和顺县井子水库工程区水土保持措施研究

2015-08-15毕鑫

山西水土保持科技 2015年1期

毕鑫

（山西省水利水电勘测设计研究院）

水库工程建设所导致的水土流失，与自然条件下形成的水土流失差异较大，其强度和范围，主要和地面扰动有关。主要特点：一是范围较小，以工程建设区为主，直接影响区为辅；二是局部破坏强度大，人为水土流失严重；三是分部工程造成的水土流失各异，需采取不同的防治措施；四是由于施工期较短，挖填方区需要布置临时防治措施。只有充分了解其水土流失特点，并根据工程建设所在地的实际情况，采取相应的水土保持措施，才能达到预期的水土保持目标。下面以和顺县井子水库为例，探讨水库工程项目区的水土保持措施。

1 工程概况

井子水库属于新建的应急水源工程，坝址位置在和顺县清漳东源梁余河支流井子河上，是一座集城市供水、农业灌溉兼顾防洪的小（一）型水库。设计洪水标准为30年一遇，校核洪标准为300年一遇，枢纽建筑物为Ⅳ等4级，总库容128.2万m3，年供水量 70.59 万 m3。

枢纽工程由大坝、溢洪道和导流输水洞组成。大坝采用混凝土面板堆石坝，坝顶宽4 m，坝顶长166.0 m，最大坝高29.5 m，坝顶上游侧设L型C30钢筋混凝土防浪墙，坝顶下游侧设0.5 m×0.5 m的M7.5浆砌石排水沟，排水沟顶部设C25混凝土盖板。

溢洪道布置在大坝右侧，位于大坝轴线0+101.5-0+118.5 m处，为正槽开敞式溢洪道。设2孔，单孔净宽7 m。设1 m宽中墩，总宽度15 m。溢洪道总长度53.12 m，由控制段、泄槽段、挑流段和尾水渠段组成。

导流输水洞位于水库枢纽左侧的山体内，从上游到下游依次为引渠段、进口闸室段、渐变段、洞身段、出口输水控制室，洞长135.35 m，洞底纵坡0.005。

水库工程组成包括枢纽工程、上坝公路、管理站、输电线路、临时工程、石料场、弃渣场、水库淹没区和移民安置及专项改建等，总占地面积17.47 hm2，其中永久占地面积13.17 hm2，临时占地面积4.30 hm2。工程开挖回填土石方总量28万m3，其中挖方 9.8万 m3，利用3.6万m3，调入 14.2万 m3，调出1万m3，弃方9.08万m3。工程总投资5 457.74万元，其中土建工程投资4 379.25万元。2013年12月开始施工准备，总工期为2年，2015年底主体工程全部完工。

水库工程区的土壤类型主要为山地褐土，植被以落叶阔叶林为主，覆盖率较高，以水力侵蚀为主，水土流失较轻。

2 水土保持措施布设研究

为了最大限度地减少人为水土流失，按照不同施工区域的具体情况，依照主体设计安排，采取相应的水土保持措施，以形成完整的防护体系。

2.1 枢纽工程防治区

主体设计中已安排在面板堆石坝下游侧设0.5 m×0.5 m的M7.5浆砌石排水沟，浆砌石工程量为503.5 m3，但没有考虑施工过程中的临时防护。根据施工特点，需新增临时堆放土方的拦挡、苫盖及排水等临时防护措施。在临时堆土坡脚用编织袋装土进行拦挡，编织袋长0.6 m、宽0.4 m、高0.2 m，每层编织袋间相互叠压，防护高度0.8 m。顶面及坡面采用防护网苫盖。临时堆土周围设排水沟，长约120 m，采取梯形断面，内铺土工膜。

2.2 上坝公路防治区

主体设计中在上坝公路路北侧设规格为0.5 m×0.5 m的M7.5矩形浆砌石排水沟0.7 km，但没有考虑道路的绿化美化，故需新增植物防护措施。首先，对可绿化的道路两侧共2 m宽的绿化带进行土地平整，面积为0.14 hm2。然后，在道路两侧栽植行道树，树种选择油松，株距3 m，采用穴状整地，规格为0.6 m×0.6 m×0.6 m，苗木选择三年生一级苗。行道树下空地，种植无芒雀麦。

