武都引水第二期工程武都水库工程水土保持措施及效果分析

牛兰兰，樊 华，罗 腾

(水利部水利水电规划设计总院，北京 100120)

为解决水资源时空分布不均衡问题，合理利用水资源，近年来我国兴建了一系列引水工程。水库建设是引水工程建设中一项重要组成部分。水库建设组成复杂，土石方开挖、堆积数量大，破坏植被占压土地，对周围环境产生巨大影响；施工过程中取料场、弃渣场、施工营地等区域人为活动频繁，加剧了水土流失；工程施工时间长，渣体的倒运若不采取相应的控制措施，必将产生二次扰动，造成二次水土流失；部分区域，尤其是高陡边坡，植物措施实施难度大，植被恢复成本高。“水土保持设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用，可将水土流失有效控制在允许范围之内。近年来，建设项目践行绿色发展理念，水土保持措施与生态文明建设、水文化水景观建设相结合，推进了新时期水土保持高质量发展。武都水库工程是武都引水第二期工程的建设内容，其水土保持措施有效防治了工程建设过程中产生的水土流失，枢纽区绿化充分考虑与区域景观的协调性和美观性，提升了水土保持建设质量。

1 概况

武都水库工程是武都引水工程的重要组成部分，是涪江流域和武都引水灌区具有控制性和调节性的水源工程，以防洪、灌溉功能为主，结合发电，兼顾城乡工业生活及环境用水、供水等综合利用的大(1)型水利工程。

武都水库工程位于涪江干流上游下段，水库坝址在摸银洞，距江油市武都镇约3.0km。大坝下游800m处为武都引水枢纽工程。武都水库最大坝高120.34m，坝顶长度736.00m，高程661.34m，水库总库容为5.72亿m3，调节库容3.5亿m3，正常蓄水位658m，死水位624m，属不完全年调节水库，汛期限制水位645m，装机容量150MW。武都水库工程由枢纽区、施工公路区、施工临时占地区、渣料场等组成。

2 项目区水土流失状况

根据《水利部办公厅关于印发〈全国水土保持区划(试行)的通知〉》(办水保[2012]512号)，项目区在全国水土保持区划中，一级区属西南紫色土区(Ⅵ)，二级区属川渝山地丘陵区(Ⅵ-3)，三级区属龙门山峨眉山山地减灾生态维护区(Ⅵ-3-3zw)。项目区不在国家级水土流失重点防治区范围内，属四川省省级水土流失重点治理区。

项目区水土流失类型以水力侵蚀为主，表现为面蚀和沟蚀，土壤容许流失量500t/km2a。工程建设区地面坡度在5°～25°之间，地表植被为疏幼林和灌丛，覆盖程度较高，耕地少，水土流失主要表现为受水力冲刷造成的岸边崩塌和坡地表土流失。武都水库工程建设过程中大量开挖，并设置2处取料场和4个弃渣场，若渣土堆放不当，各项水土保持防护措施不到位，极易产生新的水土流失。

3 水土保持设计过程

武都水库工程水土保持方案按照水土保持法律、法规及其相关技术规程、规范和管理规定要求，在工程设计的可行性研究阶段，编制了《四川武都引水第二期工程武都水库工程水土保持方案报告书》，取得水利部批复。随工程进展进行了水土保持初步设计(《四川武都引水第二期工程武都水库工程初步设计报告》中篇章)，使得水土保持措施进一步优化。

武都水库工程施工过程中，由于工程坝区溶洞处理和主体工程设计变更导致占地面积和弃渣量大幅增加，同时国家对生态环境保护提出了新的目标和要求，原水土保持设计已无法满足工程建设要求。水土保持根据工程变化情况及相关规范标准等的要求，进行了水土保持变更设计，对工程水土保持措施布设及工程量进行了相应的补充、调整和优化。

武都水库工程建设由于经历“5·12”地震等导致工程进度落后于原计划，“5·12”地震后各种原材料价格变化较大，原设计概算已不能满足施工需要，进而进行了修改概算。

4 水土保持措施实施情况

武都水库工程建设期间采取了临时与永久措施相结合，工程与植物措施相结合的方式进行施工。水土保持工程措施主要采用挡墙工程、石笼护坡等边坡防护工程、排水工程等；植物措施因地制宜采用水土保持树草种辅以园林观赏类植物，对项目区进行植物防护、美化绿化；临时措施主要为临时排水及苫盖等措施。

4.1 工程建筑物区

武都水库工程建筑物区包括大坝及附属建筑物、电站厂房、变电站、管理区等。工程对左坝肩进行削坡、砼喷锚，对裸露砼喷锚边坡按每隔4m竖向嵌入一行C20砼挡板，在砼挡板与边坡之间进行客土绿化。右坝肩完成砼框格护坡后进行框格间绿化。对电站厂区、变电站、导流隧洞进出口、上坝公路、管理区等附近裸露坡面和地面进行了乔灌草综合配置方式绿化。施工过程中对不能及时转运回填的开挖方采取水土保持临时排水和苫盖等措施。水土保持措施共完成土地整治5.23hm2，种植土回填2.70万m3，栽植乔木18834株，灌木58254株，植草7.41hm2，攀援植物及草本6034株，花卉463丛，绿篱0.22hm2等。

