汾河太原段综合治理三期工程区水土保持措施
2018-02-01姜淑萍
姜淑萍
(太原市水土保持监督监测总站)
1 项目建设的必要性
汾河是山西省境内的第一条大河,全长约710km,流域面积39 471 km2。其中,流经太原市区段长度近40 km。随着城市发展及局部生态环境的恶化,原本美丽的汾河太原市区段成了垃圾场、采砂场和污水沟,严重威胁到河道堤防的安全,危及中心城市的整体形象,制约着经济社会的全面发展。自1998年以来,太原市政府对主城区段的汾河河道,即北起柴村桥,南至祥云桥下游500 m,总长度约20 km,进行了连续两期的综合治理,极大地改善了生态环境和投资环境。根据太原市城市发展总体规划,汾河太原市区段东侧为汾东商务区,西侧为晋阳文化区和晋阳湖功能区。为实现晋阳古城水系连通,2012年初提出“两河一湖”水系连通方案,以全面改善省城生态环境,提升城市品味和对外形象。由此可见,启动实施汾河太原段综合治理三期工程是十分必要的。
2 项目基本情况
2.1 项目概况
2.1.1 工程概况
汾河三期工程主要任务是在汾河河道内建设2座橡胶坝,新建大堤15.4 km,加固大堤9 km,东西两岸各建设排污暗涵12 km;风峪河河道建设1座钢坝闸,加固大堤18 km,建设排污暗涵3.2 km。工程实施后,汾河河道宽度由原来的300-330 m拓宽至430-450 m,蓄水长度11.8 km,蓄水量790万m3,蓄水面积330 hm2;风峪河蓄水长度3 km,总蓄水量55万m3,蓄水面积27 hm2。
2.1.2 工程等级与规模
根据《防洪标准》(GB50201-94),汾河三期工程防洪标准按100 a一遇洪水设防。根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98),堤顶按Ⅰ级堤防设计,蓄水工程为Ⅳ等工程,相应雍水坝及岸墙按4级建筑物进行设计。
2.1.3 工程占地
项目工程占地609.76 hm2,其中永久占地602.37 hm2,临时占地7.39 hm2。按水土保持分区,河道治理工程区602.37 hm2,施工生产区0.19 hm2,取土场区7.20 hm2。
2.1.4 投资与工期
工程总投资166 529.08万元,其中建筑工程投资130 428.81万元。项目2013年3月正式开工,2016年2月完工,总工期36个月。
2.2 项目区概况
工程项目区地貌单元属汾河洪冲积平原区,地势较为平坦,地形沿汾河由北西向南东微倾,高程700-900 m。项目区属暖温带干旱半干旱大陆性季风气候区,春季干旱少雨,夏季降水集中。年均气温9.9℃,极端最高气温37.4℃(1998年),极端最低气温-22.7℃(1972年);年均降水量431.2 mm,约73%集中在6-9月;年均蒸发量1702.1mm,最大冻土深度0.72m,无霜期150 d左右。项目区主要土壤类型为褐土和潮土,褐土土层深厚,但发育较弱;潮土表层养分较高,但由于地下水位影响,土壤湿度大,作物生长困难。汾河沿岸植物种类繁多,植被覆盖率37.3%。项目区水土流失类型主要为水力侵蚀,涉及冲积平原微度侵蚀区和黄土丘陵阶地(取土场)中度侵蚀区,土壤侵蚀模数200-4 500 t/km2a。根据晋政发[1998]42号文件,项目区属于山西省水土流失重点预防保护区。
3 防治责任范围与水土流失预测
3.1 防治责任范围
该项目防治责任范围包括项目建设区和直接影响区。项目建设区包括河道治理工程区、临时堆土区、临时道路区、施工生产区和取土场。直接影响区主要包括项目建设区周边可能影响到的区域。经计算,本项目水土流失防治责任范围631.90 hm2,其中项目建设区609.76 hm2,直接影响区面积22.14 hm2。
