中低山區防洪治理工程水土流失防治措施探討

［摘要］ 以凌源市青龍河（東營子—虎頭石段）防洪治理工程為例，分析了工程建設過程中的水土流失影響因素。項目區水土流失預測結果表明：建設期為防治重點時段；主體工程區、施工道路區是水土保持監測的重點區域；工程造成的水土流失具有點線面結合的特點；工程土石方調配應遵循“挖移作填”的原則，實現土石方平衡。根據預測結果，針對項目區4個水土流失防治分區，建議采取工程措施與植物措施、永久措施與臨時措施相結合，重點時段和重點區域的進度控制與施工時序相結合，項目建設與水土流失防治相結合的水土流失防治體系。

［中圖分類號］ S157[文獻標識碼] ADOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.08.009

［引用格式］ 李亞娟.中低山區防洪治理工程水土流失防治措施探討[J].中國水土保持，2024（8）：32-35.

綠水青山就是金山銀山，是習近平總書記2005年8月在浙江湖州安吉考察時提出的科學論斷。水土保持是江河保護治理的根本措施，是生態文明建設的必然要求[1]。優化河道治理水土保持工作是發揮河道應有效能、保護河流生態系統的重要舉措[2]。凌源市青龍河（東營子—虎頭石段）防洪治理工程（以下簡稱“青龍河防洪治理工程”）項目區位于遼寧省凌源市青龍河流域，屬于生態脆弱地區，水土流失嚴重，因防洪需求，存在無法避讓水土流失重點治理區的制約性因素，故項目建設需提高水土流失防治標準，優化施工工藝，采取減少擾動等水土流失綜合防治措施，從而在完善防洪工程治理目標的基礎上優化區域生態環境。

1項目區及項目概況

1.1項目區概況

項目區位于青龍河流域，屬燕山山脈，高程291.40～376.50 m，青龍河兩岸地貌為中、低山區的山間河谷地帶，堤線以青龍河河漫灘及沖洪積階地為主，河谷地形大部分較平緩，河床縱比降較大，部分河段曲折蜿蜒。項目區屬北溫帶大陸性季風氣候區，年均降水量461.3 mm，降水主要集中在6—8月，期間降水量占全年降水量的69.4%，年均蒸發量1 974.3 mm，年均氣溫8.3 ℃，降水量、蒸發量年內分配極不均勻，年均風速14.4 m/s，最大凍土深167 cm。項目區土壤類型以褐土為主，成土母質主要是黃土和黃土性沖積物，土壤腐殖質較薄、通透性差、抗沖蝕性弱，表土層厚度0～30 cm，極易發生水土流失。項目區屬華北植物區系向內蒙古植物區系過渡帶，但長期人為干擾導致原始植被被破壞殆盡，現狀植被主要是天然次生林和人工林及其伴生的地被物，植被類型主要為針葉林、針闊混交林、灌叢等，林草覆蓋率約為30%。

1.2項目概況

青龍河防洪治理工程涉及凌源市三道河子鎮、刀爾登鎮、楊杖子鎮3個鄉鎮，治理范圍由上游東營子組至下游虎頭石橋，治理長度28.3 km，涉及青龍河國家保護區和青龍河省級保護區兩個自然保護區。根據自然保護區相關規定，兩個保護區內不設工程措施，采取自然封育。結合流域自身特點、流域開發治理現狀、目前防洪安全存在的問題，依據《防洪標準》（GB 50201—2014），青龍河防洪治理工程設計防洪標準為10 a一遇洪水。主要工程措施有護岸修復工程2處共計2 651 m、新建護岸工程23處共計11 758 m，還有排水涵洞工程、河道清灘工程等。

青龍河防洪治理工程項目區總占地32.02 hm2，其中永久占地7.61 hm2、臨時占地24.41 hm2。項目區涉及江河湖庫水域或灘涂用地，其總占地減去疏浚、拋石護岸、取料等擾動水域面積，可以得到項目區水土流失防治范圍為15.83 hm2，其中主體工程區5.65 hm2、施工道路區9.10 hm2、臨時堆土場區0.64 hm2、堆料場區0.44 hm2。項目建設期土石方挖方量37.13萬m3，填方量37.13萬m3，無棄方。

