灌区工程水土保持方案编制技术要点分析

2016-02-06喻惠花郭文慧马丽梅徐文玉

中国水土保持 2016年6期

关键词：水土流失防治措施

于　泳，喻惠花，郭文慧，马丽梅，徐文玉，杨　伟

(1.湖北省水利水电科学研究院，湖北武汉 430070； 2.中工武大设计研究有限公司，湖北武汉 430072)

灌区工程水土保持方案编制技术要点分析

于泳1，喻惠花2，郭文慧1，马丽梅1，徐文玉1，杨伟1

(1.湖北省水利水电科学研究院，湖北武汉 430070； 2.中工武大设计研究有限公司，湖北武汉 430072)

[摘要]灌区工程建设日益增多，在建设过程中也带来了严重的水土流失，必须编制水土保持方案，从项目前期开始控制水土流失隐患。根据编制同类水土保持方案的经验，分析了灌区工程水土流失的特征，从土石方平衡、表土剥离与返还、水土保持分区、水土流失预测、水土保持措施、水土保持补偿费等方面阐述了编制技术要点，以期为同类工程水土保持方案编制提供借鉴和参考。

灌溉工程是国家重要的水利设施，是国民经济和社会发展的重要基础产业，在现代农业和农村经济发展中具有重要的地位和作用[1]。为合理利用水资源，大力发展节水灌溉，促进灌区良性循环机制的建立，进一步改善农业生产条件，提高农业抗灾能力，促进农业和农村经济持续稳定发展，自1996年起，国家组织实施了以节水为中心的大型灌区续建配套项目建设，项目建设的主要内容是渠首工程、干支渠及其建筑物的续建配套和节水改造[2-3]。根据《大型灌区续建配套和节水改造“十二五”规划》，到2015年，国家对190个大型灌区、800个重点中型灌区进行了续建配套与节水改造项目，启动实施了1 500个一般中型灌区续建配套与节水改造工程，争取到2020年，基本完成大型灌区、重点中型灌区续建配套与节水改造任务。灌区工程施工过程中的挖损地貌和松散堆积体，在侵蚀营力作用下易产生水蚀和重力侵蚀，造成严重的水土流失[4-6]。鉴于此，今后有大批灌区工程须编制水土保持方案，笔者在一些学者研究成果的基础上，结合工作实践，提出灌区工程水土保持方案编制技术要点，以期不断提高灌溉工程水土保持方案编制水平。

1灌区工程项目组成及水土流失特征

1.1灌区工程项目组成及特点

灌区工程为建设类项目，线型与点型工程相结合，具有跨越地貌类型多、线路长且分散、永久占地面积大而临时占地少、扰动面积大、土石方工程量大、取(弃)土场多等特点[4]。灌区工程一般由渠道、渠系建筑物(水闸、隧洞、桥梁、涵洞、量水堰等)、管理区、渡槽、施工生产生活区、施工道路、取土场、弃土场等组成。

1.2灌区工程水土流失特征

(1)灌区工程常跨越不同的地貌类型，例如山区、丘陵区、平原区，各区自然条件不尽相同，表现出的水土流失形式和造成的水土流失危害也不同，布置的水土保持措施体系差别较大。

(2)灌区工程线路长，渠系建筑物分散，单位长度或单位面积土石方量和水土流失量均较小，但由于扰动面积大和线路长，动用的土石方总量和产生水土流失总量比较大，在土石方调运和水土流失治理方面，与其他建设项目相比，土石方不能完全综合利用，水土流失不能集中规模治理。

(3)灌区工程是涉水工程，土石方挖填若不加强管理，往往会直接进入渠道，造成渠道淤积，降低渠道使用寿命，影响周边农田灌溉取水。

(4)工程沿线设置的取(弃)土场比较多，取(弃)土场占用农田较多，在使用过程中会损坏表层土壤，将表层土剥离、堆置，返还难度大，后期复耕困难。

2水土保持方案编制技术要点

目前，灌区工程水土保持方案编制中存在一些较为突出的问题，本文从土石方平衡、表土剥离与返还、水土保持分区、水土流失预测、水土保持措施设计、水土保持补偿费等方面展开阐述。

