长距离输配水工程水土保持措施体系研究——以陕西省引汉济渭二期工程为例

李宏伟，刘 刚，宋晓峰，马清瑞，闫法奇

(陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西 西安 710010；2.西安市城市规划设计研究院，陕西 西安 710082)

长距离输配水工程是生产建设项目线性工程的较为典型类型，其永久占地相对较少，临时占地比例高，线路较长，一般要跨越多个水土流失类型区，水土流失类型多样化。工程建设过程中对水土流失的影响集中在建设期，主要是隧洞进出口开挖、输水渠道开挖、施工道路及施工生产生活设施布置、围堰挖填及拆除、弃渣堆放等施工活动对原地表的占压和破坏，重塑小地貌，改变原地表产汇流条件，增加水力侵蚀程度，使工程区水土流失量增加。

本文以陕西省引汉济渭二期工程为例，对长距离输配水工程水土流失特点及防治措施进行分析总结，以期为编制类似工程水土保持方案、合理布设水土保持措施提供参考。

1 项目概况

1.1 项目概况

陕西省引汉济渭工程是从陕南汉江流域调水至关中渭河流域的陕西省内大型调水工程，是“十三五”期间我国实施建设的172项重大水利工程之一，其主要任务是向关中渭河沿岸的重要城市、县城、工业园区供水，逐步退还挤占的农业与生态用水，促进区域经济社会可持续发展和生态环境改善。该工程由调水工程、输配水工程两大部分组成，引汉济渭输配水工程是连接水源与用水户的桥梁和纽带，是引汉济渭工程发挥效益的必要条件，引汉济渭二期工程为引汉济渭输配水工程中的骨干线路。

引汉济渭二期工程位于陕西省关中地区，属大(1)型Ⅰ等工程。建设内容主要包括黄池沟配水枢纽、输水南干线工程、输水北干线工程，总长191.97km。南干线工程从黄池沟配水枢纽起，沿秦岭北麓自西向东，至灞河结束，承担西安城市和鄠邑、沣西新城、沣东新城、长安区等的输水任务。北干线工程从黄池沟配水枢纽起，承担渭河以南周至以及渭河以北咸阳市和兴平市、秦汉新城、空港新城、泾河新城等的输水任务。

1.2 水土流失状况

项目所在区域水土流失类型以地表径流冲刷土壤引起的水力侵蚀为主，土壤侵蚀强度等级为微度，项目区容许土壤流失量为1000t/(km2·a)。项目区自然因素造成的水土流失较轻，目前水土流失主要为人类活动造成的新增水土流失。根据《全国水土保持规划(2015—2030年)》，项目所涉及的区域不属于国家级水土流失重点预防区和重点治理区；根据《陕西省水土保持规划(2016—2030年)》，项目区属于省级水土流失重点治理区(秦岭北麓低山、台塬重点治理区)和重点预防区(关中阶地、台塬基本农田重点预防区)。

2 水土流失特点

2.1 项目为线性工程，穿跨越工程较多

本工程沿线穿越灞河、渭河、泾河等多条河流，穿跨越工程主要包括隧洞、箱涵、倒虹、管桥、渡槽等，其中隧道6座，箱涵4处，倒虹、渡槽及管桥7处，穿跨越工程较多。主体工程设计了导流围堰等措施，水土保持针对实际情况布设表土防护措施，土地平整以及河床平整措施，并增加了绿化美化措施以及植被恢复措施，对于施工过程中增加了临时拦挡及苫盖措施。

2.2 项目涉及地形复杂，施工临时设施设置困难，施工难度大

南干线地形在整体上呈西高东低，南高北低的特征，沿线主要经过渭河冲积洪积平原亚区(秦岭北坡山前洪积平原)、渭河北侧黄土台塬亚区两个地貌类型；北干线沿线主要经过渭河冲积洪积平原亚区、秦岭北麓台塬亚区两个地貌类型。本工程施工线路较长，施工临建设施、辅助企业和堆料场地根据主要建筑物位置和施工需要布置。在隧洞作业面、大型倒虹、管桥等工程处设置施工区，管道沿线每10km左右设一个施工点，每个施工区根据需要设置相应的施工辅助企业、仓库等，共计布置53个施工工区，且施工临时设施的布置需避开环境敏感点，选址较为困难，施工难度大。水土保持针对实际情况布设临时排水沟，对施工迹地临时占地恢复原使用功能。

