荔波县尧柳水库工程水土保持方案设计分析

陈 龙

(荔波县水利局,贵州 黔南州 558400)

1 工程概况

尧柳水库坝址以上流域集雨面积为18.5 km2，多年平均径流量1 622万m3，多年平均流量为0.51 m3/s.工程主要任务是乡镇供水，兼顾下游农业灌溉及瑶庆工业聚集区的工业供水.水库校核洪水位700.41 m，总库容907万m3，兴利库容734.80万m3，工程等别为Ⅳ等，规模为小型.水土流失防治责任范围总面积85.87 hm2，其中，建设区占地面积70.50 hm2(包括水库淹没区43.94 hm2)，直接影响区面积15.37 hm2.水土流失防治标准执行建设类项目一级标准.

2 水土流失预测

2.1 水土流失预测范围和时段

根据主体工程布置、施工扰动特点、施工工艺、施工时序、下垫面等条件，经对水土流失重点地段重点详细调查[1-2]，确定水土流失预测范围包括枢纽工程区、供水管线区、弃渣场、料场区等.建设期2014年7月～2017年4月，预测时段按最不利情况考虑，超过雨季(4月～10月)按1年计，不超过雨季长度的按雨季比例计；植被自然恢复期需2年.

2.2 土石方平衡分析

根据施工期土石方开挖回填以及表土剥离堆放、利用调配情况，项目建设共开挖土石方量27.80万m3(包括表土剥离3.12万m3，在土石方平衡图表中作为弃方量)，回填利用土石方量12.16万m3，弃方15.64万m3(包括用于土地复耕及绿化覆土剥离的表土3.12万m3).严格遵循了“先拦后弃、先排后挖、剥离先行”的原则[3]，土石方需进行合理的调配，就近“移挖作填”，减少了土方的开挖回填量.

2.3 水土流失预测结果

项目建设过程中，除开挖的弃土、弃渣产生的流失外，开挖过程中还存在因扰动地表，土壤侵蚀加剧，侵蚀强度提高，形成一定的流失量[4].针对主体工程布置、施工组织及施工工艺设计，产生弃土、弃渣及水土流失的特点，结合自然地理状况调查分析，预测结果如下：

(1)工程施工准备期及建设期水土流失预测

工程在建设期扰动面积为26.43 hm2，原地貌水土流失量为116.90 t，扰动后可能造成水土流失总量为1 275.90 t，可能造成新增水土流失量为1 159.01 t.

(2)自然恢复期水土流失预测

自然恢复期水土流失面积为17.33 hm2，原地貌水土流失量为154.25 t，若不采取措施，可能造成水土流失总量为579.86 t，自然恢复期新增水土流失量为425.61 t.

(3)水土流失总量及新增水土流失量

建设期扰动面积26.43 hm2，水土流失总量271.15 t，造成水土流失总量1 855.76 t，新增水土流失量1 584.61 t.土石方开挖总量36.93万m3，回填9.87万m3，弃方量27.06万m3.

3 水土保持防治目标及措施

3.1 防治目标

根据项目多年平均降雨量、原地表平均土壤侵蚀强度与基准值地区的差异情况，确定防治目标值[5]，即：扰动土地整治率95%，水土流失总治理度975%，土壤流失控制比1.0，拦渣率955%，林草植被恢复率99%，林草覆盖率27%.

3.2 主要防治区的水土保持措施

3.2.1 枢纽工程区

(1)工程措施

为防止坡面集水对坝边的冲刷，需在大坝的左右两侧布设截水沟，根据图上量测，需布置断面0.3 m×0.3 m 截水沟长350 m.考虑0.10 m的安全超高.最终断面确定为0.4 m×0.3 m.采用M7.5 浆砌石砌筑，厚度为0.3 m，过水断面采用M10水泥砂浆抹面，厚2 cm.截水沟长350 m.土方开挖98 m3，石方开挖42 m3，M7.5浆砌石84 m3，C10混凝土14 m3，M10水泥砂浆抹面210 m2.

(2)植物措施

坝区占地面积2.30 hm2，占地类型为林地、水域；溢洪道区占地面积0.05 hm2，占地类型林地.为削减开挖边坡对生态景观的影响，达到绿化覆盖坡面目的，在大坝坡脚布设砖砌土槽，以株距1 m 栽植攀援植物爬山虎，种植长度约60 m；在大坝和溢洪道裸露地表直播三叶草.

(3)临时措施

为防止开挖边坡、临时堆土等在雨季受到侵蚀和场内积水影响施工，利用开挖土方装袋搭建临时挡墙[6].临时土袋拦挡错缝堆砌，搭建成顶宽0.5 m、高1 m 的矩形断面.坝区需临时土袋拦挡152 m，临时土袋76 m3；溢洪道需临时土袋拦挡30 m，需临时土袋15 m3.

