水库工程水土保持治理措施研究——以西乌盖沟供水灌溉综合利用水库工程设计方案为例

冯朝红，张鹏文

(内蒙古水利规划设计研究院，内蒙古呼和浩特 010020)

1 工程概况

西乌盖沟水库工程位于内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特后旗境内。乌拉特后旗位于内蒙古自治区西北部，巴彦淖尔市西北部，属高原大陆性气候。气候寒冷干燥，降水少，雨量集中，蒸发量大，常年多风，昼夜温差较大。项目区处于温带干旱半干旱区，土壤类型为风沙土，植被类型为荒漠草原植被，生态环境非常脆弱。

该工程属于新建工程。西乌盖沟水库工程兴建目的是作为巴音宝力格镇城镇供水、农业灌溉的抗旱应急备用水源，工程任务是供水、灌溉等综合利用的水利工程。综合利用水资源是该项目的基本方针，即在干旱月份，一是满足巴音宝力格镇的城镇居民抗旱生活用水要求，二是满足西乌盖沟下游村镇的农业抗旱灌溉要求。

该工程为点型工程，水库总库容482.9×104m3，年城镇抗旱供水量92.04 ×104m3，抗旱灌溉供水量11.73 ×104m3，总供水量103.77×104m3，灌溉面积240 hm2(0.36万亩)。工程等别为Ⅳ等，规模为小(1)型，水库主要建筑物包括大坝、泄洪冲砂洞、引水洞(为4级建筑物)和次要建筑物(为5级建筑物)。

水库工程及管理区等永久占地及施工生产生活区、临时道路、检修道路、料场、弃渣场和供电工程，总占地面积79.15 hm2。

项目区主要土壤类型为风沙土，植被类型为荒漠草原植被。项目所在旗县－乌拉特后旗的土壤侵蚀类型以轻度水力侵蚀为主。根据内蒙古土壤侵蚀遥感调查成果，项目区水蚀模数为500 t/(km2·a)，风蚀模数为300 t/(km2·a)。该区域土壤容许流失量为1 000 t/(km2·a)。

2 水土保持现状

2.1 重点预防区和重点治理区划分情况、防治标准 根据《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分结果的通知》(办水保［2013］188号)，乌拉特后旗属于阴山北麓国家级水土流失重点预防区［1］。

依据《开发建设项目水土流失防治标准》(GB 50434－2008)规定，工程水土流失防治应执行建设类项目一级防治标准［2］。

2.2 区域水土保持现状 当地政府十分重视水土保持工作，水土流失治理逐步实现由单一示范点治理向以小流域为单元的水土流失综合治理的重要转变，采取了一系列切实可行的水土流失治理措施，初步改善了生态环境。

2.3 项目区水土保持现状 项目区范围内没有进行专门的水土保持建设工作。

3 防治总体布局

3.1 水库工程区 水库工程区包括重力坝等建筑物、水库管理范围、淹没区和影响区4部分。该区重力坝坝基、泄洪冲沙洞及导流围堰的开挖、回填等活动频繁，造成人工堆垫地貌，扰动面积大，且呈点状分布，新增水土流失类型包括水蚀和风蚀，工程建设活动造成的水土流失危害较大。该区施工时应控制施工区域，尽量减少扰动面积，施工结束后坝肩扰动区域及时进行整治和营造坝肩防护林。

3.2 工程管理区 工程管理区包括建筑物基础的开挖和回填等。该区扰动面积较小，且呈点状分布，造成的水土流失危害较小。施工结束后及时对建筑物周边扰动区域进行整治和植被建设，且应提高绿化标准。

3.3 施工生产生活区 该区包括仓库、辅助企业和生活区等占地较为集中。在施工准备期开始进行场地平整等工作，施工期主要是施工机械和施工人员的活动，对地表扰动程度较小，占地面积较小，水土流失危害程度也较小。在施工期间，该区域应严格控制场地的范围，为防止施工场地被降雨径流冲刷和排出施工人员生活用水，需做好场地周边的截排水措施，施工结束后及时进行土地整治和恢复植被。

3.4 道路区 道路区包括2.8 km永久上坝道路和4 km施工临时道路。占地面积较大，且为线型分布，水土流失危害的程度相对较大。施工结束时，永久道路两侧应及时营造防护林，临时道路占地区域及时进行整治和植被恢复。

