水库除险加固项目区水土流失防治措施及建议

王春燕，陈志杰，袁玉石，张银涛

（1. 河南智安工程检测有限公司，河南 南阳 473000；2. 河南省周口市南水北调工程建设管理领导小组办公室，河南 周口 466000；3. 平顶山市水利工程质量检测站，河南 平顶山 467000）

1 工程概况

文章以商丘市某水库为例，该水库库区为黄河故道河床，呈开阔浅槽状，宽800～1 000 m，水库右库为黄河故道高漫滩，左岸为黄河故道大堤。水库右岸为淤积岸，库岸平缓，呈缓坡状向库内倾斜，左岸为侵蚀岸，岸坡较陡，除局部产生坡流冲刷外，库岸稳定性良好，坝下游为沼泽地，沼泽地内杂草、芦苇丛生。水库大坝上游为草皮护坡，受风浪淘刷，护坡塌陷，坝脚有部分冲坑，下游冲沟较多，排水系统不完善。水库大坝全部为人工夯填土，填筑质量差，填料成分主要为轻粉质壤土，夹杂粉砂，坝体填土透水性较强，属中等透水，当水库长期高水位运行时，下游坝脚有可能产生渗透变形。大坝前无护坡，后无排水设施。溢流坝破坏严重，高水位运行时，将产生严重的冲刷破坏。

2 建设项目防治责任范围与分区

根据项目工程的自然条件、地形地貌、工程建设时序、工程造成的水土流失特点及项目总体工程布局等，结合水土保持分区治理的规划原则，将项目区水土保持防治划分4 个区域：主体工程建设区；弃渣场区；附属企业及施工管理生活区；水库管理区。

3 项目区水土流失预测与分析

水库水土保持措施设计预测破坏水土保持设施面积共计19 100 m2，扰动地表土新增水土流失量预测量为3.82 t。

3.1 项目区水土流失特点

3.1.1 主体工程建设区

水库为已建工程改造，工程量不大，所需粗细骨料均从外地采购，不需专设料场，工程所产生的水土流失主要为：坝体填筑、边坡护砌、老建筑物拆除重建等。根据施工方案，边坡开挖后很快采取工程措施对开挖面给予保护，因此工程施工不会对水土保持产生大的破坏，水土流失的可能时段为大坝坝体填筑后至坝坡还未砌成的时段，以及植被保护区植被发挥作用之前。另外施工围堰的填筑和开挖会造成一定的水土流失，建议施工结束后要及时恢复到原状。

3.1.2 弃渣场

弃渣场设于溢洪道右侧下游的空地上，筑坝填土区土方开挖后遗留的土坑用作弃渣场。弃渣场是水土流失严重区，要做好临时防护和植物措施。

3.1.3 拌和系统、附属企业、施工生活等施工生产管理区

附属企业主要为机修车间、钢木加工厂、混凝土预制厂及库房等，由外地运到的物料、金属结构等加工后直接运往相应的工作面。施工生产管理系统集中布置于大坝右坝肩下游空地上，上述占地地势平坦，仅对地表植被有一定的破坏，施工期会造成少量的水土流失，但可通过一定措施进行减免，施工完毕后恢复措施也较简单。

3.1.4 水库管理区

现水库管理房、围墙损毁严重，水库水土保持工程考虑将重建管理房、重砌围墙，但管理所不再新增占地，预计办公室、围墙等建筑施工过程中产生的水土流失量极少。

3.2 水土流失预测时段

在水库建设施工期，由于场地平整，开挖回填、机械碾压等原因，破坏了项目区原有地貌和植被，扰动土壤表面结构，致使土壤抗侵蚀能力降低，侵蚀加剧，从而造成水土流失。

根据施工进度图水土保持工程的预测时段为12 个月，由于施工结束后水土流失基本上结束，故不考虑植被恢复期。

3.3 可能造成的水土流失预测

水土保持预测包括2 部分内容：第一，项目建设过程中可能产生的水土流失总量。第二，原地面可能产生的水土流失总量（背景值），两者之差即为因项目建设新增的水土流失量。

侵蚀主要指土壤及其母质在外应力作用下（包括自然作用和人为作用）发生的多种破坏、移动和堆积过程。对于水库水土保持工程来说，主要指施工开挖产生的弃渣量和地貌形态、土壤结构及地表植被破坏后造成的加速侵蚀量。

