磨沟水库工程水土流失防治措施及效益评价

王思敏

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西西安710001）

磨沟水库工程水土流失防治措施及效益评价

王思敏

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西西安710001）

开发建设项目在施工中由于人为开挖坡面或堆放固体废弃物，会产生岩、土及其混合物的搬运、沉积，必须采取合理的水土防治措施。结合磨沟水库工程建设施工过程中水土流失特点及施工组织设计，提出防治措施总体布局，明确弃渣场防治区为本工程水土流失治理的重点区域，弃渣拦挡、堆置为水土流失防治措施要点，对重点防治区措施、防治效果、蓄水保土效益、生态和经济效益分析后，得出结论：该工程确定的水土流失防治措施较好地实现了各项水土保持防治目标，合理利用了砼骨料开挖料坑，最大限度地减少了渣场占地面积，治理效果明显，蓄水保土、生态及经济效益显著。

水土流失；防治措施分析；效益评价

磨沟水库工程地处山阳县县河一级支流磨沟河下游，坝址位于十里铺镇磨沟里村。磨沟河流域属亚热带向暖温带过渡的季风性半湿润山地气候。多年平均气温13.1℃。水库工程等别为Ⅳ等小（1）型，主要建筑物级别为4级，大坝为碾压混凝土重力坝。

项目区占地面积58.43 hm2，工程弃渣总量27.14万m3，其中导流洞和围堰修筑产生弃渣6.67万m3，坝肩开挖、水库管理站及部分道路开挖产生弃渣20.47万m3。该工程弃渣如不集中堆放并进行植被覆盖，极易产生风蚀和水蚀，导致更严重的水土流失。本文就磨沟水库水土流失特点进行分析，结合项目区独特的地形条件，提出合理的水土流失防治措施，并对各项防治措施的实施效果和实施后产生的效益进行了分析研究。

1 水土流失特点

（1）项目区土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主，重力侵蚀为辅。土壤侵蚀模数为1000 t/km2·a，属于轻度水土流失区。根据《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190-2007），项目建设区属西南土石山区，容许土壤流失量为500 t/km2·a。

（2）项目施工总工期38个月，其中主体工程施工期23个月。施工过程中新增水土流失量924.75 t。

（3）项目区地势平坦，主要地类以耕地为主，天然沟道较少，弃渣场选址困难，经现场查勘，坝址下游左岸0.5 km处河堤背侧坡地可以作为弃渣场，但其容量有限，仅能堆置导流洞和围堰修筑产生的弃渣，除此之外，再无可供选择的渣场。

（4）本工程砼骨料场位于坝址上游槐树庄料场，料场面积约8 hm2，砂卵石层厚度约为7～10 m，最深达13 m，可开采总储量为57.2万m3，大于设计砼用量的1.5倍要求。

（5）土石方平衡设计除导流洞和围堰修筑弃渣堆放在弃渣场外，其余弃渣以大坝浇筑混凝土骨料开挖料坑作为堆置渣场，在施工时序上，需要将部分弃渣临时堆放在弃渣倒运区，待料场分区开挖具备堆渣条件后，再将弃渣陆续二次倒运填筑料坑。

2 防治措施总体布局

根据工程地理位置、建筑物布置特点及施工组织设计，将本工程划分为主体工程防治区、施工生产生活防治区、道路工程防治区、弃渣场防治区、取料场防治区、水库淹没防治区等六个水土流失防治分区[1]。

主要水保措施：主体工程防治区为施工过程中的临时防护及植物措施；弃渣场防治区主要为拦挡、排水工程措施，以及倒运区的临时拦挡、苫盖措施；取料场防治区主要为边坡防护、植物和临时措施；施工生产生活防治区以临时防护、植物措施为主；道路工程防治区主要为排水工程、绿化工程、临时拦挡措施，以及施工结束后的植被恢复措施。

3 防治措施要点

（1）围堰填筑和导流洞开挖弃渣堆置于坝址下游左岸0.5km处河堤背侧地势较平坦的坡地上，为坡地型弃渣场，弃渣场级别为5级，设计弃渣量6.67万m3，占地面积2.0 hm2，渣场东西向地形高差3 m，占地类型为坡耕地。弃渣场位置如图1所示。

图1弃渣场位置示意图

该弃渣场西侧紧邻河道堤防，根据地形及弃渣堆置设计该弃渣场采用三面拦挡形式，在堆渣坡脚处布设浆砌石护脚挡墙。

（2）本工程采用弃渣回填料坑方法处理坝肩开挖、水库管理站及部分道路工程的开挖弃渣，该取料场位于坝轴线上游2 km处，为混凝土粗骨料场，根据料场开采进度将弃渣倒运区的临时堆渣转运至开采结束区段料坑回填，取料场占地面积8 hm2，占地类型为河滩地。

根据本工程水土流失特点，弃渣场防治区为本工程水土流失治理的重点区域，弃渣拦挡、堆置设计为水土流失防治措施的要点内容。

4 重点防治区措施

4.1 弃渣场防治区

在弃渣场防治区内划分固定区域作为弃渣倒运区，临时堆放将堆存于取料场料坑中的工程开挖弃渣，弃渣倒运区占地面积1.0 hm2，该区域使用结束后，按照弃渣场整体堆置方案进行弃渣边坡修整及后期土地复垦。