2項目區水土流失現狀及影響因素

2.1水土流失現狀

項目區屬于北方土石山區，根據《土壤侵蝕分類分級標準》（SL 190—2007），項目區容許土壤流失量為200 t/（km2·a）。土壤侵蝕形式以水蝕為主，侵蝕強度以中度為主，多年平均侵蝕模數為3 570 t/（km2·a）。項目區屬于國家級水土流失重點治理區和遼寧省水土流失重點治理區。工程占地類型為林地、水域及河灘地，工程擾動區域內無水土保持設施。

2.2水土流失影響因素

工程建設過程中，土石方挖填作業等施工活動，使原地貌、植被抗侵蝕力降低或消失，土壤侵蝕劇增。項目區的水土流失影響因素：①侵蝕營力。項目區土壤侵蝕主要為水力侵蝕。②抗侵蝕力。項目建設導致土壤抗侵蝕力減弱，加劇了土壤侵蝕。抗侵蝕力主要受地形地貌、地面物質組成和結構，以及植被類型、結構和覆蓋度影響，在無人為干擾情況下，抗侵蝕力基本保持不變。在項目建設過程中，地表物質、地形地貌、地表植被等遭受人為破壞和干擾，與原地貌及其組成物質相比，土壤結構松散，地表植被大面積減少或完全消失，抗侵蝕力減弱，加劇了土壤侵蝕。

3水土流失預測

3.1預測單元

根據工程施工進度、施工特點及擾動地表程度，結合項目區水土流失現狀，預測范圍為因項目建設而造成擾動破壞并產生水土流失的區域。根據占地類型及工程布局、施工組成、擾動特點、水土流失影響程度及地貌特征，將項目區劃分為主體工程區、施工道路區、臨時堆土場區、堆料場區4個預測單元，水土流失面積為15.83 hm2。

3.2預測時段

預測時段為項目建設全過程，包括工程建設期和自然恢復期。

工程建設期自2020年10月至2021年6月，此階段施工活動和擾動原地貌的活動主要集中在主體工程區、施工道路區等重點部位，土石方開挖、回填等施工活動集中進行，必然破壞原地表植被，擾動原來相對穩定的土體結構，使土體抗蝕能力下降，導致工程區內原地貌蓄水保土功能降低或喪失，并為水土流失提供了大量松散堆積物，是水土流失重點發生時段和預測的重點。預測時段不是簡單套用工期，而是根據施工工期按最不利情況考慮，即超過雨季長度按全年計算。

自然恢復期是在工程施工結束后，在不采取水土保持措施的情況下，松散裸露土壤表面趨于穩定，植被逐步恢復，土壤侵蝕強度減弱并接近原背景值。根據項目區氣候特點、植被生長狀況、土地類型及有關技術標準，確定自然恢復期為5 a。

3.3土壤侵蝕模數

1）建設期的土壤侵蝕模數。根據《遼寧省土壤侵蝕定量研究》成果，各功能區建設期的土壤侵蝕模數取值為2 316 t/（km2·a）

2）自然恢復期的侵蝕模數。植被逐漸恢復后第一年、第二年、第三年、第四年和第五年的侵蝕模數分別取建設期的90%、85%、80%、75%、70%，即2 084、1 969、1 853、1 737、1 621 t/（km2·a）。

3.4預測結果

項目區以水力侵蝕為主， 李亞娟：中低山區防洪治理工程水土流失防治措施探討水土流失預測以原生地貌土壤侵蝕模數為基數，采用式（1）計算各個預測單元不同預測時段內的水土流失量和增量。

通過分析項目建設期和自然恢復期的水土流失影響因素，根據式（1），預測總水土流失量為1 792.93 t，總新增水土流失量為358.97 t。其中：建設期水土流失量為366.55 t，新增水土流失量為125.89 t；自然恢復期水土流失量為1 426.38 t，新增水土流失量為233.08 t。由預測結果可得出：①依據建設期每年新增水土流失量大于自然恢復期，確定防治重點時段為建設期。②主體工程區、施工道路區是新增水土流失量較大的區域，必須制定切實可行的工程、植物及臨時措施，對可能造成土壤流失地段進行有針對性的治理，同時這些區域也是水土保持監測的重點區域。③項目區護岸工程、排水涵洞工程等沿河道走向布置，施工道路區、堆土場區及堆料場區呈點狀分布，因此施工造成的水土流失具有點線面結合的特點[3]。④工程土石方調配遵循“移挖作填”原則實現土石方平衡、無棄方產生，但開挖過程中若不采取有效的水土保持措施，則在暴雨作用下容易形成土壤侵蝕，并極易造成河道淤積。