2.3 项目对地表扰动面积大，永久占地面积比例较小

对工程征占地面积进行分析，永久占地面积占6.36%，临时占地面积占93.64%。项目区位于关中盆地区，本工程采用以输水隧洞为主的方式进行布设，施工采用施工支洞方式分段完成，从而缩短了工期，并较大地减少了工程建设对地面的扰动；工程结合实际情况采用倒虹和箱涵形式进行输水，有利于工程后期的地表恢复。工程布局紧凑，最大可能的减少了永久占地面积。水土保持针对实际情况对临时占地恢复原使用功能。

2.4 工程涉及环境敏感区数量多，且位于省级水土流失重点预防区和重点治理区

本工程涉及的环境敏感区主要包括1个省级自然保护区、1个省级风景名胜区、3个饮用水水源保护区、1个国家级水产种质资源保护区、1个国家级森林公园、1个省级森林公园、2个国家级湿地公园和7个省级重要保护湿地。根据本工程环评报告书，工程的实施对上述自然保护区的不利环境影响可通过采取环境保护和管理措施得以减缓与控制。本工程位于陕西省省级水土流失重点预防区和重点治理区，水土流失防治标准执行建设类项目一级标准，水土保持要求提高防护标准，优化施工工艺，尽可能减少地表扰动及植被破坏，应及时对项目区进行植被恢复，并提高林草覆盖率值，同时在植被建设时提高标准。

2.5 弃土弃渣分散，弃渣运输距离较远，极易造成水土流失

工程弃渣主要来源于输水隧洞的开挖，本工程共设置弃渣场24个，南干线8处，北干线4处，弃渣场设置较为分散，且为了避开环境敏感区，个别弃渣场弃渣运输距离较远，弃渣量大，若不及时采取有效的防护措施，土石方受重力、水力、风力作用极易造成水土流失。水土保持针对实际情况采用挡渣墙、截(排)水沟、植被恢复等措施。

3 水土保持措施

3.1 水土流失防治分区布局

水土保持措施总体布局是在对主体工程已采取的具有水土保持功能的防护措施基础上，根据水土流失防治分区进行布置的。结合长距离输配水工程建设特点以及对水土流失影响、区域自然条件、项目的功能分区、项目的建设时序、总体布局和可能造成的水土流失特点，以防治工程建设中水土流失和恢复区域环境为目的，提出新增水土保持措施，使之形成一个以工程措施为先导、土地整治与植物措施相结合，临时防护措施相配套的水土流失综合防治体系。既能有效地控制项目建设期的水土流失，保护项目区生态环境，又能保证工程建设和运行安全。本项目水土流失防治区共分成8个区，即配水枢纽工程防治区、输水管线工程防治区、输水穿跨越工程防治区、工程永久办公生活防治区、施工生产生活防治区、道路工程防治区、弃渣场防治区、移民安置与专项设施改建防治区。

3.2 水土流失防治措施布局

项目水土流失防治措施体系框图如图1所示。

图1 引汉济渭二期工程水土保持措施体系框图

3.3 水土保持措施设计

3.3.1 拦挡工程

因弃渣场所处地势存在一定的坡度，弃渣容易顺坡而下，直接损害边坡的植被、农田、道路等，在弃渣前设置拦渣措施，以减免水土流失。弃渣场堆置弃渣前对表层土进行剥离，恢复植被前将先期剥离的表土回覆于弃渣场顶部，再进行恢复植被。弃渣场拦挡措施等级取决于弃渣场级别，设计拦挡措施前需根据弃渣场地质条件、拟堆渣高度及对下游影响程度确定弃渣场等级。弃渣堆放量按照松方系数换算后进行设计并估算工程量。永久性拦挡建议采用浆砌石挡渣墙，临时性拦挡建议采用钢筋石笼挡墙。

