锦凌水库水土流失预测及其防治体系研究

周 爽

(北票市下府水利服务站，辽宁北票 122113)

科学研究及工程设计

锦凌水库水土流失预测及其防治体系研究

周 爽

(北票市下府水利服务站，辽宁北票 122113)

水库工程建设过程中，不同功能区水土流失量及其危害的预测与防治，是解决水土流失问题的重中之重，也是减小工程建设对生态破坏的关键。本文通过研究锦凌水库水土流失和水土保持现状，针对工程特点、项目区地质条件以及施工对环境的影响程度，利用公式法和类比法定量计算工程施工前后水土流失量，提出了水土流失防治体系，构建了水土流失治理措施和防治体系。通过对水土保持情况进行监测，提出的防治措施发挥了良好的防治效果，达到了减少水土流失、保护生态的目的。本研究成果可为水利工程建设防治水土流失提供借鉴和指导。

水土保持；防治体系；研究

1 概 述

近年来，国家加大了水土流失治理力度，在黄河流域实施了上中游水土保持重点防治工程、国家水土保持重点治理工程、黄土高原淤地坝试点工程、农业综合开发水土保持项目等国家重点水土保持项目，水土流失防治工作取得了较大成效。但随着我国基础工程建设的迅速发展，水土流失问题仍然存在。其中，水库工程的建设将直接导致工程所在地的土壤侵蚀模数增大，水土流失量相应增加，严重威胁到人民的生命安全和社会的发展。

本文通过研究锦凌水库水土流失和水土保持现状，提出了锦凌水库水土流失的预测方法，构建了水土流失防治体系，提出了水土流失防治措施，取得了显著的防治效果，解决了水土流失严重、水土保持难度大的问题，具有重要的经济和社会意义。

2 水土流失及保持现状研究

2.1 水土流失现状

锦凌水库工程项目区，涉及锦州市的太和区、凌海市。根据《辽宁省人民政府关于确定水土流失重点防治区的公告》和《关于划分国家级水土流失重点防治区的公告》，项目区属于省级水土流失重点治理区，非国家级水土流失重点防治区，水力侵蚀为主要侵蚀类型，平均土壤侵蚀模数为2500 t/（km2·a），侵蚀强度为轻度和中度。项目区位于辽西低山丘陵区，土壤流失容许量为200t/（km2·a）。

根据调查资料，项目区总面积545.84km2，水土流失总面积为189.76km2，占总面积的34.76%。其中，轻度侵蚀面积为95.13km2，占水土流失面积的50.13%；中度侵蚀面积为78.36km2，占水土流失面积的41.30%；强度侵蚀面积为12.74km2，占总水土流失面积的6.71%；极强度水土侵蚀面积为1.44km2，占水土流失面积的0.76%；剧烈侵蚀面积为2.08km2，占水土流失面积的1.10%（见表1）。

2.2 水土保持现状

截至目前，项目区总治理面积162.58km2，其中，修建水平梯田13.93km2，改垄3.16km2，水保林97.93km2，果树梯田34.69km2，生态修复工程12.87km2，塘坝15座，谷坊1812座，小河道治理5.50km，作业路14km，沟头防护0.80km（见表2）。

表1 项目区水土流失现状

表2 项目区水土保持治理现状

3 水土流失预测

3.1 预测单元

对各防治区的扰动地表区域加以预测，具体预测枢纽工程区的主体工程区、水库管理局区、施工场地区、道路区、料场区及移民安置区、专项设施改建区等区域水土流失量。

3.2 预测时段

对各预测单元进行水土流失预测时段的确定，需要考虑该项目的工程特点、施工过程和施工方法，以及采用植被覆盖不能即时产生保持水土效果。工程完成后，对永久性建筑物周围未做硬化处理的地区，采取植被覆盖措施，以降低水土流失程度。但是自然恢复期的植物发挥作用时间有所延后，因此，该时期初始阶段仍会产生较严重的水土流失。根据项目区的植被生长的自然条件、植被形成或恢复时间以及土壤结构相对稳定时间，确定自然恢复期预测时段为3年。

