上阳水库除险加固工程水土保持方案探讨

童鸿强,黄 欢

(1.宜春市水土保持监督监测站，江西 宜春 336000；2.袁州区电力建设管理站，江西 宜春 336000)

1 项目概况

上阳水库位于樟树市清丰山溪水系芗水支流的上阳溪，地处店下镇谢家村，距樟树市区19 km。水库于1971年11月动工兴建，1972年4月基本建成。坝址以上控制流域面积18.8 km2，水库总库容2126万m3，工程级别为Ⅲ等，工程规模为中型。水库设计灌溉面积1133.33 hm2，在兼顾流域防洪和养殖等综合功能的基础上，主要为满足下游灌溉供水而修建，属中型水利枢纽工程[1]。

本次除险加固主要任务是消除水库各主要建筑的安全隐患，最大发挥水库的效益。对大坝进行防渗处理，进行大坝上、下游坝坡整治、护坡、排水建设，新建隧洞，涵管加以封堵，对溢洪道进行加固处理，在现有工程规模前提下，实现水库正常安全运行。主要工程内容包括主坝加固、副坝加固、溢洪道加固、封堵主坝坝下涵管，新建隧洞及引水渡槽、副坝坝下涵管破坝重建，以及与之相配套的防汛公路和管理站房建筑。工程占地总面积19.48 hm2，土石方数量19.90万m3，其中土石方开挖总量12.75万m3，土方填筑总量7.15万m3。拟利用开挖土料3.99万m3，另需从料场开采3.16万m3，弃渣量8.76万m3。

2 工程区水土流失现状及预测

2.1 工程区水土流失现状

项目地处山区与丘陵的过渡地带，属构造侵蚀低山丘陵和剥蚀低丘岗埠地形，南面与东面高山林立，地势高差较大，北面及西面基本为丘陵地形，相对高差较小，区域稳定，无明显不良地质。库区为低山丘陵区，土壤类型以红壤为主，兼有黄壤、棕壤等。项目区属亚热带湿润常绿阔叶林区，植被覆盖率约为65%，主要为人工林和次生林，植被类型多为针叶林、阔叶林、竹林和灌草地等。根据《江西省人民政府关于划分水土流失重点防治区的公告》，本项目地处水土流失重点预防保护区及水土流失重点监督区，执行建设类一级标准，土壤容许流失量为500 t/(km2·a)。目前，项目区土壤侵蚀类型以微轻度水力侵蚀为主，平均土壤侵蚀模数为452 t/(km2·a)，属微度水土流失区。

2.2 新增水土流失预测分析

本除险加固工程内容可分为施工准备期、施工期、植被恢复期和水库运营期四个阶段。本工程新增水土流失主要体现在前三个阶段[2]。

在施工准备期和施工期，需要铲除施工场地表层植被，原地貌土地被扰动，地表土壤的保护层被破坏；相关建筑物基础的开挖回填、表层土暴露堆放以及施工过程中产生的大量弃土弃渣，是造成水土流失的主要原因。在植被恢复期，各项工程举措逐步停工，对水土扰动逐渐减小，各项水保措施发挥效力，水土流失情况得到缓解和恢复。

在水库营运期，水土保持工程措施全面建成，水土保持植物措施开始发挥作用，加之后期人工管护效果，项目区的水土保持情况将比较乐观，一些区域的水土保持情况将好于工程实施前，水库生态环境和土地资源得到保护。

3 水土流失防治责任范围及防治分区

3.1 水土流失防治责任范围

在本项目中，项目建设区包括水库主、副坝及其坝下输水涵管、溢洪道、隧洞、渠道及相配套的护坡、排水措施、交通桥及交叉口等主体工程区域，占地总面积为19.48 hm2；直接影响区包括临时房屋、临时设备占地、料场、辅助生产系统等，占地总面积为3.11 hm2。该工程水土保持防治责任范围如表1所示。

表1 上阳水库除险加固工程水土保持防治责任范围

3.2 水土流失防治分区

根据引起水土流失的主要原因和治理方向不同，将水土流失分为五个防治分区，分别为主体工程建设区、生产生活区、交通道路区、取土场区和弃渣场区[3]。其中，主体工程建设区、生产生活区、交通道路区分设二级分区。该工程水土流失防治分区如表2所示。

4 水土流失防治体系及分区水保措施设计

4.1 水土流失防治体系

根据本水库除险加固项目施工过程中各分项工程的水土流失特点、程度和治理目标，在主体工程中，设计了部分兼有水土保持功能的防护措施，在其基础上，根据上阳水库除险加固工程的主要内容和拟定的水土流失防治分区，认定该工程的治理重点应为主体工程建设区、取土场区和弃渣场区，并因地制宜地提出各分区的新增水土保持措施，最终形成理念先进、设计先行、结合整治措施的水土流失防治体系[4]。