3.2.2 供水管线区

供水管线区包括总干管区、甲介干管和比鸠干管，占地面积5.75 hm2主要为耕地和林地，其中占用耕地2.99 hm2(埋管长度为6.02 km)，占用林地2.76 hm2(埋管长度5.55 km).

(1)工程措施

该区占地类型主要为水田和有林地，可剥离面积为3.64 hm2(耕地1.79 hm2，剥离厚度0.4 m，林地1.85 hm2，剥离厚度0.2 m)，表土资源量为10 860 m3.拟采用机械施工，在场地平整前剥离表土10 860 m3，用于后期复耕、覆土绿化土料来源，堆放于管道一侧.

占用耕地(2.99 hm2)和占用林地(2.76 hm2)，其土地整治包括土方回填和土壤松翻两部分.土方回填：主要是沟槽开挖对临时占用的耕地进行复耕.其中，占用耕地其回填整治面积1.79 hm2，平均覆土厚度0.4 m，共覆土7 160 m3.土壤松翻耕面积1.20 hm2，平均翻耕0.3 m 深，共开挖3 600 m3；占用林地其回填整治面积1.85 hm2，平均覆土厚度0.2 m，共覆土3 700 m3.翻耕面积0.91 hm2，平均翻耕0.1 m深，共开挖910 m3.

(2)植物措施

供水管施工将对两侧原地貌造成一定程度的破坏.待工程施工结束后，将对该区裸露地表进行种草，草种选择三叶草,其草种：30 kg/hm2,种草面积2.75 hm2,种草82.50 kg.

(3)临时措施

对裸露面积较大的开挖过坡进行覆盖塑料薄膜，减轻雨水对坡面的溅蚀[7].在覆盖过程中，间隔一定距离进行占压，需2 000 m2防雨布.临时排水沟布置在山坡开挖土石边沟，对坡面汇流较大坡面截排，设计为梯形断面，上口宽0.60 m，下底宽0.3 m，高0.3 m，边坡比1 ∶0.5，需开挖800 m临时拦水沟.临时土袋拦挡与坝区结构相同，约1 500 m，需临时土袋750 m3.

3.2.3 弃渣场区

拟定弃渣场占地面积4 hm2，堆到614 m 高程能容纳弃渣25.72万m3弃渣.需集中堆放的弃渣17.05万m3(自然方)，其中土方2.07万m3，石方14.98万m3.松散系数按1.33 算，松土方为2.75万m3，松石方22.92万m3，总弃方为25.67万m3，弃渣场能够满足弃渣需要.

(1)工程措施

有挡土墙480 m，截水沟1 170 m，表土剥离3.90 hm2，沉沙池4 座，土地整治3.90 hm2.挡土墙采用重力式浆砌石挡墙，墙高3 m(含基础1 m)，墙长480 m，底宽2.7 m，顶宽0.7 m.设排水孔为预埋Φ75 mmPE 排水管，排水孔水平间距为3 m，排水孔靠渣体侧设碎石反滤层.挡土墙水平方向每隔10 m 设置一道伸缩沉降缝，缝宽2 cm，采用沥青木板卡塞.基础开挖土方907 m3，石方开挖389 m3，M7.5 浆砌石2 448 m3，PE管272 m，碎石反滤层7 m3.挡土墙滑移稳定性Ks= 1.726>1.300，倾稳定性覆Kt=4.699>1.500，地基平均承载83.95 kPa<200.00 kPa，满足规范要求.渣体边坡稳定系数正常运用工况为1.259，非正常运用工况为1.352，均大于规范允许系数1.15和1.08的要求.渣体边坡1 ∶2 时，渣面稳定系数具有一定富余度，满足弃渣稳定要求.截水沟长1 170 m，土方开挖622 m3，石方开挖267 m3，M7.5浆砌石429 m3，C10 混凝土68 m3，M10 水泥砂浆抹面1 190 m2.沉沙池为2.0 m×1.5 m×1.5 m(长×宽×高)，底板0.4 m 厚，侧墙为0.4 m 厚M7.5 浆砌石，内墙采用砌石砌筑，内、外墙均采用M7.5水泥砂浆抹面.

(2)植物措施

弃渣场占地主要为灌木林地，弃渣前需进行表土剥离收集，耕地表土剥离厚度按0.2 m，剥离面积3.90 hm2，剥离表土7 800 m3.弃渣结束后土地整治面积为3.90 hm2.树种选择剌槐，种植时采用坑植，行间距为3 m×3 m，挖坑规格为50 cm×50 cm，林下撒播种草，草种选择三叶草.剌槐1 111 株/hm2，草种撒播密度30 kg/hm2，植被恢复面积3.90 hm2，剌槐4 334株，草籽117 kg.