3.3 预测措施

依据该工程特点、项目区地质条件及施工对环境的影响程度，结合相关规定，利用公式法和类比法定量计算工程施工前后水土流失量。通过对锦州地区在建工程进行调查，没有合适的水利枢纽工程进行类比，但考虑到项目区所处的地质条件、水文条件和施工区临时堆置弃料情况，分析出锦州市污水处理厂二期工程具有类比性，因此，选取该工程作为锦凌水库的类比工程。

3.4 弃土、弃渣量预测

根据工程施工布置及施工工序，经统计，锦凌水库工程土石方开挖总量129.65万m3，开挖料利用量91.99万m3，工程弃渣37.65万m3，其中土方弃渣25.92万m3、石方弃渣11.73万m3。根据施工组织设计及进度计划，该工程需要在坝址下游砂砾石料场开采原料82.41万m3，其所形成的料坑完全容纳得下34.95万m3的弃渣，故该工程弃渣堆放于坝址下游砂砾石料场开采坑，不另设弃渣场。

3.5 水土流失量预测

项目区水土流失量预测情况见表3。

表3 水土流失量预测结果

通过分析表3的预测结果，重点预测施工时段的水土流失量，对主体工程区、主体工程料场区等枢纽工程区以及移民安置及专项设施改建区等区域进行重点预测、重点治理，对减轻水土流失影响起到关键性作用。

4 水土流失防治措施及其防治体系研究

根据水土流失防治分区和水土保持措施布设原则，结合当地自然条件以及工程建设活动引发的水土流失特点，以分析评价主体工程中原水土保持功能为基础，结合新增的水土保持工程措施、植被覆盖以及对工程采取的防治水土流失的临时措施，使之相互作用，形成科学完整的综合防治体系，达到保护地表、防治水土流失、改善区域生态环境的目的（见下页图）。

4.1 主体工程防治区

4.1.1 工程措施

为保证左右坝头建筑物及绿化区域的安全，使其免遭坡面暴雨径流的侵蚀与冲刷，拟在左右坝头绿化带外侧修建环形浆砌石排水沟。浆砌石排水沟设计标准为20年一遇。左坝头沟长400m，集水面积0.06km2。排水沟断面尺寸为：底宽0.60m，高1.00m，边坡1∶1，浆砌石护砌厚度0.40m。右坝头沟长744m，集水面积0.14km2。排水沟断面尺寸为：底宽1.20m，高1.20m，边坡1∶1，浆砌石护砌厚度0.40m。经计算，左右岸共需开挖土方5153m3，浆砌石护砌1913m3。在左右坝头绿化带内栽植紫穗槐，采取人工挖种植穴措施，共需挖种植穴26840个。

水土流失防治措施体系图

4.1.2 植物措施

对左右坝头与两侧山体连接处实施植物防护措施。绿化范围：左坝头长300m，宽50m，绿化面积1.73hm2；右坝头长600m，宽50m，绿化面积3.40hm2。在靠近坝头侧栽植爬山虎，株距0.20m，共需栽植爬山虎3375株。绿化带最外侧栽植紫穗槐及人工种草，紫穗槐株行距1m×1m，共需栽植紫穗槐53680株，草种选择早熟禾，共需草籽870.10kg。

4.2 水库管理局防治区

该防治区主要采取庭院式绿化、美化措施。在前方管理处围墙四周外侧栽植2行龙爪槐、2行桧柏，株行距2m×2m，共需栽植龙爪槐500株、桧柏500株。内侧则栽植观赏树种，分别为2行丁香、1行云杉，株行距3m×3m，共需丁香200株、云杉160株，树下铺设草坪，草皮铺设面积为3000m2。在庭院内栽植绿篱160m。

后方管理局绿化面积0.13 hm2，主要在庭院内栽植迎春40株、榆叶梅50株、银杏50株，铺设草坪500m2，栽植绿篱100m。

4.3 施工场地防治区

4.3.1 工程措施

施工准备期，剥离表土并搬运到临时指定堆放场地存储，施工结束后再搬运到废弃土地上完成造地复垦，表土剥离量为41300m3。

4.3.2 植物措施

主要是左岸坝址下游800m处施工营地完工后的人工种草、恢复植被。在种草前先实施全面整地。全面整地和种草面积均为2hm2。

4.3.3 临时措施

施工期间，在施工场地四周布设临时排水沟，及时排出雨水，以减少暴雨径流的冲蚀。排水沟断面尺寸为底宽0.60m，深1m，边坡1∶1。开挖排水沟的土方搬运到临时指定堆放场地存储，四周用装土袋子围成墙，高0.80m，宽0.80m。另外，各施工场地表土剥离土方的临时堆放场同样也在其四周用装土袋子挡墙进行临时拦挡。经计算，4处施工场地共需土方开挖2995m3，堰体方量3193m3，共需草袋7.62万个。用密目网覆盖临时堆放的土方，避免产生扬尘，共需密目网3940m2。