4.2 施工临时设施区

施工临时设施区主要包括施工公路、施工生产、施工生活区及周边影响区。

施工场内交通主要依靠左、右岸的环形交通网，共布置8条施工道路。对需永久保留的公路从景观方面考虑，进行绿化品种多样化配置。对临时公路在工程完工后进行迹地清理、土地整治，全面恢复植被。

施工生产区包括机修汽修厂、综合加工厂、机电及金结拼装场、钢管加工厂等。施工结束后清除地表构筑物，在水土保持防护要求基础上，配以部分观赏性植物。砼拌和站平台进行客土绿化，砼挡板与边坡之间进行客土绿化，台阶内侧栽种爬山虎类攀爬植物，台阶中部种植灌木，台阶外侧靠近砼挡板的地方栽种下垂式植物。

施工办公生活区包括石家中脊附近的项目部(施工人员生活、办公区、食堂)及周边配套设施，施工结束后对原有建筑物、道路及其他砼地面进行清理、土地整治，采取绿化、美化措施以改善项目区景观。

施工临时设施区完成的水土保持措施主要有：右岸拌合场边坡处理1处，土地整治14.62hm2，栽植乔木219株，灌木1397株，植草0.97hm2，攀援植物及草本170株，花卉160丛等。

4.3 渣料场

武都水库工程设置取料场2处。黄草坪土料场为围堰用土料场，位于正常蓄水位以下，施工结束推平整理后已淹没。挡家垭取料场为先取后弃渣料场，料场开采结束后，在外边缘边界布设截排水沟，排水沟两侧布设蓄水沉砂池，内侧台阶间高陡边坡采取削坡整治挂网喷混凝土的措施，平台外侧修筑浆砌石挡土埂，平台覆土后，采取外挂、内攀、中灌木植物配置。

武都水库工程设置4个弃渣场。1#渣场位于坝址上游1km处右岸，主要堆存右岸坝肩、导流隧洞前段开挖以及后期上游围堰拆除弃渣，堆渣过程中采取临时防护措施，堆渣结束后推平压实。2#渣场位于坝址下游1.8km处左岸，主要堆存左岸坝肩、河床、厂房、溶洞处理和导流隧洞后段开挖以及下游围堰拆除弃渣，渣体坡脚采取编织袋堆砌挡护，背水侧采用浆砌石挡墙，堆渣结束后进行生态护岸，渣顶配置乔灌草。3#渣场位于挡家垭人工骨料料场外侧荒地，主要堆存料场无用层开挖料，施工结束后，布设浆砌石挡墙、混凝土排水沟，在坡脚及分级平台上覆土后恢复植被。4#渣场位于大坝上游约100m的左岸，为设计变更增加的渣场，主要堆存因地质处理而产生的增量弃渣，对堆渣采取削坡减载，渣脚和边坡采用干砌石防护。

渣料场实施的水土保持措施主要有：拦渣堤761.60m，混凝土护坡5964.23m3，C20混凝土排水沟548.98m3，PVC排水管1907.23m，边坡喷护4699.10m3，石笼护坡16310m3，栽植乔木2200株，灌木4670株，植草2.82hm2，攀援植物及草本12212株等。

5 水土保持效果

5.1 水土流失防治效果

武都水库工程扰动土地面积111.40hm2(不含水面面积)，工程水土流失治理面积49.08hm2，其中植物措施面积17.30hm2，工程措施面积31.78hm2。扰动土地整治率达98.83%，水土流失总治理度达97.31%。各项水土保持措施实施后的水蚀平均土壤侵蚀强度为500t/km2·a，控制在土壤流失量容许范围内。通过实施临时防护、浆砌石挡墙、截排水工程、植被恢复等水土保持措施，弃土弃渣得到有效拦挡，拦渣率约98%。

5.2 生态环境及土地生产力恢复

根据水土保持监测结果，武都水库工程建设区面积为111.40hm2(不含水面面积)，可恢复植被面积17.65hm2。工程通过在建筑物区、施工临时设施区、渣料场区等区域种植各种乔木、灌木、攀援植物、花卉、草等，实施植物防护、美化绿化工程面积共计17.30hm2，项目区林草植被覆盖率达到38.81%，草植被恢复率达到97.76%。

6 结论

武都水库工程在工程建设过程中，强化水土保持设计，使水土保持设计根据主体工程的设计深度和优化变化而不断优化。工程经历地质处理和“5·12”地震影响，水土保持设计紧随主体工程的变化及国家对生态环境保护提出的新目标新要求进行了设计变更。工程各项水土保持措施在建设单位按工程建设的管理程序及质量管理办法实行了严格管理的前提下得到了全面实施，各类开挖面、弃渣场等得到了及时有效的治理。枢纽区绿化注重水土保持功能的同时，充分考虑与区域景观的协调性和美观性。武都水库工程的水土保持设施发挥了较好的保持水土、改善生态环境的作用，可为类似水利工程建设的水土流失综合防治提供借鉴。