4水土流失防治措施布設

針對水土流失預測結果，本著因地制宜、因害設防、全面布局、科學配置等原則布設水土流失防治措施。根據水土流失防治分區做到工程措施與植物措施、永久措施與臨時措施相結合；確定重點時段和重點區域，綜合防治，盡量避開雨季、大風天氣施工，進度控制與施工時序相結合；項目建設與水土流失防治相結合，形成科學完整的水土流失防治體系，最大限度地減少水土流失，保持區域生態環境相對穩定。該工程的水土流失防治分區主要包括主體工程區、施工道路區、臨時堆土場區、堆料場區，水土保持措施與主體工程同時施工，各分區水土保持措施如下：

4.1主體工程區

主體工程區包括護岸工程區和排水涵洞工程區，其中護岸工程區新建石籠護岸23處，占地面積5.63" hm2，排水涵洞工程區占地面積0.02 hm2。該區主要為護岸工程開挖、回填、砌筑等，地表擾動強度高，是產生水土流失的主要區域，因此采取了表土剝離、表土回覆等措施，同時土石方開挖、填筑應盡量避開大雨和大風天氣施工，合理安排施工時序，還在新建護岸工程沿線道路、農田、居民點布置了臨時攔擋措施。

4.1.1護岸工程區

1）工程措施。一是表土剝離。施工前對林地和部分河灘地進行表土剝離，剝離面積5.63 hm2，平均剝離厚度0.3 m，共剝離表土1.69萬m3。二是表土回覆。剝離表土分段集中堆放，待施工結束后用于石籠直墻墻頂及護岸綠化覆土。該區表土回覆面積3.65 hm2，平均覆土厚度0.5 m，共計覆土1.83萬m3。

2）植物措施。主體工程設計在石籠直墻墻頂及護岸后1 m和石籠斜墻護坡處覆土栽植紫穗槐，共栽植102.42萬株。

3）臨時措施。編織袋攔擋（新增）。主體工程治理線路較長，且沿線涉及的村莊較多，為減少水土流失及其造成的不利影響，在新建護岸沿線道路、農田、居民點布置臨時攔擋措施，攔擋形式采用編織袋裝土，該區共布置編織袋臨時攔擋長1 500 m。

4.1.2排水涵洞工程區

1）工程措施。一是表土剝離。為保護珍貴的表土資源，施工前對該區進行表土剝離，剝離面積0.02 hm2，平均剝離厚度0.3 m，共剝離表土60 m3。二是表土回覆。施工結束后對該區基礎開挖臨時占地進行表土回覆，回覆面積0.01 hm2，共回覆表土60 m3。

2）臨時措施。排水涵洞工程區緊鄰河道，且基礎開挖料需臨時堆放于施工作業面空閑處，為防止土石料堆放期間水土流失直接對河道水域造成影響，在堆料下游側布設臨時攔擋，攔擋形式采用編織袋裝土，該區共布置編織袋臨時攔擋84 m。

4.2施工道路區

施工道路區車輛頻繁進出，地表擾動強度高。主體工程新建臨時施工道路8段，總長13 km、寬7 m，占地總面積9.1 hm2，占地類型為河灘地。采取的具體水保措施主要為施工前表土剝離，施工過程中道路臨時攔擋，施工結束后擾動跡地表土回覆及植被恢復。

1）工程措施。一是表土剝離（新增）。為保護珍貴的表土資源，施工前對該區進行表土剝離，面積9.1 hm2，平均厚度0.2 m，剝離表土1.82萬m3。剝離的表土就近堆存于附近的臨時堆土場內，待項目施工結束后用于綠化覆土。二是表土回覆（新增）。施工結束后對施工臨時道路進行表土回覆，回覆面積9.1 hm2，回覆厚度0.2 m，共回覆表土1.82萬m3。

2）植物措施（新增）。覆土后對該區采用灌草結合綠化，灌木選擇紫穗槐，草種選擇叢生隱子草。紫穗槐株行距1 m×1 m，共栽植紫穗槐9.10萬株，草種撒播量60 kg/hm2，撒播草籽9.1 hm2共546 kg。

