焉 岚 严尔梅
(1.丹东市SW水利枢纽及输水工程建设管理局 辽宁 丹东 118000;2.黑龙江省水土保持科学研究所 黑龙江 哈尔滨 150400)
SW水库位于辽宁省丹东市振安区,水库所在爱河流域属辽东山地丘陵区,林草覆盖率59.7%。气候类型为暖温带亚湿润季风型气候,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥。多年平均降雨量为1100mm,降雨主要集中在6月~9月,暴雨多发生在7月~8月,多年平均蒸发量为1232.8mm,多年平均气温为7.9℃,多年平均风速为2.3m/s。土壤属湿润、半湿润地区森林土壤,主要有棕壤、草甸土和水稻土。
项目区不属于国家级水土流失重点预防保护区和重点治理区;项目区属于辽宁省水土流失重点预防保护区。项目区土壤侵蚀类型属于轻度水力侵蚀。水土流失程度以轻度侵蚀为主,项目区范围土壤侵蚀模数在 200t/km2·a~1000t/km2·a 之间。振安区项目区面积11888hm2,水土流失面积3799hm2,水土流失面积占项目区总面积的32%。水土流失现状见表1。
表1 水土流失现状
SW水利枢纽工程位于丹东市振安区境内爱河干流的九连城庙岭村,距爱河河口8km,距丹东市中心25km。枢纽工程规模为Ⅱ等大(2)型,水库控制面积5869km2,总库容1.29亿m3,水库正常高水位20.5m。SW水利枢纽工程的主要任务是以丹东市城市供水为主,兼顾发电,并为丹东市供水安全提供保障等。
本工程为水利枢纽工程,施工过程中引起的水土流失有其自身特点。
挖填方量大:本工程挖填方总量为226万 m3,其中挖方 124万 m3,填方 102万 m3。挖方主要为泄洪闸、鱼道、电站厂房、供水泵房等基础开挖及围堰拆除,填方主要为围堰砌筑、水库管理区场地填筑。在施工中,大量的土方倒运、临时堆置,是造成水土流失的主要环节。
骨料加工:本工程的砼骨料来源于河道取砂,取砂位置在水库淹没范围内。在主坝右岸设置骨料加工厂。砂、粗骨料、细骨料临时堆置在加工厂内,堆积体表面松散,堆积面积大,在降雨和大风期间,极易引起流失。
跨雨季施工:SW水库土建施工期跨雨季,同时,在施工中土石方倒运量大,为水土流失防治增加了客观难度,同时注重排水措施布设。
开挖边坡多:SW水库周围地形起伏较大,主坝的两岸需要开挖山体,形成大面积土质、石质开挖边坡,这些开挖边坡陡峻,容易诱发滑坡、崩塌。
综上所述,工程施工期扰动地表和弃渣堆放造成的水土流失较大,水土流失主要发生在工程开挖坡面、骨料场和土石方临时堆存、倒运过程中。这些人为因素造成的下垫面,在雨水作用下,水土流失强度大幅度增加,容易产生滑坡、崩塌、沟蚀、面蚀和扬沙、扬尘等现象,造成严重危害。因此,抓住本工程的造成水土流失的主要环节、主要因素,结合水土流失特点和类型,有针对性的布设水土保持措施,是防控本工程水土流失的关键。
根据水土保持技术规范的规定,提出如下具体防治目标:第一,改善生态环境,消除工程隐患,保障安全;第二,有效控制水土流失,减少水土流失量,使项目区新增水土流失减少90%以上;第三,新增水土保持措施以植物措施为主,使可绿化面积全部进行绿化或复耕。
SW水利枢纽工程水土流失防治分区划分为主体工程防治区、水库管理防治区、料场防治区、道路防治区、移民安置防治区、公路迁建防治区6个防治分区。水土流失防治措施体系由工程措施、植物措施、临时工程等措施组成,主要采取渣场修筑挡墙、排水沟、临时拦挡及植被恢复等措施。
主体工程防治区包括主坝及水库管理范围,主要占地类型为林地、耕地、河滩地和河道,产生水土流失的主要区域为开挖的土质、石质边坡和砂石骨料场。本区域的水土保持措施布设以控制本区域水土流失为主。水土保持措施见表2。
主坝右坝头开挖产生坡度陡峭的土质边坡,边坡高3.0m~12.0m,坡度约50°~80°,裸露面积约700m2。土质边坡采取削坡及植树绿化措施。削坡后使边坡坡率降至1∶2;边坡处理结束后,进行栽植紫穗槐及撒播高羊茅草籽等绿化措施。
主坝左坝头开挖区域为石质边坡,坡度近于直立,为协调周边景观,左坝头石质开挖边坡采取三维植物网进行防护。
主坝右坝头西侧骨料加工厂及堆料区域采取拦挡措施。为防止砂石骨料的水土流失,工程建设中对砂石骨料四周采取了修建挡墙措施,其中修建砖砌挡墙2道,修建装砂编织袋挡墙1道。
砂石骨料加工厂东侧为码头区域,由于码头道路坡度较大,码头通道采取排水沟措施,码头通道两侧修建矩形混凝土排水沟。
