松塔水库水土保持监测分析

冀章鹏

（晋中市松塔水利水电有限公司，山西 晋中 030600）

1 项目概况及水土保持现状

1.1 项目概况

水土保持方案中的项目组成包括枢纽工程（含大坝、导流泄洪洞、岸边溢洪道）、供水工程（含榆次区供水管线和寿阳县供水管线）、弃渣场、取土场、管理站、施工临建、施工道路、库区等。由于晋中市松塔水库最大坝高为62.6 m、正常蓄水位1027.00 m、总库容9740 万m3，为榆次寿阳两区县供水2200 万m3。本次监测的对象是枢纽工程、供水工程、弃渣场、取土场、管理站、施工临建、施工道路、库区等，监测期间主要是对各分区的水土保持措施进行调查和复核，分析得出项目实际水土流失责任范围为703.04 hm2，其中直接影响区面积113.96 hm2。

实际施工阶段的弃渣量及弃渣场的位置与可行性研究阶段相比有一定的变化，弃渣量由可行性研究阶段的47.03 万m2变为实际施工阶段的76.08 m2，弃渣场由原来的臭椿崖村上游的支沟改为西草庄村南摸圪头沟。本次监测对以上分区开展工作。其项目占地面积见表1。

表1 工程占地情况表 单位：hm2

1.2 水土流失现状

项目区属黄土丘陵台地区，通过综合分析，水力侵蚀是土壤侵蚀的主要类型，伴随有风力侵蚀发生，属于山西省水土流失重点预防保护区。

2 水土保持监测

为了顺利开展松塔水库水土保持监测工作，首先要进行普查、基础资料搜集和各防治区的监测点布设工作，完成对项目区样地典型调查和水土保持监测设计、实施方案编制等工作；其次，调查监测影响土壤侵蚀的各种因子，认真处理、分析监测数据，细致调查分析水库的水土保持工程措施及植物措施，系统分析各种措施后的保水保土效果；最后，通过对工程项目水土流失监测成果的技术整合和综合评价，经过对监测时段内所获监测资料的分析整理，得出监测结果，最终形成松塔水库水土保持监测总结文案。以调查监测为主，以定位监测为辅[1］。

2.1 水土流失背景值调查

在本次监测工作中对影响工程区水土流失的相关因子资料，包括地貌、土壤、植被、水文、土地利用以及与水土保持有关的一些社会经济资料等方面进行全面收集和整理分析。资料收集尽量采用工程设计单位、当地政府相关业务部门和工程区涉及政府提供等方式，以最大限度地保证资料数据的可靠性、完整性和代表性。利用相关测量仪器，按分区测量方法监测各分区扰动土地整治面积来监测施工扰动面积。

2.2 植物措施调查

植被监测采用“样地调查法”。选取具有代表性的垂直投影地块，面积要求：灌木林2 m×2 m、草地1 m×1 m。样地数量≥3 块。调查生长状况一般为1 次／a～3 次／a，调查成活率一般集中在春、秋季造林种草后进行，在植物措施实施一年后，按植被面积逐季统计保存率。调查造林成活率、保存率时在选定区域内逐株调查，统计出总栽植株数及成活株数，计算其成活率，再依据调查时间的不同，统计各阶段的保存率。

2.3 监测点位布置

监测调查点主要依据其土壤侵蚀分布特点而设定。本项目的调查监测点布设主要在开挖边坡及施工动土多的地段。根据工程实际情况，按照水土保持监测规范，结合该工程施工布局特点，实际布设调查监测点28 个。

3 水土流失防治措施

在水土保持的前提下，结合项目区自然条件，因地制宜改善植被覆盖率，绿化美化，营造了良好的生态环境。在弃渣场完成拦挡、排水工程、覆土及绿化，栽植漳河柳、油松，并撒播草籽（狗尾巴草、苇状羊茅等）；取土场完成土地平整及绿化工程，栽植桧柏、山楂树、枣树、山杏等，并撒播草籽（狗尾巴草、小飞蓬等）；在枢纽工程的下游坝坡撒播草籽（臭蒿、狗尾草等），在进水塔旁平台的预制嵌草砖撒播草籽（狗尾巴草、臭蒿等）；供水工程完成复耕和植被恢复；管理站完成了护坡、排水沟及绿化美化；施工临建区完成土地平整及植被恢复；临时道路完成挡墙、排水沟及绿化。建设区实际占地面积589.08 hm2，扰动土地面积589.08 hm2，水土流失面积127.87 hm2，治理水土流失面积127.53 hm2，林草植被恢复面积122.97 hm2。

3.1 工程措施

方案设计的水土保持工程措施具体情况见表2。

表2 设计方案中水土保持工程措施及工程量

通过实地监测，该项目各监测分区的水土保持工程措施已基本完成。上述项目区域中根据实际建设情况增减水土保持防治措施工程量，可以满足水土保持要求。

3.2 植物措施

3.2.1 方案设计的植物措施

（1）枢纽工程：按照适地适树、针阔混交、乔灌搭配的原则，栽植油松、金叶榆、太阳李等450 亩。

（2）供水工程：采用灌草混合栽植方式恢复植被，选用紫穗槐和紫花苜蓿，栽植紫穗槐340243 株，撒播紫花苜蓿

429.6 kg。

（3）弃渣场：渣场坡面采取灌草结合方式进行植物护坡，灌木选用紫穗槐，草种选用紫花苜蓿渣顶面平整后，采取乔草结合方式进行绿化，乔木选用油松，草种选用紫花苜蓿。共需油松9742 株，紫穗槐24710 株，紫花苜蓿105 kg。