(3)临时措施

为了防治雨水冲刷收集的表土和施工过程开挖面，采取约100m临时土袋拦挡.设计断面为50 cm×100 cm(宽×高)，需临时土袋50 m3.设计表土堆放高度4m，占地约0.20 hm2.为防止养分流失，撒播紫花苜蓿0.2 hm2，撒播密度为30 kg/hm2，撒播种草6 kg.

3.2.4 料场区

3.2.4.1 砂石料场

(1)工程措施

为了防止坡面径流对开采面和临时堆放的覆盖层冲刷，沿上游开采边界布设截水沟600 m,断面为0.4 m×0.3 m(宽×高),采用0.3 m厚M7.5浆砌石砌筑，过水断面采用M10水泥砂浆抹面，厚2 cm.土方开挖196 m3，石方开挖84 m3，M7.5 浆砌石168 m3，C10 混凝土28 m3，M10水泥砂浆抹面420 m2.该区整治面积3.15 hm2，设计覆土厚度为0.1 m，覆表土量为3 150 m3.

(2)植物措施

料场覆土后整地，恢复植被面积3.15 hm2.选择树种刺槐，种植时采用坑植，行间距为3 m×3 m，挖坑规格为50 cm×50 cm，苗木选用1年生、1.5 m 高的裸苗，草种选择狗牙根草.料场的开挖陡坡面，挖坑种植攀缘植物爬山虎，间距1 m 种植，料场开挖留下的陡坡面长约300 m.爬山虎100株/100 m；剌槐1 111株/hm2；草种撒播密度30 kg/hm2；植被恢复面积3.15 hm2；种爬山虎300株，剌槐3 500株，草籽94.50 kg.

(3)临时措施

为防砂石料和临时堆放覆盖层冲刷入河道，在料场下游面布置260 m的50 cm×100 cm(宽×高)临时土袋拦挡，需临时土袋130 m3.同时，为防止雨水冲刷，需用防雨布1 200 m2.

3.2.4.2 临时取土场

(1)工程措施

土料场区占地面积1.07 hm2(计入水库淹没区)，占地类型主要为水田，表土所含的土壤肥力较高，需进行表土剥离，表土剥离厚度平均0.6 m，剥离量为6 370 m3.

(2)临时措施

由于临时取土场是为后期其它施工区域覆土绿化服务，又在水库淹没区内，布置植物措施不合适.根据各区覆土时间不同，根据水土保持措施实施进度，部分表土需提前剥离，为了防止水土流失，考虑在堆放表土区域撒播紫花苜蓿种子0.01 hm2.

3.3 水土保持专项投资

水土保持总投资528万元，其中水土保持工程静态投资514.72万元，损坏水土保持设施补偿费13.28万元.工程投资中，工程措施315.80万元，植物措施7.99万元，临时措施费53.24万元，独立费122.70万元(监理费17.65万元，监测费46.21万元).基本预备费14.99万元.

4 结 论

(1)尧柳水库工程为新建项目，属贵州省水土流失重点预防保护区.建设期土石方开挖回填量较大，通过合理的堆放和调配能有效地减少水土流失，是防治项目水土流失的重点.

(2)工程建设期产生弃渣自然方15.64万m3，若不采取任何水土保持措施的情况下，水土流失总量1 855.75 t，新增流失为1 584.61 t.

(3)工程建设期规划布设由工程措施、植物措施和临时措施等组成的水土流失防治体系.合理可行的以水土保持功能为主的措施布局，能将可能产生的水土流失风险和危害降至最低，满足水土保持要求.

参考文献：

[1] 冯亚耐,李云霞,李振军,等.玉滩水库水土保持措施设计[J].水利水电工程设计,2013(1)：13-14.

[2] 马祥华.浅析开发建设项目主体工程水土保持分析与评价探讨[J].中国水土保持,2011(4):27-28.

[3] 藏海荣,唐德善,王 钧,等.水利开发建设项目水土保持设计研究[J].水利科技与经济,2011(4):53-55.

[4] 陈得阳,王 松.浅议小水库水土保持设计工作[J].治淮,2011(2)：40-42.

[5] 李少鹏,李新旺.双峰寺水库水土保持措施设计[J].水科学与工程技术,2011(2)：58-59.

[6] 张宇华,张春满.沁河河口水库施工道路水土保持方案设计[J].黄河水利职业技术学院学报,2014(1)：21-23.

[7] 吴红斌,余宗文.珊溪水库泥沙灾害事件对水土保持的影响[J].浙江水利水电专科学校学报,2007(4):16-17.