水利水电工程表土剥离相关问题探讨

2016-04-10菅宇翔

水利水电工程设计 2016年3期

王　童　焦　莹　菅宇翔　李　文

水利水电工程表土剥离相关问题探讨

王童焦莹菅宇翔李文

表土富含有机质、土壤酶及微生物等物质，具有较好的营养和环境条件来供应和协调植物生长，结合水利水电工程项目施工扰动及水土流失特点，根据《中华人民共和国水土保持法》、《开发建设项目水土保持技术规范》、《水利水电工程水土保持技术规范》等法律、规范，分析与解读表土剥离区域、剥离厚度、剥离方式以及表土堆存与防护等问题，提出表土合理可行的利用与保护措施。

水利水电工程表土表土剥离表土堆存防护

2010年修订的《中华人民共和国水土保持法》第38条规定：“对生产建设活动所占用土地的地表土应进行分层剥离、保存和利用，做到土石方挖填平衡，减少地表扰动范围。”《开发建设项目水土保持技术规范》、《开发建设项目水土保持方案技术审查要点》、《水利水电工程水土保持技术规范》等规范与技术文件都明确要求：地表开挖或回填施工区域，施工前应进行表土剥离，并估算弃渣场、料场、工程永久办公生活区等区域绿化、复垦等覆土需求量，明确剥离表土的范围、厚度、数量和堆存位置，堆存的表土应采取防护措施，施工结束后应将表土回覆到绿化或复耕区域，若有剩余应明确其利用方向。

水利水电工程一般建设工期较长，破坏地表植被范围大，尤其是施工生产生活区、施工道路等多占用较平坦的耕地；其次，水利水电工程一般均有水库淹没区，淹没区大多广泛分布着耕地、草地、林地等生产力较高的土地，这些土地被淹没后将不可恢复；再者，水利水电工程一般位于山高、坡陡、河道比降大的河流上，弃渣场、取料场占地面积较大，因此，对于水利水电工程施工扰动区域的表土进行剥离，并采取措施防护，有利于施工后期迹地恢复，合理有效保持、保护土壤资源，使土地资源持续利用。

1　表土

表土是地球陆地表面可产生植物收获的疏松物，富含有机质、土壤酶及微生物，由气候、母质、生物、地形、时间等自然因素和人类生产活动共同作用形成的，具有较好的营养和环境条件，能够供应和协调植物生产，它是在土壤剖面中最靠近地表、有机质和微生物含量最多、对地力快速恢复和植物生长最有利的表层土壤，是一种稀缺的、不可再生的、具有重要生态价值的基础性资源。水土保持所说的表土，不仅仅指耕地的耕作层，还包括园地、林地、草地等适合耕地的表层或腐殖质层。

2　表土剥离

表土剥离是指建设用地或露天开采用地（包括临时性或永久性用地）所涉及的适合耕种的表层土壤剥离出来，用于原地或者异地土地复垦、土壤改良、造地及其他用途的剥离、存放、搬运等一系列相关活动。其利用应先满足原地利用能产生最大综合效益的用土需求，然后再考虑异地利用能产生最大综合效益的用土需求［1］。

3　剥离区域

表土剥离区域应综合考虑后期土地利用性质、恢复方向等确定，一般应遵循 “先永后临、先高后低、先厚再薄、先易后难”的原则。先永后临是指对于永久占压土地的表土，在现有经济技术水平下，凡是能剥离的均要考虑剥离，当其表土量无法满足需求时，再剥离临时用地范围内的表土。因为永久占地对表土的破坏是永久的、不可逆的，而临时占地对表土的破坏是短暂的、可逆的，所以应优先考虑剥离永久占地范围内的表土。对于水利水电项目而言，永久占地范围最大的就是水库淹没区，且库区一般广泛分布着耕地、草地、林地等生产力较高的土地类型，因此，剥离库区的表层土，异地利用，改良土壤，尤其是在表土资源匮乏与紧缺的西北部地区、西南土石山区及高寒地区具有明显的综合效益。重庆市移土培肥工程就是将三峡水库被淹没的优质耕（园）地的耕作层土壤剥离转移到交通便利、距库区一定距离内的瘠薄耕（园）地上，同时配套土地整理及相关工程项目，以增加现有耕（园）地面积，提高现有耕（园）地质量，发挥了明显的经济效益［2］。“先高后低”是指从土壤肥力来看，先剥离肥力高的耕地、园地或腐殖质层后的林地，后剥离肥力较低的一般荒草地，因为肥力高的土壤能充分供给植物所需要的养分、水分、空气，使植物生产发育良好，所以表土肥力越高的区域就越要优先剥离，一般来说，相同条件下耕地、园地的表土肥力高于林地，而林地的表土肥力高于草地。“先厚再薄”是指从土层厚度来看，先剥离土层厚的区域，后剥离土层薄的区域。“先易后难”是指从操作难易程度来看，先剥离交通便利，易于运出的区域，后剥离施工不方便，难度较大的区域。

