施工生產生活區：布設施工期臨時排水溝、沉沙池及施工后期的表土回覆、全面整地和植被恢復等措施。④棄渣場區：布設表土剝離、臨時表土堆存、擋渣墻、排水溝、沉沙池、無紡布覆蓋及施工后期的表土回覆、植被恢復等措施。各防治分區水土保持措施布局如表3。

5例患者病程早期胸部CT表現均為雙肺斑片影、小葉間隔增厚(均有不同程度網格狀陰影)、蜂窩樣改變等肺間質纖維化改變；肺部改變逐漸進展。5例患者均出現了ARDS，低氧血癥，氧合指數(PaO2/FiO2)<200 mmHg；其中，3例因呼吸道感染誘發ARDS，2例因肺間質纖維化急性加重誘發ARDS。

表3 水土保持措施總體布局表

4.3 典型措施設計

4.3.1 排水溝

根據《防洪標準》(GB50201-2014)和《生產建設項目水土保持技術標準》(GB50433-2018)的規定，排水溝設計洪水及斷面計算采用以下公式：

坡面洪峰流量確定：

QB=0.278KIF

(1)

排水溝斷面設計：

(2)

式中：QB為坡面最大洪峰流量，m3/s；K為徑流系數；I為設計頻率的1h降雨強度，mm/h；F為匯水面積，km2；A為排水溝過水斷面面積，m2；Q為排洪流量，m3/s；C為流速系數；R為水力半徑，m；j為截(排)水溝溝底比降。

防洪排導工程按10a一遇的洪水重現期設計。結合水文局短歷時暴雨圖集分析，求得項目區短歷時暴雨特征值，10a一遇平均1h降雨強度I=64.28mm，徑流系數K=0.70。根據出水口總體布置情況，臨時排水溝最大匯水面積約F=0.004km2。根據上述公式計算所得坡面最大洪峰流量QB為0.05m3/s。在隧洞出口建筑物周邊設置截面為矩形的排水溝，根據計算流量確定其尺寸為0.3m×0.3m(寬×深)。排水溝出口接沉沙池，沉沙池周圍設置防護欄桿。

4.3.2 沉沙池

4.3.3 擋渣墻

該工程共規劃4處棄渣場，其中2#和3#棄渣場為溝道型棄渣場，1#和4#棄渣場為坡地型棄渣場，總占地面積1.20hm2，棄渣總容量3.30萬m3，工程總棄渣量2.89萬m3。堆渣高度控制在5m以內，堆渣坡比按1∶2.5控制。根據現場地形條件，堆渣前在下游坡腳處設置1m高重力式漿砌石擋渣墻，擋渣墻標準斷面見圖2。經計算可知，擋渣墻能夠滿足抗滑、抗傾覆和地基承載力要求。

圖2 棄渣場擋渣墻標準斷面尺寸圖 (單位：mm)

4.3.4 植物措施

施工結束后，對部分裸露地表覆土后進行植被恢復。其中，主體工程區采用撒播狗牙根和白三葉草籽(1:1混合)恢復植被，撒播密度為100kg/hm2。施工道路區在道路兩側種植行道樹(樹種選擇香樟樹，間距5m)；施工結束后，對永久用地道路兩側進行整地并撒播草籽。施工生產生活區對施工跡地混交種植木荷和馬占相思，株行距為2m×2m，選擇胸徑4cm-6cm的帶土球苗木挖穴種植，土球直徑50cm，種植穴規格為0.7m×0.5m(直徑×深)，并在林下撒播草籽。棄渣場區的1#和4#棄渣場在棄渣前首先進行表土剝離，剝離的表土臨時堆于渣場一角，由于工程施工期超過一年，考慮在無紡布覆蓋前采用臨時撒播草籽措施進行坡面防護。

5 水土防治效益分析

5.1 防治效果分析

根據工程水土保持防治措施設計，結合項目實施期的水土保持監測成果，項目完工后各項防治指標計算詳見表4，與目標值的對比分析見表5。可見，各項防治指標均達到了設計目標值，滿足預期水土保持要求。

表4 各項防治指標計算匯總表

表5 水土流失防治目標與實施后達到情況對比表

5.2 效益分析

1)水土資源的損失和效益：根據主體工程設計，該工程規模較小，水資源消耗僅存在于少量水泥、砂漿等材料的拌制以及構筑物的養護和生活用水。工程建設使用的水資源對當地的生產、生活、生態用水基本沒有影響，不會出現因水資源過量開采、不合理利用而導致生態退化、水土流失加劇等情況。

2)生態環境的損失和效益：主體工程采用地下隧洞引調水形式，大大減少了對地表生態環境的破壞。工程完工后，施工擾動的地表可全部得到治理，項目占地將全部被永久建(構)筑物占壓或被地表植被覆蓋。植物措施發揮效果后，將不會發生輕度以上水土流失。項目建成后對周邊土地、植被無擾動和破壞，對生態環境影響小。

3)社會效益：作為七庫連通工程重要的組成部分，工程實施后將進一步優化陳田水庫至泗洲水庫之間的水資源配置布局，推動區域經濟協調發展。工程所采取的水土保持措施對促進項目區水土保持預防和治理、提高水土保持植物措施配置、保護水土資源、優化主體布局等具有積極作用，可發揮一定的社會效益。

6 結 論

1)項目屬于線性工程，在施工過程中會造成沿線地表擾動，引起一定程度的水土流失。根據工程施工特點，將項目劃分為主體工程區、施工道路區、施工生產生活區和棄渣場區4個一級水土流失防治分區。

2)通過水土流失量預測，項目建設總計引發水土流失總量2457t，其中施工期水土流失總量為2384t，自然恢復期水土流失總量為73t。因此，應重點對施工期進行水土流失防治。

3)圍繞水土流失防治目標，將水土保持工程措施與植物措施、臨時措施有機結合起來，并設計了針對性的典型水土流失防治措施。

4)水土保持效益分析表明，通過實施各項水土保持措施后，各項水土流失防治指標均達到了防治目標值，取得了一定的經濟、生態和社會效益。