4.4 防治效果分析

2009年5月水土保持工程开始实施，2014年6月末完成，水土流失防治责任面积由6234.39hm2降低到2359.30 hm2，防治效果显著。通过对工程组成与总体布局以及水土流失防治范围，即主体工程区、水库管理局区、施工场地区、道路防治区、料场防治区、移民安置区、专项设施改建区等进行监测，根据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497—2009）相关规定，变化速率和累计变化量均符合要求。

5 结 语

为防止锦凌水库工程区水土流失，减小工程建设对生态的破坏，使因工程施工所破坏的生态系统得以尽快恢复，对锦凌水库建设过程中不同功能区可能增加的水土流失量及其危害进行分析、预测及防治十分重要。本文通过研究锦凌水库水土流失和水土保持现状，依据该工程特点、项目区地质条件以及施工对环境的影响程度，利用公式法和类比法定量计算工程施工前后弃土、弃渣量以及水土流失量，提出了水土流失防治体系，为后续水土流失防治措施的布设提供依据。通过对水土保持情况进行监测，提出的防治措施发挥了良好的防治效果，达到了减少水土流失、保护生态的目的，同时保证了锦凌水库附近水域的水体质量，对区域经济持续发展、社会稳定繁荣、实现人与自然协调发展具有积极作用。

［1］ 李敏，王白春，许林军.黄河流域水土保持战略部署［J］.人民黄河，2013，35（10）：122-124.

［2］ 菊燕宁，张壮志.水电站建设中新增水土流失预测及防治措施研究［J］.水利水电技术，2015，46（9）：128-134.

［3］ 付铭韬.丹江口水库库区淅川县丹南项目区水土保持措施配置［J］.中国水土保持，2011（10）：39-41.

［4］ 范世平，刘伟明.柏叶口水库工程区水土保持及生态修复［J］.水土保持通报，2011，31（3）：229-234.

［5］ 王莹.长益庙水库工程水土流失预测及防治措施探讨［J］.中国水土保持，2016（7）：22-25.

［6］ 王悦.水库除险加固工程水土流失防治措施［J］.农业与技术，2013，33（8）：56-57.

［7］ 陈胜军.乐滩水库引水灌区一期工程水土流失预测及防治体系构建［J］.广西水利水电，2013（3）：74-75.

［8］ 彭庭国，陈三雄，柴同清.湖北荆门雨淋山水库除险加固工程水土流失防治对策［J］.亚热带水土保持，2012，24（3）：47-49.

Study on Forecast of Water and Soil Loss in Jinling Reservoir and Its Prevention and Treatment System

ZHOU Shuang
（Beipiao Xiafu Water Conservancy Service Station，Beipiao 122113，China）

During the construction process of reservoirs,prevention and forecast of water and soil loss volume and its detriments in different functional zones is the key among the keys for resolving water and soil problems and the crux to reduce ecological damage inflicted by engineering constrcction.By digging into the status quo on water and soil loss and couservation in Jinling Reservoir,and with respect to project characteristics,geological conditions of project areas and effect degree by construction on the environment,this article utilizes formula method and analogy method to quantitatively calculate volume of water and soil loss before and after project construction,proposes prevention system on water and soil loss,puts forward measures on governance of water and soil loss and constructs prevention system.Through monitoring on the status of water and soil conservancy condition,it proposes prevention measures that have been giving play to good preventive effects and thus attains the objective of reducing water and soil loss and protecting the ecology.This research result can provide reference and guidance to prevent and cure water and soil loss on water conservancy engineering construstion.

water and soil maintenance;prevention and treatment system;research

S157

A

1673-8241（2016）12-0049-05

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.12.013