4　剥离厚度

根据SL 575—2012《水利水电工程水土保持技术规范》规定：“表土剥离厚度根据熟化土厚度确定，应优先选择土层厚度不小于0.3 m的扰动地段。”表土层有机质含量随土壤厚度的增加而减少，表土剥离不宜过深，以免造成财力、物力和人力的浪费。根据土壤剖面结构和土壤熟化程度，表土剥离厚度一般为30～80 cm，但在具体设计中应根据剥离区域土壤耕作层厚度、后期复绿、复耕所需回填土量确定剥离厚度，对土层深厚、肥沃的区域可适当深剥，对土层较薄、肥力不高的区域，可适当浅剥，在总量控制的前提下，尽量将剥离区域内最肥沃、腐殖质含量最高的部分土壤剥离出来，因此，在实际水土保持措施设计中应根据各剥离区域土地利用现状、表土厚度和回填需求量等综合确定，以达到表土利用效益的最大化。一般来讲，耕地、园地由于长期耕作、种植，表土层相对较厚且均匀，土壤熟化程度较高，表土剥离时应将表层土全部剥离利用，一般为50 cm以上；水利水电工程设计中涉及的林地、草地多为料场或弃渣场用地，地貌也多为山坡地、山间洼地或沟道等，表土厚度差异较大，表土剥离过程中应控制剥离厚度，一般在30 cm以内。

5　剥离方式

根据SL 575—2012《水利水电工程水土保持技术规范》规定：“应根据表土厚度及分布均匀程度、土壤肥力和施工条件等因素，确定表土剥离的施工方式。”对于土层较厚且均匀、成片分布的平原、丘陵应以机械剥离为主；对于土层较薄、分布较破碎的表土层如山地区、高原草原草甸等地可采用人工剥离为主的方法。

6　表土堆放

表土堆放不得影响周边公共设施、工业企业、居民点等的安全，涉及河道的，应符合治导规划及防洪行洪规定。在保证安全和符合规定的基础上，堆放场地的选址应遵循 “先内后外、先集中后分散”的原则。先内后外即在不影响主体工程建设的情况下，堆存场应优先选择在工程征占地范围内且交通便利的区域，不另征地，在工程征地范围内无法堆放的情况下，再考虑外运异地堆放表土。在工程区内堆放的表土，可选择预留场地或建设期间空闲的、极少扰动的区域四角堆放，对于外运异地堆放的表土，可沿近路一侧条形堆放或锥体堆放，条形堆放的堆土区域情况确定，做到范围不宜过大，尽量减少扰动；先集中后分散即指表土应优先选择集中分区、分片堆放，对于场地限制较大，集中堆放难度较大时，可选择就地分散堆放表土。

表土堆放高度一般不超过5 m，堆土边坡坡比控制在1∶1.5以内。耕作层、犁底层和心土层土壤分层堆放，避免熟土和半熟土交叉污染［3］。

7　表土堆存防护

根据SL 575—2012《水利水电工程水土保持技术规范》规定：“工程建设中剥离的表层熟化土，应作为覆土土源集中存放，并采取临时水土流失防治措施。”表土临时堆存受施工组织设计限制，堆存期少则几月，多则几年，因此，堆存期间，受降雨侵蚀、风沙侵蚀和自然沉降等因素的影响，可能导致松散的堆土产生新的水土流失，甚至滑坡、泥石流等地质灾害，因此，根据堆放时间、地域、降雨等确定需要采取的临时拦挡、临时排水、临时苫盖、绿化等防护措施。

7.1临时拦挡

临时拦挡多采用编织袋装土，拦挡的高度和宽度与堆存场地的地形坡度、征地范围及堆存土量有关，一般取值为高0.5～1.0 m、宽0.5～1.0 m，梯形或矩形断面，土袋中填筑开挖的表土，覆土时，拆除编织袋即可。

7.2临时排水

对于周边有一定集雨面积的堆存场地，应布设临时排水措施，一般采用梯形或矩形断面土质排水沟，并与周边排水沟渠连通，排水沟断面尺寸可根据集水面积、径流系数、气象等情况计算分析求得，或可根据区域经验值确定，满足排水要求即可。根据SL 575—2012《水利水电工程水土保持技术规范》规定：“临时排水明沟，宜采用梯形或矩形断面，矩形明沟的沟底宽度不应小于0.4 m，梯形明沟的沟底宽度不应小于0.3 m，纵坡根据地形条件，不宜小于0.3%。

7.3临时苫盖

表土堆存期间，结合具体情况，可采用苫布、彩条布、密目网和防尘网等苫盖，西北风沙地区可采用草、树枝或砾石等临时覆盖。对于分区分片开挖回填的输水工程项目，可根据施工时序安排，对临时苫盖材料合理重复利用。

7.4绿化

根据SL 575—2012《水利水电工程水土保持技术规范》规定：“裸露超过1年且多年平均降水量800 mm以上的临时堆土区，宜采取临时绿化措施。”临时绿化可选用适生的绿化用草，时间较短可选用小麦、谷类等防蚀防尘，不仅可以减少降雨对表土的冲刷，减缓径流速度，减少表土流失，还可以进一步改善土壤结构和肥力。