3.2 水土流失预测结果
根据工程布局及实地调查和量算,工程建设扰动地表面积609.76 hm2,损坏水保设施面积609.76hm2。建设期土石方总量1 956.73万m3,其中挖方1 026.32万m3,填方930.41万m3,弃渣95.91万m3运往石板凹进行填埋。据测算,项目工程区原地表土壤流失量82 368.62 t,工程建设扰动后土壤流失量264 654.89 t,新增土壤流失量182 286.27 t。重点防治部位为河道治理工程区和取土场区,重点防治时段为建设期。
4 分区水土保持措施布局
4.1 河道治理工程区
汾河主体设计在部分大堤的迎水坡面采用混凝土网格防护10 631 m3,背水坡面采用土工格室进行防护10.58 hm2;汾河大堤采用抗冲生物毯防护24.04 hm2,纤维防护垫23.74 hm2,土工格室框内植草防护10.58 hm2,堤顶绿化13.20 hm2;蓄水池岸墙采用生态混凝土(表面植草)防护11.11 hm2。根据水土保持方案,新增临时排水沟24 000 m(沿导流主槽两侧布置),沉砂池120座。
风峪河主体设计对现有硬质堤防采用生物毯防护7.46 hm2和草皮护坡27.57 hm2。根据水土保持方案,新增临时排水沟18 000 m,沉砂池90座。
4.2 临时堆土区
主体设计未考虑,水土保持方案新增编织袋挡墙4 600 m,临时遮盖8.63万m2,临时排水沟5 060 m,沉砂池23座。
4.3 施工生产区
主体设计未考虑,水土保持方案新增临时排水沟1 800 m,沉砂池15座;全面整地0.19 hm2并撒播白羊草。
4.4 取土场区
主体设计未考虑,水土保持方案设计周边截水沟186 m,马道排水沟190 m,消力池1座,护坦1处,共需挖方497.3 m3,回填202.9 m3,M7.5浆砌石231.0 m3;取土结束后对取土边坡及取土平台进行种草绿化,撒播白羊草7.2 hm2。其余面积复耕。
5 水土保持投资
根据有关标准规定与水土保持工程量,本项目区的水土保持总投资为9 824.82万元,其中主体工程已列8 807.53万元,水土保持方案新增投资1 017.29万元。在新增投资中,工程措施费6.83万元,植物措施费1.31万元,临时防护措施工程费547.23万元,独立费用165.88万元(其中监理费13.77万元,监测费50万元),基本预备费43.28万元,水土保持补偿费252.76万元。
6 水土流失防治效果分析
6.1 扰动土地整治率
本工程在建设期扰动原地貌面积609.76 hm2,施工结束后,除永久建筑物占地外,其余部分根据土地用途及土壤状况进行整治和绿化复耕,扰动土地整治率达到100%。
6.2 水土流失总治理度
工程建设造成的水土流失面积为236.82 hm2,治理措施面积236.81 hm2,水土流失总治理度达到99.99%。
6.3 土壤流失控制比
黄土丘陵阶地区土壤允许流失量为1000 t/(km2·a),水土保持措施实施后的土壤侵蚀模数为770 t/(km2·a),土壤流失控制比1.3;冲积平原微度侵蚀区土壤允许流失量为200 t/(km2·a),水土保持措施实施后的土壤侵蚀模数为190 t/(km2·a),土壤流失控制比1.05。
6.4 拦渣率
本项目弃渣量为95.91万m3,运往石板凹土场进行填埋,拦渣率可达到98%以上。
6.5 林草植被恢复率
项目区可绿化面积为236.81 m2,植物措施总面积236.81 hm2,林草植被恢复率达100%。
6.6 林草覆盖率
采取植物措施的面积为236.81 hm2,项目区总面积609.76 hm2,林草覆盖率达38.84%。
经分析,设计的水土保持措施实施后,上述6项指标达到或超过了一级治理标准要求,治理效果显著。