辽宁阜蒙县小型农田水利工程水土流失预测分析及防治措施

宋 鑫

(阜新蒙古族自治县水利事务服务中心，辽宁 阜新 123000)

阜蒙县位于辽宁省西部，属干旱地区，水资源缺乏。近几年随着国家在东北地区节水增粮项目实施，对农业增产增收起到了积极作用。阜蒙县2016年小型农田水利项目是结合阜蒙县“十三五”水利规划及节水灌溉项目而确定的项目。但农田水利项目的实施，必然会对项目区的原有地貌和植被产生不同程度的破坏，造成水土流失现象。因此，为了能够有效控制阜蒙县小型农田水利项目建设所导致的新增水土流失，本文针对工程建设可能造成的水土流失进行预测分析[1]。

1 项目概况

蜘蛛山镇位于阜蒙县的西南部，地处辽西低山丘陵地区，地势自西北向东南缓慢倾斜，呈波状高低起伏。按成因地貌可分为构造地貌、剥蚀地貌和堆积地貌三种类型。构造地貌主要为低山，受火成岩构造控制，山势突兀，岩石裸露，分布零散。

项目区所在流域属低山丘陵区，区域地质条件主要以丘陵区变质岩含水岩系和中低山区酸性侵入岩含水岩系为主，前者由片麻岩、夹长岩、斜长角闪岩组成；后者主要由花岗岩、花岗长岩、石黄闪长岩等组成。地下水属裂隙水，河流一级阶地及河滩地下水埋藏较浅，在1.5 m～3.0 m，地下水主要来源是大气降水入渗补给以及河流侧向补给，含水层以中粗砂夹砾石为主，透水性较大，渗透系数在(50～113.1) m/d，厚度10 m～20 m，适宜修建方塘或截潜流开发利用地下水。

2 水土流失预测分析

工程属于大凌河及绕阳河流域，根据辽宁省人民政府文件《辽宁省人民政府关于确定水土流失重点防治区的公告》，阜蒙县小型农田水利项目区域属于辽宁省水土流失的重点治理防护区，且根据《开发建设项目水土流失防治标准》规定，项目区水土流失防治标准为二级标准，本项目水土流失防治标准执行二级防治标准。

2.1 工程建设过程中的水土流失预测

2.1.1 预测范围及预测时段

本次水土流失预测范围为整个工程建设区域，以项目建设区为主体、各类项目施工地为界，具体包括主体工程区、施工场地区和临时堆料场区，预测面积0.08 hm2。

本工程水土流失主要发生在工程施工期。施工期间，工程建设产生的开挖裸露面表面疏松，植被覆盖率低，且受侵蚀程度大，部分边坡处于不稳定的状态；土石方开挖及土石方搬运的工程量较大，在搬运和堆置过程中可能造成的水土流失也很大；因此，阜蒙县小型农田水利项目建设水土流失预测时段主要为工程施工期，时间2个月。

工程竣工后，随着工程的正常运行，水土保持防治措施已开始发挥作用，水土流失基本得到控制。但是，在运行初期，水土保持措施未完全发挥作用，特别是水土保持植物措施受时间的限制，仍会产生一定数量的水土流失，因此，在工程运行初期亦进行水土流失预测，考虑植物措施的生长周期，预测时间为1年。

2.1.2 工程弃渣量预测

通过对主体工程水土保持评价，工程技术资料分析、现场勘察及土石方挖填平衡分析，本工程的弃渣主要来源于水源井工程的土方开挖，工程开挖土方总量为3910.2 m3。土方部分进行回填量为3215.6万m3。工程的弃渣量较小，弃土方运到低洼处进行平整，对于工程回填部分的土石方，先堆放于临时堆料场，待回填时使用。以上方量均为自然方。

临时堆料场位于临时施工场地旁，占地面积为0.02 hm2，弃渣平均堆高为0.5 m，边坡比为1∶1。

2.1.3 水土流失量预测

(1)原地貌土壤侵蚀模数及背景值

工程建设破坏的原地貌主要为荒地和原排灌站原建筑物旧址，根据当地水土保持部门提供的数据，本项目区的土壤侵蚀类型区属东北黑土区。灌区流域内山谷发育，山高坡陡，土质瘠薄，水土流失强烈，侵蚀方式主要以水蚀为主，其他重力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀相伴发生，年侵蚀模数背景值为1661 t/(km2·a)；项目建设期，土壤侵蚀模数为4243 t/(km2·a)。