表2 主体工程防治区水土保持措施布设表
本区以控制水土流失、绿化美化为主。
水库管理区包括工程施工场地、枢纽管理、配水站和加压站等,主要占地类型为林地和城市建设用地。该区可能产生水土流失的区域包括临时堆放骨料场地和裸露的土质边坡,可采取以下措施:工程建设过程中,水库管理区部分区域兼做施工场地。为防止施工场地临时堆放细骨料的水土流失,工程建设中对骨料堆放场四周进行了挡墙防护、装土编织袋围堰防护及彩条布苫盖措施,共修建砖砌挡墙620m,装土编织袋围堰防护方量48m3,彩条布苫盖面积950m2。
水库管理区西侧临近山体,占地边界存在部分裸露土质边坡,为预防裸露土质边坡的水土流失,采取栽植爬山虎及栽植紫穗槐绿化措施,爬山虎沿坡脚栽植1排,栽植间距0.2m,紫穗槐栽植在爬山虎行带内侧,共栽植2行,株行距0.5m×0.5m。共需栽植爬山虎4750株,栽植紫穗槐3800株。
水库管理区内道路采取栽植垂柳措施,株距3.0m;对办公楼等建筑物周边采取栽植丁香、银杏、绿篱及花卉等措施;对周边空地以铺设结缕草、地毯草等草皮为主,同时按一定的形状或零星种植银杏、桧柏、春桃、五角枫等树种。经统计,水库管理区绿化面积6.15hm2,水蜡绿篱380m,花卉200m2,草坪43500m2。
为满足水库管理区绿化需要,需对绿化地进行覆土措施,表土覆盖厚度0.5m,根据设计的绿化面积,需覆土方量3.08万m3。绿化用土来源于水库淹没区;施工结束后,对水库管理区范围内的施工场地进行场地平整,场地平整面积 16.27hm2。
以临时措施为主。
料场防治区指砂砾料场开采区,料场的开采,大大增加了水土流失流量,因此在料场防治区可采取以下防治措施:料场覆盖层采取临时防护措施,料场使用结束后,采取削坡及压实处理。料场覆盖层堆存土方进行装土编织袋围堰防护,需装土编织袋4.63万个。料场开采结束后,将料场筛分后的弃料回填至料场开采坑内,并采取料场四周削坡及回填料压实措施,共削坡方量1.83万m3,压实土方15.46万m3。
以道路排水为主。
道路防治区包括永久道路和临时道路的占地区域,主要占地类型为耕地和林地。该区可能发生水土流失的地段包括左岸进场道路的边坡和右岸进场道路的山体坡脚,可采取以下措施:永久道路(左岸进场道路和右岸进场道路)靠近山体一侧区域采取修建挡土墙及排水沟措施,对左岸进场道路靠近河道一侧填方边坡部分区域采取了干砌石防护措施。共修建挡土墙860m,挡土墙为浆砌石结构,墙高1.8m(埋深0.4m),墙顶宽0.5m。道路排水沟沿挡土墙内侧修建,共修建排水沟990m,排水沟采用浆砌石结构,为矩形断面,沟深0.4m,沟宽0.4m。
道路靠近山体侧开挖边坡为石质边坡,为协调周边环境,在山体坡脚(挡土墙外侧)采取栽植爬山虎的绿化措施。爬山虎单行栽植,栽植间距0.2m。经计算,共需栽植爬山虎4300株,其中左岸进场道路山体坡脚栽植爬山虎3600株,右岸进场道路山体坡脚栽植爬山虎700株。
移民安置防治区指移民动迁安置区占地,在移民安置征地范围内,需进行供水、供电、道路等专项设施的改建,改建过程中可能产生一系列水土流失,可采取以下措施:移民安置采用分散安置及后靠安置形式。为使新安置居民区与原址居民区形成连贯的雨水排水系统,在新安置居民区道路两侧布置排水沟措施,排水沟为浆砌石结构矩形形式,底宽0.4m,沟深0.6m。共需修建排水沟9050m。
公路迁建防治区包括3条迁建公路:鹤大线公路、武庙线公路和刘韭线公路。该区在迁建过程中会扰动地表产生水土流失,可采取以下措施:鹤大线公路填方边坡进行干砌石防护,长度1840m,武庙线公路填方边坡进行干砌石防护,长度296m,挖方边坡修建挡土墙3643m,道路两侧铺设草坪8300m2,刘韭线公路挖方边坡修建挡土墙2830m。
本文分析了SW水利枢纽工程施工中水土流失主要环节和因素,有针对性的设计了水土保持措施。这些水土保持措施的布设可有效的控制水土流失,改善工程建设区及周边地区的生产和生活环境,保证SW水利枢纽工程顺利实施至竣工,以实现资源的开发利用与生态环境保护协调发展,最大程度发挥水土保持的生态效益、经济效益。SW水利枢纽工程水土保持措施设计对同类工程的水土流失防治有借鉴意义。陕西水利
[1]GB/T15772-2008,水土保持综合治理规划通则[S].
[2]GB/T16453.1-6—2008,水土保持综合治理技术规范[S].
[3]辽宁省水利水电勘探设计研究院.阎王鼻子水库工程初步设计报告[R].沈阳:辽宁省水利水电勘测设计研究院,1994.