2.1土石方平衡问题

灌区工程开挖量大、回填量小，会在沿线产生一定的弃渣。由于弃渣较分散，因此如何有效处理弃渣，成为编制人员面临的问题。新水土保持法第二十八条和相关技术规范均明确了土石方综合利用的要求，即方案编制中，应首先转变以往完全按照主体工程设计土石方量进行平衡调运的做法，立足于土石方综合利用的要求。灌区工程单位长度产生的弃渣较少，集中弃渣不合理，多余土方要优先考虑堤身培厚、堤身加高、堤后凹地回填，再考虑不同渠段之间土石方的调配，对不同治理渠段的施工进度提出调整建议和衔接对策，以促进土石方的综合利用。同时，也可考虑将多余土石方外运至沿线其他工程进行综合利用，变废为宝，由被动平衡转为主动利用。对于产生弃渣量较大的渠段，确实无法综合利用的情况下，应按照新水土保持法第五十五条的要求，编制方案时必须明确弃渣专门存放地，并对弃渣场逐个进行平面布置和设计，保证不产生新的水土流失危害。

2.2表土剥离及返还问题

灌区续建配套工程沿原有渠道布置，不改变原有渠系数量及其走向，渠系建筑物在原有渠道上拆除重建或新建，占用大量水域及水利设施用地，耕地、林地、草地占用较少，无表层土可以剥离，但主体工程对渠道上边坡通常采用草皮护坡，整个渠道沿线草皮护坡面积较大，草皮护坡实施前须覆耕植土，需要十几万方甚至几十万方耕植土才能保证护坡草皮的成活率。因此，编制水土保持方案时，必须进行实地勘察，对渠道原有边坡土质进行观察和分析，确定渠道边坡熟土的厚度和是否能作为耕植土进行返还，对能剥离熟土的渠段在图纸上勾画范围，估算面积和剥离量。另外，表层熟土尽可能多剥离，而不是按需剥离，后期恢复植被时，回覆熟土越厚，植被生长情况就越好。渠道边坡剥离熟土远远不能满足草皮护坡覆土量需求时，可考虑外购表土，保证草皮护坡覆表土厚度至少20 cm，外购表土要说明来源及土料场防护责任。

2.3水土保持防治分区的问题

目前，灌区工程水土保持分区较为混乱，未形成统一的分区模式。部分编制人员考虑分区越多，防治措施设计及投资估算越复杂，不如直接简化，方案编制起来也更容易，但这样追求简化，背离了水土保持设计理念，往往造成方案设计的与工程实际需求不符，甚至影响后期水土保持竣工验收。笔者根据《开发建设项目水土保持技术规范》(GB 50433—2008)及工作实践，按照水土流失防治分区原则，一级分区按地貌类型、水土流失类型划分，二级分区按工程布置和施工布置划分，三级分区按项目功能和位置划分。因此，灌区一级分区划分为山区、丘陵区、平原区；二级分区划分为渠道工程区、渠系建筑物工程区、渡槽、施工生产生活区、施工道路、取土场、弃土场等；渠道工程区、渠系建筑物工程区、施工道路、取土场、弃土场还可划分三级分区，如渠道边坡防治区、渠道其他区域防治区、涵闸防治区、桥梁防治区、隧洞防治区、平地施工道路、坡地施工道路、平地取土场、坡地取土场、沟道型弃渣场、坡地型弃渣场、平地型弃渣场等。

2.4水土流失预测的问题

水土流失预测的内容主要包括预测面积、预测时间、预测内容和土壤侵蚀模数等。

预测面积即征占地面积，包括永久占地和临时占地，但大部分灌区渠道虽没有界桩，但已经为永久征地，可行性研究报告编制人员不需要考虑重新征地问题，只需要考虑工程临时占地即可。因此，永久占地面积由方案编制人员进行统计。对于可行性研究报告图纸比较齐全的工程，在工程布置图上可以直接量算出永久占地面积，对于图纸不齐全的工程，永久占地量算比较困难。编制人员要根据每个渠道断面的长度和宽度计算出永久占地面积，然后再根据预测单元细化预测面积。灌区工程施工总工期一般较长，但单位渠道长度的施工期却比较短，在确定每个单元的预测时间时，根据单位渠道长度的施工期来确定，不能统一按照施工总工期简单处理。现在水土流失预测大部分是按照灌区工程分区划分预测单元，太简单，必须进行细化，例如渠道工程区，可分为渠道边坡和其他区域。渠道工程区地形条件、挖损情况、土壤松散程度不同，土壤侵蚀模数就不同，因此预测单元细化越多，水土流失预测就越准确。大部分编制人员在土壤侵蚀模数取值上犯难，因为现阶段类似工程开展水土保持监测工作的较少，土壤侵蚀模数获取难度大，另外由于监测方法比较落后，因此监测数据可信度偏低，成果推广困难。根据笔者编制水土保持方案的经验，土壤侵蚀模数取值在有监测数据的情况下，优先使用类比法，若无监测数据，方案编制单位可开展现场实测工作，也可通过现场调查和询问当地水土保持主管部门，并结合土壤侵蚀分类分级标准确定。