（4）管理站：乔木选择新疆杨、侧柏，灌木选择丁香、花卉选择月季、美人蕉等。

（5）施工道路：对占用荒草地区域进行乔灌草结合方式进行恢复，乔木选择油松，灌木选择紫穗槐，草种选用紫花苜管。需油松4554 株，紫穗槐27324 株，紫花苜蓿69 kg。

3.2.2 植物措施水土保持效果分析与评价

项目区在建设过程中水土保持植物措施完成情况比水土保持方案设计的植物措施工程量有所变化，具体情况见表3。

表3 防治分区水土保持植物措施完成情况对照表单位：hm2

上述项目区域中根据实际建设情况增减了水土保持防治措施工程量，对于防止水土流失有显著防治效果。

4 土壤流失量分析

依据实地监测和数据分析，水力侵蚀造成的水土流失是最为集中的问题，土壤流失量主要来源于降雨条件下水流冲刷产生的流失。

4.1 各阶段土壤流失量分析

侵蚀模数的确定主要是通过参考历史资料和收集现场监测结果相结合的方式进行。土壤侵蚀模数监测方法：在项目建设区域范围选择相对稳定的堆土侵蚀坡面，布设1 m×1 m的侵蚀沟观测样区，样区布设要本着上中下、左中右或轻中重的原则，使其具有随机即代表性。具体做法是将相同质地的土料称重后回填到侵蚀坡面，待细沟填平至沟间顶面时计算复原土量；然后计量侵蚀坡面面蚀量，具体做法是首先确定标定物，即确定原始坡面位置。原始坡面位置标定物选择，如果测算坡面为不均质的如有石块或生长有植物者，以沟间顶面石块裸露高度或植物根系裸露高度，选取若干个算出平均值，即为面蚀厚度。

细沟复原土量+面蚀量=样区侵蚀总量，计算公式如下：

式中：A 为面蚀量；B 为复原土量；a 为侵蚀时间。

在水土流失监测过程中， 经过调查和资料收集整理，确定该工程项目区内原地貌平均土壤侵蚀模数为2055 t／（km2・a）。

4.2 各扰动土地类型土壤流失量分析

年土壤侵蚀量：原地貌水土流失量为3435.94 t／a，扰动后水土流失量为7234.04 t／a，实施水土保持措施后水土流失量为3562.11 t／a。其中，以供水工程和弃渣场因为占地面积大，是水土流失量的主要来源区，随着各项防治措施的实施及防治效果的逐步发挥效应，水土流失将会得到有效控制，水土流失量也随之降低。

5 水土保持监测结果

5.1 扰动土地整治率

由表4 计算可知，建设期本项目的扰动土地整治率为99.09%＆gt;95.00%（目标值），符合验收相关标准要求。

表4 扰动土地整治率

5.2 土壤流失控制比

根据各防治区的治理情况，在植物措施顺利完成的基础上，项目建设区水土保持治理效果显著。经现场监测分析，本工程设计水平年土壤流失强度目标值为1230 t／（km2・a），项目区土壤允许流失量为1000 t／（km2・a），项目建设区土壤流失控制比可达到0.81＆gt;0.8（目标值），符合验收相关标准要求。

5.3 林草植被恢复率

治理后的林草覆盖率为46.61%＆gt;25%（目标值），符合水土保持验收相关标准要求。

6 结论

6.1 水土流失动态变化

通过比较项目区工程建设前后土壤侵蚀调查和实测数据，项目区原地貌水土流失量为3435.94 t／a，扰动后水土流失量为7234.04 t／a，实施水土保持措施后水土流失量为3562.11 t／a，每年比扰动后减少流失量3671.93 t，水土流失强度有了明显的下降。通过认真及时落实各项水土保持防治措施，较好地完成了水土流失防治任务。从扰动土地整治率等六项指标来看，均达到相关标准要求，项目建设区水土流失状况得到了很大改善，具体达标情况见表5。

表5 水土保持防治指标统计表

6.2 待改进问题及建议

一方面，取土场栽植的侧柏成活率较低，建议建设单位强化植物措施后续管护，并明确分工，对未成活的苗木进行补栽；另一方面，弃渣场上游没有铺设排水涵管，虽降雨水可通过渗流排走，但仍需建设单位复核弃渣场上游汇水面积，落实维护、管理责任，发现问题及时进行维护。

7 结语

结合工程监测结果表明，松塔水库水土保持工程布置合理，防护效果较明显，通过现场监测、调查，良好地完成了各项水土保持措施。实际水土流失防治效果与设计目标值相比较，均达到或超出设计方案要求，从而有效地控制了人为水土流失，随着现有的水保措施效益的逐年发挥，水土保持治理成果将进一步巩固提高。