3.3.2 截、排水工程

需采用水文计算方法确定修建的截、排水沟尺寸，洪峰流量计算依据《地方实用水文手册》，采用“QP=KPFn的经验公式法”进行，截、排水沟按照SL575—2012《水利水电工程水土保持技术规范》中的尺寸计算公式进行校核。截、排水主要为边坡截水和自身排水等，截、排水工程主要包括配水枢纽环池道路排水、隧洞洞脸永久截水沟、截水沟顺接排水、工程管理站永久排水沟、弃渣场永久排水沟、道路工程永久排水沟、施工生产生活区临时排水沟、道路工程防治区临时排水沟等，形成了较为完善的排水系统。永久排水系统采用梯形结构、M7.5浆砌石砌筑、边坡比1∶0.5，临时排水沟采用土质梯形断面、边坡比1∶0.5。

3.3.3 土地整治、植被恢复工程

本工程临时占地面积比例较大，施工结束后需对临时用地按照原有土地利用类型进行植被恢复，对临时占地区域进行土地整治，为植被恢复及复耕创造条件，植被恢复时利用施工前按需剥离的表土在施工扰动区域覆土，有利于植被的生长发育，原有土地类型为林地、草地的恢复为林草植被，原有土地类型为耕地的恢复为耕地。植被恢复时应遵循适地适种、植被自然分布规律、优先选择乡土物种、种源丰富易成活的原则，对临时占用的的弃渣场和临时场地植被恢复与建设工程级别宜取3级；对于工程永久占地区的弃渣场和永久场地执行主体工程区相应级别；对于工程永久办公和生活区，植被恢复与建设工程级别可提高1级。

3.3.4 穿跨越工程

穿跨越施工过程中可能发生水土流失的环节和部位主要体现在施工期穿越河流对河床的开挖、河床的平整、隧洞洞口的临时防护及穿越区域的恢复等。倒虹工程施工结束后，需对原河床开挖作业面进行平整，尽量恢复河流原貌；针对输水管线经过的等级公路以及渠道工程顶管穿越，水土保持设计深层土和表层土分区堆置，在两侧操作场地周边修建临时排水沟，并在两侧各修建一处沉砂池；对于管线穿越的有常流水小河沟及沟道时，采用小围堰进行导流施工，并将管沟开挖的土方临时堆放在管沟一侧，并采用密目网苫盖，施工完成后进行土方回填处理，并对周边扰动的河床进行平整；对于管桥基础进行临时防护，对于河滩地范围的管桥基础开挖的土方分区堆置，在外侧采用草袋装土围挡，堆土顶部采用密目网苫盖。施工结束后进行场地及河道平整，并对河滩地撒播紫花苜蓿草种进行恢复植被；针对隧洞口的永久占地区进行平整后绿化美化，空地范围种草，周边种植乔木；采取草袋拦挡、密目网苫盖、临时沉沙池等措施防治施工期的水土流失。

4 结语

水土保持方案的编制是有效贯彻水土保持法、控制人为水土流失的重要手段，通过对引汉济渭二期工程水土保持方案案例分析，总结出此类项目的水土流失特点，有针对性的提出防治措施体系，项目建设造成的水土流失将得到有效的控制和改善，水土保持效益、社会效益、生态效益显著。

长距离输配水工程永久占地相对较少，临时占地面积较大，线路较长，一般要跨越多个水土流失类型区，水土流失类型多样化，弃土弃渣分散，易造成严重的水土流失。要求建设项目从工程占地、土石方开挖及综合利用、施工工艺等源头上控制水土流失，并对后续的水土保持措施优化设计提出要求，注重弃渣场及穿跨越工程的防护，积极发挥临时排水、沉沙池、拦挡、苫盖等水土保持临时措施的作用，在日常管理中做好影像资料及临时措施台账管理，加强水土保持监测、监理，切实有效地遏制此类建设项目造成的水土流失，保障水土资源的可持续利用和生态环境的可持续维护。将项目建设为生态示范性工程，并做到以新带老，整体提升项目区水土保持状况。