3）臨時措施（新增）。工程施工道路現狀地形大部分較為平緩，且施工安排在非汛期，而項目區非汛期干旱少雨，因此施工道路旁不設排水溝。在道路沿線有農田或挖方段的設置臨時攔擋，攔擋形式采用編織袋裝土，該區共布置編織袋臨時攔擋2 600 m。

4.3臨時堆土場區

臨時堆土場區均位于各施工段堤外平緩區域。該區水土保持措施包括施工前表土剝離，施工期間場區臨時攔擋、苫蓋，施工結束后跡地表土回覆及植被恢復。項目區共布設8處臨時堆土場區，占地面積0.64 hm2。

1）工程措施（新增）。施工結束后，對該區進行土地平整，平整面積0.64 hm2。

2）植物措施（新增）。經平整后對該區采用灌草結合綠化，綠化面積0.64 hm2。灌木選擇紫穗槐，草種選擇叢生隱子草。

3）臨時措施（新增）。臨時堆土場區布置在河道外灘地，距河道較近，為防止堆放的表土散溢進入河道，影響河道下游水質，在臨時堆土場區周圍布設編織袋臨時攔擋，并用彩條布進行苫蓋。該區共布設編織袋臨時攔擋1 600 m、彩條布苫蓋6 400 m2。

4.4堆料場區

堆料場區緊臨堆土場區，其水土保持措施包括施工期間場區苫蓋、周邊臨時攔擋，施工結束后的跡地土地整治和綠化。堆料場區主要用于石籠砌筑所需石方及網片臨時堆存，項目區共設置8處堆料場區，占地面積為0.44 hm2。

1）工程措施。土地平整（新增）。施工結束后，對該區進行土地平整，平整面積0.44 hm2。

2）植物措施（新增）。平整后對該區采用灌草結合綠化，灌木選擇紫穗槐，草種選擇叢生隱子草。

3）臨時措施（新增）。在堆料場區四周布設臨時攔擋，攔擋形式采用編織袋裝土。該區共布置編織袋臨時攔擋810 m。

5水土保持監測

水土保持監測是水土保持生態建設的基礎性工作，開展水土保持監測可及時掌握項目區水土流失形成過程、發生時段、強度和空間分布情況，了解水土流失情況，為水土保持措施的實施提供依據。該項目水土保持監測范圍為水土流失防治責任范圍即項目建設區范圍15.83 hm2。根據主體工程建設進度和水土保持措施實施進度安排，為保證監測的實時、快速、準確，水土保持監測應與主體工程同步進行，以及時了解和掌握工程建設中的水土流失狀況。該項目共布設10個監測點，其中主體工程區4個、施工道路區3個、臨時堆土場區2個、堆料場區1個。該項目監測時段為2020年10月至2021年6月。

6結束語

針對中低山區水土流失影響因素，根據水土流失量預測結果，采取了工程、植物、臨時措施相結合的水土流失防治措施體系和布局，并做好項目區水土保持監測工作。水土保持措施實施后，項目區水土流失治理度達到98.5%，土壤侵蝕模數為190 t/（km2·a），土壤流失控制比達到1.05，林草覆蓋率達到43.25%，實現了水土流失防治目標，各建設分區全部采取了植物措施，在滿足防洪工程防洪要求的基礎上充分體現了生態性原則，推進了水土保持生態文明建設。

[參考文獻]

[1] 曾紅娟，史明昌，陳勝利，等.開發建設項目水土保持監測指標體系及監測方法初探[J].水土保持通報，2007，27（2）：95-98.

[2] 趙曉坤.河道治理工程中水土保持防治措施探析[J].陜西水利，2020（3）：129-130，134.

[3] 李迎春.河道治理工程的水土流失特點及防治措施[J].山西水土保持科技，2022（1）：48-51.

收稿日期： 2023-12-15

基金項目： 凌源市青龍河（東營子—虎頭石段）防洪治理工程項目（2020-211382-76-01-095020）

第一作者： 李亞娟（1976—），女，遼寧凌源人，高級工程師，學士，主要研究方向為河道治理、水土保持及工程管理。

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（責任編輯李楊楊）