(2)水土流失量预测公式

本次工程水土流失量预测采用土壤侵蚀模数法。根据工程建设主体工程区、施工场地区和临时堆料场区等所占地面积及其土壤侵蚀模数，计算出项目建设的新增水土流失量[2]：

Q=(m2-m1)×A×a

式中：Q为新增水土流失量，t；m2为对应部位的预测土壤侵蚀模数，本工程取值4243 t/(km2·a)；m1为对应部位的背景土壤侵蚀模数，本工程取值1661 t/(km2·a)；A为破坏的地表面积，预测面积0.08 hm2；a为影响年数，本工程按14个月计算。

(3)新增水土流失量预测

阜蒙县2016年小型农田水利项目新增水土流失量汇总表见表1。

表1 阜蒙县2016年小型农田水利项目新增水土流失量汇总表 单位：t

(4)水土流失总量预测

通过以上预测，工程建设过程中，在不采取任何水土保持措施的情况下，可能产生水土流失量为3.96 t，新增水土流失量2.41 t。

2.2 水土流失防治分区措施

2.2.1 水土流失防治责任范围

本工程水土流失防治责任范围为项目建设区，其中包括主体工程区、施工场地区、临时堆料场区。防治责任范围见表2。

表2 水土流失防治责任范围表 单位：hm2

2.2.2 水土流失防治分区

依据水土流失防治原则，结合阜蒙县小型农田水利项目的工程施工地貌原有类型以及工程布置情况和施工特点、可能造成的水土流失情况和区域水土流失现状，划定防治责任范围。根据本项目主体工程的施工进度，确定工程水土流失防治区为：主体工程防治区、施工场地防治区和临时堆料场防治区[3]。项目实施过程中，由建设单位同垃圾场主管单位签定弃渣堆放合同或承诺书，故本设计不设料场防治区和弃渣场防治区。

2.2.3 分区防治措施设计

本文水土保持措施设计以植物措施和临时措施为主，坚持因地制宜、因害设防，通过综合治理，使阜蒙县2016年小型农田水利项目建设产生的新增水土流失得到有效控制，避免产生新的环境问题，实现水土流失防治由被动控制转变到开发治理的局面[4]。

(1)主体工程防治区

本工程主体工程主要包括：水源井开挖。

工程开挖后形成了裸露的表面，水源井周围用浆砌砖进行砌筑而进行固化，只有弃土堆放产生水土流失。

(2)施工场地防治区

本工程临时施工场地占地面积0.08 hm2。临建设施占地主要包括：材料堆放。施工期间，在场区内设置临时排水设施，以排泄场区内的施工排水产生径流。在主体工程结束后，为减少因工程建设产生的水土流失，及时拆除临时建筑物，清除场地中的建筑垃圾及杂物，并进行土地平整，平整面积为0.072 hm2。在土地平整的基础还原耕地。

2.2.4 临时堆料场防治区

工程回填所用的土石方先堆放于临时堆料场。临时堆料场位于临时施工场地旁，占地面积为0.072 hm2，地类为耕地。弃渣平均堆高为0.5 m，边坡比为1∶1。

在施工期间，弃渣容易在雨水等外应力的作用下产生水土流失，故本次水土保持设计主要采取临时防护措施，以防止水土流失的产生。具体措施为填土草袋护坡和尼龙编制网覆盖。经计算，共需填土草袋300个，尼龙编制网1500 m2。

施工结束后，对临时堆料场采取平整还原为耕地。

3 结论

根据以上预测，阜蒙县2016年小型农田水利项目新增水土流失量扰动前为1.55 t，扰动后增加为3.96 t，工程建设过程中，在不采取任何水土保持措施的情况下，可能产生水土流失量为3.96 t，新增水土流失量2.41 t。

针对上述结果，本项目水土保持措施设计以植物措施和临时措施为主，坚持因地制宜、因害设防，通过综合治理，使阜蒙县2016年小型农田水利项目建设产生的新增水土流失得到有效控制：主体工程区水源井周围采用浆砌砖进行砌筑固化；施工场地防治区内设置临时排水设施，及时拆除临时建筑物，清除场地中的建筑垃圾及杂物，并进行土地平整；临时堆料场防治区采取填土草袋护坡和尼龙编制网覆盖临时防护措施。