从实地调查了解到的项目区水土流失情况看，现状水土流失形式主要为水力侵蚀。水力侵蚀以溅蚀、面蚀、细沟侵蚀为主。

预测水土流失量的计算方法采用工程类比法，扰动地表土新增水土流失量预测量的计算公式为：扰动地表面积×土壤侵蚀模数×加速侵蚀系数×侵蚀时间。土壤侵蚀模数根据商丘市地方志资料取100 t/km2·a；加速侵蚀系数根据工程类比取2；侵蚀时间按1 a考虑。扰动地表土新增水土流失量预测量见表1。

表1 扰动地表土新增水土流失量预测表

4 项目区水土流失防治措施

4.1 防治措施选定的原则

防治并重原则：针对项目主体工程特征的新增水土流失特点，因地制宜，合理布局，既要防止水土流失，又要根治水土流失。恢复为主原则：针对临时施工占地，尽量恢复其原土地类型。生态优先原则：工程措施与植物措施相结合，在工程临时占地等可以利用植物措施的地方，尽量在生态优先的原则下进行水土保持布置。

4.2 防治措施

4.2.1 主体工程建设区

水库工程水土流失主要时段在工程施工期，上游采用现浇混凝土护坡至高程56.80 m，护坡长672 m；大坝下游护坡上部54.50 m以上采用草皮护坡，54.50 m以下采用预制混凝土预制块护坡。这些工程措施在保证边坡稳定、工程安全的同时，防止水土流失的发生。所有工程量均已列入了主体工程设计中。

4.2.2 堆弃渣区

水库水土保持工程弃料28 760 m3，弃渣场设于溢洪道右侧下游的筑坝取土区。工程弃渣用于填筑加固大坝时的取土坑。弃渣场占地面积14 400 m2，需剥离表层土14 400 m2。

4.2.3 附属企业及施工管理生活区

工程施工生产、生活管理区包括施工工厂、施工管理和施工单位生活区等，占地面积4 700 m2。施工结束后，进行场地清理，土地整治，覆土绿化。

4.3 水土流失监测

水库除险加固工程建设期为6个月，故水土流失监测时段按1年考虑。在各种水土保持措施陆续实施发挥作用后，施工过程中所产生的各种形式的水土流失及由此而引起的危害将逐步得到控制，最终得到一个较为稳定的状态。因此，水土流失监测主要是对水土保持措施效益的监测，包括各类防护措施的防护效果、控制水土流失的程度、改善生态环境作用的监测。由于各控制点比较分散，故采取分散监测的方法进行监测，即：影响水土流失的主要因子监测包括地形、地貌、地面组成物质及其结构、植被类型及覆盖度、水土保持设施数量和质量。水土流失量监测主要包括重力、水力引起的水土流失量。水土保持设施效益监测包括各类防护措施的防护效果、控制水土流失的程度、改善生态环境的作用的监测。

5 水土保持措施保证体系

按照“谁开发，谁保护”“谁造成水土流失，谁治理”的原则，应在该水库工程指挥部设立领导小组，同时需配备水土保持专业技术人员，在工程施工期间，按水土保持方案实施并进行监督管理。工程运行后，为保证水土保持工程措施正常进行，结合水库管理机构，配备人员对各种水土保持措施进行管理。

6 结语

该水库工程项目担负灌溉、供水任务外，兼有防洪、旅游和生态供水。工程项目实施后，通过增加水库调蓄能力可以改善项目区因缺水造成的自然、社会和生态环境问题，促进商丘市社会经济可持续发展。