2.3 输电线路防治区

主体设计中未考虑水土保持措施，不符合要求。需新增施工结束后对临时占地部分进行土地平整措施，土地平整面积为0.1 hm2。原先是农田的恢复农田，原先为荒草地的种草恢复植被，草种选择抗旱性强的无芒雀麦，采用撒播。

2.4 临时占地防治区

临时占地区域主要包括施工导流、施工道路和施工生产生活区，主体设计中未考虑水土保持措施，不符合要求。需新增工程措施、植物措施和临时防护措施。工程措施主要为施工结束临时设施拆除后的土地平整，面积1.91 hm2；占用耕地部分的复耕，面积6.0 hm2。对于不复耕的地域，采用撒播种草方式恢复植被，草种选择无芒雀麦，种植面积1.85 hm2。临时防护措施包括：在局部施工道路一侧设临时排水沟，采用梯形断面，底宽0.4 m，深0.4 m，边坡为1:1，内铺土工膜防渗，总长度约2.8 km。

2.5 石料场防治区

工程建设所需的块石料场，位于库区井子河上游左侧支沟，距坝址约3 km，有村村通水泥路相通。因石料场处在水库淹没区范围，主体设计未考虑任何水土保持防护。经实地调查，需在石料场开采边坡实施临时拦挡，以防止开挖过程中将碎石、岩屑等弃入河道，加剧水土流失。采用编织袋装土临时拦挡，每层编织袋间相互叠压，防护高度0.6 m。取料结束后，对石料堆放场地进行清理。

2.6 弃渣场防治区

主体设计中未考虑弃渣场的防护，不符合水土保持要求。经实地勘察，弃渣场地处团北村下游2 km左右的山沟内，为一荒沟，占地1.26 hm2。沟道顶部较平缓开阔，沟头切割较宽较陡，汇水面积不大，不涉及河道，周边也无重要的基础设施、工矿企业和居民点，地基为土基，弃渣后没有大的安全隐患。弃渣总量为9.08万m3，总量不是很大。据此实际和当地的自然条件，为了防止弃渣流失，需采取工程措施与植物措施相结合进行防护。

2.6.1 工程措施

（1）挡渣墙。采用重力式浆砌石挡渣墙，长度27 m，墙高5 m（地面以上墙高3 m，地下埋深2 m)，墙顶宽1 m，边坡1:0.5。

（2）截洪沟。在弃渣场四周设置截洪沟，采用浆砌石矩形结构，截洪沟长度为330 m。经明渠均匀流公式计算，截洪沟规格为：底宽0.6 m，高0.6 m，浆砌石厚0.4 m，即可满足校核洪水标准要求。

（3）马道截水沟和纵向排水沟。在弃渣场的马道上布设截水沟，马道宽4 m，截水沟规格为浆砌石矩形断面，深与底宽均为0.3 m，侧墙和底板厚亦为0.3 m。在弃渣场坡面布设纵向排水沟，与马道截水沟和周边截洪沟相互连通，通过下游护坦后将水排入下游沟道。纵向排水沟规格同马道上布设的截水沟。

（4）挡水土埂。在弃渣场顶部距离边坡2 m处设挡水土埂，长度为89 m，高为0.5 m，顶宽0.5 m，两侧边坡为1:1。

（5）护坦。为防止洪水冲刷，在截洪沟末端设置干砌石护坦，长度为10 m，宽度为6 m，干砌石厚度为0.5 m，碎石垫层为0.2 m。

（6）土地整治。在弃渣场闭库后，对弃渣场顶部及坡面进行土地整治，土地平整面积0.76 hm2。由于弃渣中有足够的土方，要求先将石渣堆放于底部，将土方覆于石渣的上方。

2.6.2 植物措施

在弃渣坡面上采用柠条和无芒雀麦混交，弃渣顶面采用小叶杨与无芒雀麦混交。柠条密度为4 444穴/hm2，采用40 cm×40 cm穴状整地，要求苗高不低于0.5 m；小叶杨密度为1 111株/hm2，采用60 cm×60 cm穴状整地，要求苗高1.5 m以上；无芒雀麦种植方式为撒播，要求种子纯净，无病虫危害。