洞庭湖蓄滞洪区安全试点工程水保措施布设研究

林荣新

(湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司深圳分院 广东 深圳 518000)

1 概 述

长江中下游防洪体系的重要构成之一是洞庭湖蓄滞洪区，其对分流城陵矶区域超量洪峰，保障武汉市防洪安全和荆江大堤稳定具有极其重要的意义。三峡工程建成后，城陵矶附近区域超额洪量有所减少，但分洪总量仍然很大，重要蓄滞洪区将长期存在并发挥防洪效益。为缓解湖南省四水尾闾和松澧地区的防洪压力，确保四水尾闾重要城市和重点堤垸的防洪安全，选择围堤湖、澧南、西官垸及民主、城西垸进行安全试点工程建设，其中围堤湖、澧南、西官垸以建设和完善垸内生产转移道路、桥梁等转移设施为主，以确保分蓄洪命令下达前，垸内的生产人员能及时安全转移；民主、城西垸则以安全区和安全台建设为重点，以满足分蓄洪时沙头安全区内居民的基本生活物资和防汛抢险物资运输需要[1]。

工程主要建设内容包括安全区、安全台、生产转移道路、桥梁、机电设施防护等，其中安全区新建堤防和护坡各9.27km，填塘固基24处、共17598m2，新建穿堤涵闸6座，修建堤顶混凝土道路11.29km；新建安全台4处、面积61.1万m2；修建生产转移道路20条、总长63.54km；重建配套桥梁23座；建设沙头资江大桥安全区内的引桥、接线、匝道及悬梯；3处泵站设施防护等。项目建设将不可避免地扰动地表，并占用耕地、破坏植被。为有效防治施工中的水土流失，亟需开展针对性的水土保持措施布设研究。

2 水土流失防治目标

该项目水土流失防治标准执行《生产建设项目水土流失防治标准》(GB/T50434-2018)，对应的防治目标为：水土流失总治理度95%；土壤流失控制比0.8；扰动土地整治率95%；林草覆盖率25%；林草植被恢复率97%；拦渣率95%。考虑到项目区多年平均降雨量多高于800mm，将水土流失总治理度、林草覆盖率以及林草植被恢复率三项目标值的绝对值均提高2%；考虑到工程区水土保持受到轻度侵蚀，将土壤流失控制比目标值由0.8提高至1.0(各项防治目标值具体见表1)。

表1 项目水土流失防治目标值统计表

3 防治责任范围及防治分区

3.1 防治责任范围

根据相关规范要求，以施工组织设计、工程布置、场地区的自然地形条件为基础，结合工程建设和运行过程中可能造成水土流失的影响区域，以项目建设区和直接影响区的各自面积作为该工程的水土保持防治责任范围。经现场调查和科学界定、核实，该工程项目建设区总面积为658.46hm2，直接影响区总面积为59.95hm2，水土保持防治责任范围总计718.41hm2。

3.2 防治分区

工程水土流失防治分区以场地区主体工程布局、地貌地形条件和水土流失特征为基础，并结合资料收集与数据分析、现场实地走访调查等方法来进行划分。项目水土流失防治分区分为主体工程区、取土场、弃渣场区、施工生产生活区、施工道路区、临时堆土区和道路改建区共7个分区，主体工程区按建设内容又划分为安全区、安全台、转移道路和月围等4个防治亚区。

4 水保措施布设

4.1 措施总体布局

水土流失防治应根据项目区地形、地质、土壤条件及水土流失状况，结合工程施工特点、施工布置、项目区近远期发展规划以及防治目标和所产生的水土流失影响，科学确定水土保持方案及措施[2]。总体而言，应遵循工程措施为主，植物措施为辅；永临结合、防治并举；全面防治、重点突出；资源保护，恢复为主的治理原则，通过系统、全面设计，以期形成完善和富有成效的水土保持防治体系[3]。在防治过程中，优先实施工程措施，以其时效性和控制性来削弱水土流失；在此基础上，进一步开展植物措施来涵水保土，并结合土地整治来充分遏止工程区域流失水土，从而全面防治水土流失[4]。根据该工程防治分区情况，将主体工程区和取土场确定为该项目的水土流失重点防治区，并采取综合措施来实现水土流失由被动控制到综合开发治理的转变。

4.2 分区防治措施布设

4.2.1 主体工程区

主体工程区按建设内容划分为安全区、安全台、转移道路和月围等4个防治亚区，是该项目水土流失重点防治区之一。

1)安全区：施工过程中拟在堤防填筑前，沿新建堤防坡脚外侧设置袋装土进行拦挡，防止松散土方进入河道，并沿袋装土外侧设土质排水沟。及时对堤段坡面采取工程护坡或植物护坡措施，并对堤顶道路两侧范围铺设草皮。穿堤建筑物回填土临时堆放在堤防坡脚护堤地，并采取拦挡、覆盖措施；施工完成后为了防止堤防坡面降雨冲刷坡脚，在大堤内侧坡脚栽植2m宽的灌木带。为了排除上堤坡道工程区的径流、洪水，在上堤坡道内侧布设排水沟。上堤坡道外侧布设1排灌木带。填塘固基施工区已建成塘埂，可以用作拦挡措施，填塘固基完毕后，对堤内填筑面采取复耕措施。对穿堤建筑物周边空隙地种植水保草地，进行美化绿化。安全区护堤地范围内栽植水杉，株距为2m。