3.5 料场区 该工程料场包括块石料场和土料场。料场开采过程中，形成陡坡和堆垫等人工地貌，边坡稳定性降低，土体结构松散，易发生水土流失，且扰动面积较大，造成的水土流失危害也较大。新增水土流失以风蚀为主，兼有水蚀。取料前，需剥离表层无用层;施工过程中，需做好临时挡护和截排水措施，取料结束后及时整治并回覆表土，恢复植被。块石料场应采取边坡防护措施。

3.6 弃渣场 为了避免降雨形成坡面径流，冲刷弃渣场并对周边造成危害，弃渣场需采取截排水措施，还需做好剥离表土的临时挡护措施。弃渣时应遵循“先挡后弃”的原则，弃渣结束后及时进行整治和植被建设。

3.7 供电工程区 供电工程区包括埋设电杆和铺设电线时对周边区域的临时扰动，应严格控制扰动范围。该区占地面积较小，水土流失危害的程度也较小。施工完成后及时进行整治和恢复植被。

4 水土保持工程设计标准

该工程水土保持措施主要是土地整治、植被恢复、临时挡护和截排水。

(1)弃渣场及截排水沟。依据规范，该工程弃渣量小于50万m3，且堆高小于20 m，确定弃渣场级别为5级，且截排水沟级别相应为5级。

(2)植被恢复工程。该工程涉及的植被恢复与建设工程主要在水库工程施工临时占地区域内，级别为3级。

5 防治措施典型设计

5.1 水库工程区防护设计

(1)工程措施。主体工程已考虑施工结束后的围堰拆除。施工结束后，对坝肩扰动区域进行土地整治，为植被建设作准备。

(2)植物措施。在坝肩扰动区域营造防护林，林下种草。树种选择小叶杨，草种选择沙蒿。

(3)临时措施。在工程开挖产生的弃渣临时堆放处采取编制土袋挡护的措施，渣体表面用密目网苫盖。编织土袋高1 m，宽0.5 m。

5.2 工程管理区防护设计

(1)工程措施。施工结束后，对管理区的空地进行土地整治，为绿化种植植被，并配备灌溉工程进行灌溉。

(2)植物措施。工程管理区是水库工程的管理所，应提高绿化标准，增加库区景观的美观度。对围墙内、建筑物周边和大门两侧分别进行绿化设计。围墙内栽植樟子松，大门两侧栽植云杉，道路两侧栽植榆树绿篱并在空地种草，草种选择沙蒿。

5.3 施工生产生活区防护设计

(1)工程措施。施工结束后，对扰动区域清除建筑垃圾后进行土地整治，以恢复植被。

(2)植物措施。在土地整治后的施工生产生活区域，采取灌草种植的植被恢复措施，树种选择花棒，草种选用沙蒿。

5.4 道路区防护设计

(1)永久道路防护。施工结束后，永久上坝道路路面已硬化，对道路两侧各1.5 m宽范围进行整治，营造护路林带，林下种草。树种选择花棒，草种选用沙蒿。同时配备灌溉工程。

(2)施工临时道路防护。施工前，将临时道路表土剥离，施工结束后全面平整回覆表土，覆土厚度为30 cm。扰动区域全面整治后进行植被建设，营造灌木林，林下种草，树种选择花棒，草种选用沙蒿。

另外，剥离的表土呈带状堆放，四周用编织土袋进行挡护，土袋高1 m，宽0.5 m。土体表面定期洒水，以防止产生水土流失。

5.5 料场区防护设计

(1)工程措施。取土结束后，砂砾石料场边坡整治后，全部回覆表土以进行植被恢复;对块石料场边坡采取挂钢丝网的防护措施，采坑整治后覆土恢复植被。

(2)植物措施。对覆土后的料场区进行植被恢复。采用灌草结合的方式，草种选用沙蒿，树种选择花棒，同时配备灌溉工程。

(3)临时措施。料场开采前，需先剥离腐殖层及风化层，集中堆放，用于后期恢复植被，料场开采时根据主体工程施工进度采取分区开采。取料时将先期开采区的腐殖层及风化层剥离，临时堆放在后期开采的料场区域内，待先期区域开采完毕后，将清表土推入前期采坑内并整平。