4.1.1 拦挡工程

（1）永久性挡渣墙

方便、周期短、就地取材的特点，设计在临河及靠居民点一侧堆渣坡脚处布设护脚挡渣墙，型式选用重力式。

挡墙地面以上有效高度4.0 m，墙体基础埋深1.0 m，顶宽0.5 m，墙面竖直，墙背坡比1∶0.5，墙体采用M7.5Mu50浆砌石砌筑，弃渣在挡渣墙后堆置，为及时将渣体内水排出、降低墙后水位，减小墙身水压力，增加墙体稳定，在墙体砌筑过程中预留设置排水孔，排水孔直径为10 cm，间距2～3 m，排距2.0 m，按梅花形布置，排水孔向外坡度为4%，最低一排排水孔高出地面0.5 m。

（2）临时拦挡工程

弃渣倒运区采用编织袋装土进行临时拦挡，断面尺寸为宽×高=2.0 m×1.0 m，围挡于弃渣倒运区临时堆渣坡脚处，待弃渣倒运结束后进行拆除。

（3）临时苫盖

弃渣倒运区的临时堆渣坡面采用密目网进行苫盖，以减少降雨对弃渣体坡面的冲刷及大风天气的扬尘。

4.1.2 弃渣堆置方案

永久挡渣墙顶部高程为859 m，挡渣墙后留10 m平台，堆渣分层厚度0.5~1.0 m，弃渣按梯级堆置，共分三级，堆置坡比均为1∶2，自下而上各级堆置顶部高程分别为859 m，861 m，862 m，后两级堆置边坡间布设马道宽度为3 m。设计永久堆置土石方总量6.67万m3，待堆渣结束后进行土地复垦。

4.2 取料场防治区

4.2.1 表土收集与回覆

取料前，对料场占地范围内的表土收集，厚度控制在0.5 m，收集的表土集中堆放于料场西北侧空地，用于后期场地植被恢复覆土。

4.2.2 料坑回填

取料场分区域开采，开采区域取料完成后即利用弃渣进行料坑回填，回填分层进行，并利用运渣车辆及推土机进行必要的压实。

4.2.3 坡面整修

取料结束后，为了预防坡面滑塌而形成重力侵蚀，造成新增水土流失。应首先做好坡面清理工作，料坑回填结束后，放缓开挖坑壁，经计算，整修坡面为3.7 hm2。

5 效益评价

5.1防治效果分析

该项目施工期为38个月，依据《开发建设项目水土保持技术规范》（GB 50433—2008）[1]，项目水土流失预测时间按3年计，项目区容许土壤流失量500 t/km2·a，治理后平均土壤流失量580 t/km2·a。

该项目各水土保持防治目标分析值见表1。

表1 水土保持防治目标分析值表

该项目水土流失防治效果评价见表2。

表2 水土流失防治效果评价表

5.2 蓄水保土效益

该项目建设过程中扰动地表造成的水土流失总量，按下式计算：

其中：Q为建设过程中扰动地表造成的水土流失总量，t；q为项目建设区背景流失量，t；Δq为新增水土流失量，t。

该项目水土流失量见表3。

表3 项目建设区水土流失量表

根据前述表2和表3中的结果，治理后土壤流失控制比达到0.86，因此，该项目通过各项水土保持措施的综合治理，其水土保持效益是可观的；随着道路硬化面积加大、林草覆盖率增加，原地貌土壤侵蚀得到缓减，水土流失得到一定程度的控制。

5.3 生态效益

该项目共布设植物措施面积23.57 hm2，根据前述表1中数据，该项目的林草植被恢复率为98%，林草覆盖率为40%，均实现了水土保持防治目标，较好的补偿了工程建设对环境造成的不良影响。项目区临时用地都恢复其原有功能，适宜绿化区域都进行了造林种草绿化，项目区生态环境得到明显恢复和改善。

5.4 经济效益

该项目在实施各项水土保持措施后，扰动土地整治率达到97%，水土流失总治理度达到97%，均达到了较为理想的水土流失治理效果。该项目在实施植物措施后，对所占林地进行了植被恢复，对所占耕地进行土地平整后复耕，较好的恢复了原有土地类型的功能。相对于治理之前，项目区内间接增加了林地3.9 hm2，耕地3.4 hm2，以《陕西省征地统一年产值平均标准和区片综合地价平均标准》[2]中数据为例，山阳县耕地年平均产值按1496元/亩、林地产值与耕地产值按基本相同计算，年增加产值16.38万元。渣场所占2 hm2坡地旱田升级为梯田，提高了耕地等级，年平均产值较坡耕地可增加约30%，因此，该项目水保措施实施后，可对工程区产生较大的经济效益。

6 结语

磨沟水库工程区天然沟道较少、弃渣场选址难度大，选择采用三面围挡形式坡地堆置围堰填筑和导流洞开挖弃渣，和利用天然建筑材料砼骨料坑堆填坝肩开挖、水库管理站及部分道路工程弃渣的堆渣设计方案，合理利用了砼骨料开挖料坑，有效防止了新增水土流失，最大限度地减少了渣场占地面积，治理达到了预期效果和目标，蓄水保土、生态及经济效益显著。

[1]中华人民共和国建设部.中华人民共和国质量监督检验检疫总局.（GB 50433—2008）开发建设项目水土保持技术规范［S］.北京:中国计划出版社,2008.

[2]陕西省人民政府.陕西省征地统一年产值平均标准和区片综合地价平均标准[Z].2010.4

S157；TV62

B

1673-9000（2017）03-0174-03

2017-02-10

王思敏（1990-），女，陕西西安人，助理工程师，主要从事水利水电工程水保及环评工作。