2.5水土保持措施设计

在水土流失防治措施布设原则和工程水土流失防治目标的指导下，根据工程建设特点及当地的自然条件，按照“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的水土保持工作方针，结合水土流失预测结果、水土流失防治分区和主体已有水土保持功能设计，严格执行“先拦后弃”的施工工艺，坚持植物措施、工程措施与临时措施相结合，构建完整、有效的水土流失防治措施体系。水土保持措施总体布局应按各分区施工前、施工中、施工结束后进行布置，例如，渠道工程防治区施工前先剥离表土或原有渠道边坡上的熟土，施工中对临时堆土进行拦挡、苫盖，在挖方边坡上部布置截水沟，对开挖边坡拍实后进行苫盖，施工结束后，先进行土地整治，将剥离的表土、熟土返还至边坡，再进行草皮铺植。

典型设计中，由于灌区主体工程的测量范围仅为渠道占地，大比例尺平面布置图很难布置施工场地、弃渣场、取土场等，通常布置在以1∶ 10 000为底图的地形图上，量算出的水土保持措施工程量精确度不高，而且局部地区地形已与实际情况不符，因此不能满足方案的设计要求。在这种情况下，通常要与主体工程设计单位进行沟通，要求补测本工程布置的施工场地、取土场、弃渣场等区域，或在现场查勘时，自行测量方案编制所需的一些临时占地，确保位置、地形、地类、面积、比例尺、等高距均能满足方案编制需要。部分主体设计单位重工程、轻水保的思想观念比较严重，在设计时主要考虑主体工程所关心的内容，而往往会忽视水土保持的重要性，这样使得设计成果中具有水土保持功能的措施较少，甚至没有。对于主体工程设计不完善的情况，方案编制人员要进行必要的补充和设计，确保水土保持措施形成完整的体系。植物措施尽可能选用乡土树、草种，适地适树，并采用乔、灌、草立体配置模式，以尽快恢复区域内的植被和生态环境。

2.6水土保持补偿费

水土保持补偿费是水行政主管部门对损坏水土保持设施和地貌植被，不能恢复其原有水土保持功能的生产建设单位和个人征收并专项用于水土流失预防治理的资金。根据《关于印发<水土保持补偿费征收使用管理办法>的通知》(财综〔2014〕8号)，对于灌区工程来说，水土保持补偿费按照征占用土地面积计征。灌区工程一般跨越县市较多，在估算水土保持补偿费时，必须分县市统计，便于后期地方水行政主管部门征收水土保持补偿费。

3结语

灌区工程对缓解水资源供需矛盾，保障粮食安全，提高农业基础设施水平，减轻生态恶化的趋势，促进社会可持续发展具有重大意义。工程建成后可发挥巨大的经济效益、社会效益和生态效益，但在工程建设中如果不重视水土保持工作，那么会给工程建设带来负面影响。本文总结了灌区工程的特点和水土流失特征，根据笔者编制同类工程水土保持方案的经验，对方案编制中经常遇到的问题，提出了合理、科学的编制方法，以期为后续同类灌区工程水土保持方案编制提供借鉴和参考。

[参考文献]

[1] 郭宗楼.节水灌溉工程[M].杭州:浙江大学出版社，2008：1-20.

[2] 韩振中，闫冠宇，刘云波，等.大型灌区续建配套与节水改造评价指标体系的研究[J].中国农村水利水电，2002(7):17-21.

[3] 万珍，罗金耀，李小平，等.湖北省大型灌区续建配套与节水改造建设管理信息化系统的研究[J].中国农村水利水电，2007(10):38-39.

[4] 王向东，张峰，何凡，等. 水利工程水土保持准入条件[J].中国水土保持科学，2010，8(3):74-77.

[5] 王伟伟，杨海龙，高甲荣，等.高速公路水土保持方案编制中三种节点控制作用分析研究[J].水土保持研究，2011，18(4):27-31.

[6] 段东亮. 广东省大中型灌区工程水土保持设计初探[J].水利规划与设计，2013(1):70-72.

(责任编辑孙占锋)

[基金项目]湖北省水利重点科技项目(HBSLKY201503)

[中图分类号]TV93

[文献标识码]B

[文章编号]1000-0941(2016)06-0034-03