①表土临时挡护。料场剥离的腐殖层及风化层需要较长时间集中堆置，为防止堆置期间产生水土流失，在堆置区采用编织土袋挡护和密目网苫盖的防护措施。编织土袋断面为高1 m，宽0.5 m。表土呈带状堆放，边坡比1∶2。

②临时截排水。为防止降雨时坡面来水冲刷料场，在料场上部设置临时截水沟，根据同类施工经验确定，截水沟采取梯形断面，采取半挖半填的方式，在截水沟的下侧，利用截水沟开挖的土方填筑截水沟埂。

5.6 弃渣场区防护设计

(1)工程措施。

①排水沟。为了避免降雨形成坡面径流，冲刷弃渣场并对周边造成危害，需在弃渣场上部坡面布设排水沟，出口设消力池，截流天然降水，汇入自然沟道中。

排水沟设计洪水标准为10年一遇24 h暴雨。设计该排水沟为梯形断面，用浆砌片石砌筑，底部为砂砾垫层。

为了使水流平顺流入下游沟道，在流入下游前设消力池消能。设计消力池采用浆砌石砌筑，底板与侧墙同厚度，下铺砂砾垫层。

②剥离表土、渣面平整及覆土措施。弃渣前，将表土层剥离，临时堆置于渣场未堆渣区域，后期用来恢复植被。弃渣过程中，直接一次性形成1∶2的边坡，弃渣结束后，需要平整渣面，并将剥离的表土回覆在弃渣边坡及平台上，用于恢复植被。

③弃渣场挡渣墙。位于大坝下游沟口的弃渣场，由于弃土弃渣结构松散，在水力、风力和重力作用下易发生滑坡或坍塌，对附近公路及周边将造成危害，需修筑挡渣墙进行挡护。

设计挡渣墙设置在坡面下侧，采用重力式，设计根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》，设计标准为5年一遇，断面尺寸要素参考挡渣墙的设计指标。墙背采用垂直面，墙面坡比采用1∶0.25，根据弃土弃渣高度，墙高采用2.5 m，该区域地质状况属软质岩层，故深埋0.5 m。墙背铺设砂砾垫层，挡渣墙采用浆砌片石砌筑。为了防止挡渣墙产生不均匀沉陷，挡渣墙沿长度方向每隔一定间距设一道伸缩缝，缝内填塞沥青麻絮。为防止渣体渗水破坏墙体稳定，墙体设排水孔，设置两排，品字型排列。排水孔采用预埋塑料管。

(2)植物措施。施工结束后，需对渣体表面采取植被恢复措施，设计采取造林种草的方法。草种选用沙蒿，树种选择花棒，并配备灌溉工程。

(3)临时措施。临时堆土为棱台状。为防止土堆遭受水流冲刷造成水土流失，设计土堆的四周用编制土袋挡护，表面用密目网苫盖。

5.7 供电工程区防护设计

(1)工程措施。施工结束后，对供电工程施工临到扰动区域进行土地整治，以恢复植被。

(2)植物措施。在整治后的供电工程扰动区域，采取种草的植被恢复措施。草种选用沙蒿。

6 结语

通过对该工程方案的探讨，总结出如下建议，供同类工程设计参考。

(1)水库建设涉及内容多，表土被扰动的面积大，易造成严重的水土流失问题。因此在设计时料场应尽量选择邻近施工工地的地方，既减少运输费用，减少运输过程中的沿途洒落，又便于及时回填，减少施工中遇雨天形成地面径流造成次生危害，还需做好表土剥离以保持土壤肥力，便于后期地表整洁和植被建设。

(2)工程管理区对地表扰动相对较小，造成水土流失危害也较小;应提高绿化标准，率先进行地面整治和植被建设。

(3)道路区设计时应充分考虑永久道路与临时施工道路的综合利用，尽量减少对表面的扰动，减少水库弃渣量。永久道路应尽量减少使用硬质地面的面积，保护水库周边的环境生态。

［1］水利部办公厅文件.水利部办公厅关于印发《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果》的通知［E］.办水保［2013］188号文.

［2］中华人民共和国水利部主编.开发建设项目水土流失防治标准［M］.北京，中国计划出版社，2008