表2 上阳水库除险加固工程水土流失防治分区

4.2 分区水保措施设计

4.2.1 主体工程建设区

主体工程建设区共列两个二级分区。

(1)拦水工程分区。主体工程设计中为防止雨水冲刷坝面，布设了相应的岸坡及坝面排水措施，已采用草皮护坡绿化大坝下游坝面，目前已基本满足主体工程水土流失防治要求。大坝加固产生的弃渣应集中堆放，尽可能随挖随运，回填用土采用装土编织袋修筑临时挡墙，避免弃渣四处散落，并进行临时覆盖，防止雨水冲刷。

(2)输泄水工程分区。施工结束后对涵管、隧洞出口进行植被恢复，撒播草籽，不需另外覆土。产生的弃渣处理措施同上。

4.2.2 施工生产生活区

施工生产生活区共列两个二级分区。

(1)管理站房分区。为防止降雨及其径流的冲刷，在管理站房周围砌筑排水沟，排水沟采用矩形断面，浆砌石结构，底宽0.5 m、深0.5 m、厚0.3 m，工程施工完工后，对生活区进行土地整治，拆除硬化地面，清运杂物。对管理站房种草植树进行绿化，采取乔木、小乔木和灌木结合搭配，地面铺植四季草皮。

(2)临时施工场地分区。临时施工场地周边局部设临时排水沟，排水沟采用梯形断面，土质结构，底宽0.3 m、深0.3 m、内坡比1∶1。施工结束后及时拆除施工临时设施，清理杂物，对硬化地面进行拆除，并整体开展土地整治利用，进行植被恢复，撒播草籽。

4.2.3 交通道路区

交通道路区共列两个二级分区。

(1)防汛公路分区。在防汛公路两侧局部修建浅碟式排水沟。根据实际情况，考虑地下水位，采用不同深度的盲沟，盲沟充填卵石或碎石，上面填上10 cm厚混合砾料，砾料表面做成糙面，以防止种植土被雨水冲刷，并在道路两侧各1 m范围内撒草籽进行绿化。

(2)施工临时道路分区。临时施工道路主要为所选线路至取土场的道路。根据地形情况，在修筑的施工道路两侧，局部位置布设临时土质排水沟。排水沟采用梯形断面，底宽0.3 m、深0.3 m、内坡比1∶1。施工结束后对临时施工道路区进行土地整治，并播撒草籽进行恢复绿化。

4.2.4 取土场区

该工程料场共两处，分别位于主坝的右坝肩山头和副坝的左坝肩山头，现状为林地，土料场储量为4～5万m3，本工程计划取土3.16万m3。土料场开采前按照0.30 m的厚度进行表土剥离，剥离的表土，集中临时堆放，以备复垦之用。在堆土坡脚处用装土编织袋挡土墙进行拦挡防护，并用塑料布在雨季做好防护苫盖。在表土堆放地四周设置临时排水沟，排水沟末端设临时沉沙池，以防止降雨径流对取土场的影响。施工结束后对取土场开挖坡面进行边坡修整后，采用喷播草籽护坡，对开挖形成的平面表面进行整治绿化，并采用乔灌草结合恢复植被。

4.2.5 弃渣场区

弃渣场为填塘处理，不需要进行表土剥离。在弃渣过程中，为防止雨水冲刷产生水土流失，场区周边设临时排水沟及沉沙池。施工结束后，采用喷播草籽护坡进行整治绿化，并采用乔灌草结合恢复植被。

5 水土保持损益分析

5.1 水土流失影响指数(SWII)计算

水土流失影响指数可以定量分析开发建设项目在水土保持上正反两方面的作用，在项目前期工作编制过程中，对其初拟的水保方案进行评估，判断其是否可行[5]。采取的公式如式(1)：

(1)

其中，水土流失影响指数关键因子见表3；各因子值标准化计算结果见表4；SWII加权计算结果见表5。

表3 水土流失影响指数关键因子

表4 各因子值标准化计算

表5 SWII加权计算

经计算，本工程水土流失影响指数为0.1937。

5.2 对土地、水资源及生态环境的影响分析

本项目占用旱地2.47 hm2，菜地0.25 hm2，占用了少许土地资源，但不会对周边生态造成大的影响。本项目施工期间使用少许水资源，建成后运行期间耗水量很小，对当地生产、生活、生态用水基本没有影响。项目区属于典型的低山丘陵地貌，林草植被覆盖率高，工程建设占用少量的林草地，施工结束时将对大坝下游边坡进行绿化，同时对施工期扰动的施工生产生活区、施工道路、取土场、弃渣场等采取植物措施恢复植被，建成后项目区林草覆盖率将达到53.90%，因此对当地生态影响较小。

6 结 论

经统计，水利工程项目的平均值为0.2668，根据计算结果，本工程SWII=0.1937，且本工程各水土流失影响因子原始值均低于水利工程项目的平均值，因此本水库除险加固工程的水土流失影响低于同类项目平均水平。说明通过采取上述水土保持方案，能够把该水库除险加固工程的不利影响降到最低，满足资源、环境和生态方面的各项要求，本项目从水土保持角度考虑是可行的。