浅析渠道防渗改造工程水土保持方案的编制

吴 云

(北京燕波工程管理有限公司，广东 深圳 518110)

昌吉市水利骨干渠道防渗改造工程，由于资金投入不足，技术条件有限等多方面原因，灌区骨干工程未能全部改造完善，渠系建筑物也没有配套完善。加之运行多年，建筑物破损严重，出现了许多不同类型的工程问题。渠道沿线地表土壤经常受到侵蚀，造成干渠淤积、冲刷、沉陷、坍塌；支、斗、农渠年久失修或未防渗，水资源未能得到充分利用，沿线水土流失现象严重，灌区生态环境逐渐衰退。水管单位年年检修或进行应急处理，花费不少人力、物力，财力。因此，渠道水土保持必须作为渠系建设的首要工作，从主体工程设计开始时就应加以重视，以提高渠系水资源利用，改善灌区农业生态环境，促进工程的良性运行。

1 项目现状

昌吉市水利骨干工程防渗改造渠道共41.76km，配套渠系建筑物49座，其中：节制分水闸23座，农桥19座，排洪渡槽5座，箱涵2座。含盘山渠、西干渠、东干渠、阿什里支渠、曙光支渠、勇进支渠6条干支渠，均位于三屯河灌区。工程区植被主要以农作物、旱柳、白蜡、灌木、芦苇为主，植被覆盖较好，植被覆盖率15%。项目区水蚀、风蚀均存在，以水蚀为主，为轻度风力侵蚀区，风侵蚀多发生于地表植被覆盖率低及裸露的渠道周边的荒地，表现为细土粒的扬失。根据《新疆昌吉市水土保持规划报告》，项目区土壤侵蚀模数背景值为1500t/(km2·a)。

2 水土流失的主要特点

项目区产生的水土流失主要集中在主体工程施工期间。首先，在工程施工期间，原地表组成物被破坏剥离，大面积的湿润土层暴露，在春夏季降雨、干热风影响下，引发水土流失；其次，在主体工程施工期间，虽然主体建筑物覆盖了部分地表，但仍有部分地面是完全裸露的，绝大部分还是临时堆叠的松散弃土或填土，这部分土壤抗侵蚀能力较低，遇上降雨易发生水土流失；遇上大风，将会引起沙尘悬于空中，形成沙尘天气；再次，因为主体工程为短工期，高上阵人数的施工方式，因此将会占压原地貌，当项目主体工程进入竣工期后，施工场地开始清理和平整，但种植的植被在短期内仍不可能形成覆盖，不能发挥水土保持功能，同时绿化工程常常滞后于主体工程，在此期间遇降雨、大风，不可避免导致水土流失。

3 水土保持方案的编制

3.1 水土流失防治责任范围的界定

工程区水土流失的防治责任范围的合理界定，见表1，关系到防治区的范围和投资的大小，对水保设施验收也将产生直接影响，因此显得尤为重要。

表1 水土流失防治责任范围表

3.2 水土流失预测

采用科学合理的预测方法，合理布设防治措施的总布局及各区防治措施设计，为有效防治水土流失危害提供依据，也有助于项目后期的良性运行及生态环境改善。

3.2.1 水土流失预测时段划分

根据工程实施年限进行划分，各单元单项工程完工后，进入自然恢复期预测时段划分表见表2。

表2 水土流失预测时段划分表

3.2.2 土壤侵蚀模数的确定

扰动后的土壤侵蚀模数确定方法与背景土壤侵蚀模数确定方法相同，依据《土壤侵蚀分类分级标准》确定，根据渠线、料场的不同组成特点，结合项目区的植被覆盖度及土壤分布情况，扰动后的土壤侵蚀模数取2700t/(km2·a)；随着各项工程建成，主体及水保中各项措施的实现，扰动破坏的地貌得以恢复，已初步具有抵抗水土流失能力，根据场地平整和弃渣的整治，确定自然恢复期各区土壤侵蚀模数为2200t/(km2·a)，验收后1a作为自然恢复期。

3.2.3 水土流失预测方法

对项目区进行详细外业踏勘，依据工程设计文件结合项目类比调查进行测算，水土流失量的预测一般采用如下公式：

W1=∑(M2-M1)SiT

(1)

式中，W1—扰动地貌可能新增水土流失量，t；M1—原生土壤侵蚀模数，t/(km2·a)；M2—扰动后的土壤侵蚀模数，t/(km2·a)；Si—扰动地貌面积，km2；i—不同的地貌单元；T—水土流失预测时段，a。

3.2.4 水土流失预测成果

在项目施工准备期内，施工道路、临时生产生活区等开工，主体工程还未施工，因此，施工准备期仅对上述2处临时占地进行预测，根据计算可能新增的水土流失量为10.35t，扰动原地貌和损坏的植被面积为7.29hm2。在施工期内，根据计算，可能新增的水土流失量为1152.35t，施工扰动面积及损坏水土保持设施面积28.20hm2。在项目自然恢复期内，扰动地貌、损坏水土保持设施、弃料等行为已不存在，通过措施其侵蚀值接近于背景值，流失量185.48t。

3.3 水土流失防治目标

依据项目区的多年降水量、土壤侵蚀强度及地形地貌，经修正后确定项目的具体防治目标，见表3。

表3 水土流失防治目标表

3.4 水土流失防治分区

根据项目区地貌地形、水土流失现状及由工程施工引起的水土流失分析，结合主体工程布局，将项目区水土流失防治区分为工程区、临时堆料场区、临时生产生活区、临时施工道路区4个防治分区。

3.5 水土流失防治措施

(1)工程区。工程区主要为灌溉渠道，工程施工结束后形成的永久弃料拉运至废弃取料坑。在填筑前将堤基表层清废土体剥离并沿渠堤外侧集中堆放，填筑结束后，将表层土规整沿渠堤外坡脚堆放；对挖方未利用的弃方沿线推平规整至迎水面坡脚处。渣体外侧平整结束后播撒草籽，控制运行初期产生的水土流失量。对临时弃料表面采取覆盖防尘网以及大风天气洒水等临时措施。

(2)临时堆料场区。采取的主要措施为施工迹地平整。

(3)临时生产生活区。施工期间的施工活动尽量避免对防治区以外的占压和扰动。施工完成后，对占压和扰动区域回填剥离的表土，并进行土地平整。

(4)临时施工道路区。主要采取布设彩条围栏、洒水抑尘等临时措施。

4 水土保持监测

根据预测(调查)分析，水土流失监测的重点地段主要为工程区、渣场区。各布设监测点采用定位观测法结合实地测量法，根据监测时段内累积观测值，估算不同时段内土壤风蚀量、水蚀量；在施工准备期和施工期分别结合水土保持方案及相关设计文件对防治范围内的地貌地形、土壤、植被、土地利用、工程扰动、防护工程建设等各方面情况进行全面调查和相应测量，以获取相关数据。同时，还应获取施工过程中有关石方开挖、回填、弃渣、运用的记录资料，进行实地调查以评估施工过程中引起的水土流失及影响。

5 结语

水土保持方案的编制对水土流失危害的防治具有重要的作用。因此，编制机构和人员应立足于实际，与主体设计单位、当地水管单位、水保部门多沟通、多学习，勤于思考，特别是重视与主体设计的衔接，坚持原则，尊重规律，科学地进行水土流失预测，采取相应的对策措施，才能有效地解决工程建设所引起的水土流失危害及其带来的不利影响。