2)安全台：施工过程中民主垸安全台采取土方直接填筑，在填筑土方施工活动前，沿安全台坡脚外侧设置袋装土进行拦挡，防止松散土方进入河道，并沿袋装土外侧设土质排水沟。城西垸相邻安全平台的土方填筑采用挖泥船吹填，台周边进行围堰吹填，并布设多处退水口于围堰填筑区内，退水口与排水沟渠连接，同时采用黏土麻袋和彩条布进行保护；施工完成后在安全台坡脚和台面纵横布设永久排水沟。为有效防止安全台面土壤侵蚀，对吹填的安全台表层覆土，再撒草籽固土，增加植被覆盖，安全台面草种可选择经济、耐压、耐旱的狗牙根草种。在安全台规划道路两旁各种植一行行道树，树种为水杉，株距3m。及时对安全台坡面采取工程护坡或植物护坡措施。为了防止安全台坡面降雨径流冲刷坡脚，在安全台坡脚栽植2m宽的灌木带。

3)转移道路：在转移道路两边布设临时排水土沟，采用梯形断面，其底宽30cm，深40cm，边坡 1:1。工程完工后，对路基形成的边坡和路肩空闲地植草皮防护，道路两旁各种植一行水杉。民主垸新建1座防汛转移对外交通配套桥梁(益阳市资阳区沙头大桥)。该大桥跨越资江，总长度为2591.08m，其中桥长1617.6m(主桥710m、引桥长907.6m)，接线长760.18m,资阳岸匝道长213.3m。为防治桥梁建设中的水土流失，在引桥路基两边进行绿化，种植乔木120株、灌木760株，并对桥梁工程的取土场和弃土场进行防护。

4)月围：在月围堤防填筑施工活动前，沿堤防回填坡脚外侧设置袋装土进行拦挡，防止松散土方进入附近渠道，并沿袋装土外侧设土质排水沟。工程完工后，及时对堤段坡面采取草皮护坡。

4.2.2 取土场

取土场是该工程水土流失重点防治区之一。取土场位于垸外洲滩以及垸内岗地，共18处，占地总面积444.06hm2，取土总量1046.36万m3。其中洲滩取土场15处，占地总面积417.42hm2,取土总量882.06万m3；垸内岗地取土场3处，占地总面积26.64hm2, 取土总量164.3万m3。对不同类型取土场，采取不同的水土保持措施：①洲滩取土场(I类)：开采前分区剥离表土，将表土临时堆放在取土场一角。对表土采取袋装土临时挡渣坎拦挡，挡渣坎顶宽0.75m，高0.75m，边坡1∶0.5，底宽1.5m；开采过程中分区开挖，分区进行土地平整、覆土以及植被恢复。表土回填完工后，拆除袋装土临时挡渣坎，拆除料用作取土场种植土；开采完工后在开采表面回填表土，营造水保林草地，树种选择意杨，株行距均为2m。草种选用狗牙根草，采用人工撒播方式，播种量为80kg/hm2。②岗地取土场(II类)：开采前在开采面上侧修建截水沟(如图1)，出口设沉沙池，拦截坡面径流，防止降雨径流冲刷开采面。分区剥离表土，并对表土采取临时拦挡；开采过程中由于岗地取土场原占地类型主要为疏林地，开采表面规划种植水保林；开采完工后在开采坡面平台和坡脚设置排水沟，水流汇入岗地坡脚原排水沟，并在开采面回填表土，对原占用耕地的取土场采取复耕措施，对占用非耕地的种植水保林草地。

图1 截水沟典型设计断面

4.2.3 弃渣场

弃渣场位于堤防内侧10m范围内的护堤地，共9处，占地总面积10.43hm2，堆土总量约30万m3。弃渣前，完善弃渣场周围排水和沉沙系统，并在弃渣场周边新建袋装土挡渣坎，防止降雨径流携带泥沙进入附近农田，同时在袋装土外侧和渣面布设临时排水沟，在排水沟出口处布设沉沙池，经沉沙后再排入堤防附近原有排水沟渠。堆渣过程中按“先拦后弃”原则严格控制堆渣程序，堆渣的设计坡比参照同类工程弃渣场实践经验采用1：2.5。弃渣完成后，对弃渣场外坡面采用撒播种草和植灌木带防护，弃渣面种植护堤林，林间撒播种草。

4.2.4 施工生产生活区

工程施工生产生活区布设的施工临建设施主要为沥青混凝土拌和场、桥梁上部结构的预制场以及仓库等，占地总面积2.07hm2。水土保持措施分施工前和工程完工后共2个时段进行防护：(1)施工前，在开挖场区内修建临时排水土沟，排水沟总长度1780m；(2)工程完工后，临建设施全部拆除，对施工迹地进行清理、平整土地，并对原占用耕地的施工生产生活区采取复耕措施。

4.2.5 施工道路区

工程施工道路总长23.2km，其中新修施工道路长10.7km，整修、改建道路12.5km，占地总面积9.04hm2,均为泥结石路面。施工前，在路基两侧布置临时排水沟。工程完工后，对新修施工道路，拆除泥结石路面，平整土地，恢复水保林草地。对永临结合的整修改建施工道路，保留路基，并对路基两边进行绿化。

4.2.6 临时堆土区和道路改建区

城西垸蔡家岗安全区(位于白马镇部分)新建堤防缺乏土料，需要设置临时堆土区用于吹填土料临时存放，土料临时堆放2年经排水固结后再用作堤防填筑，临时堆土区占地面积16.58hm2。堆放过程中，在堆土区平台布设临时排水沟2930m，因堆放长达2年，台面还需播撒草籽防护。

该工程改建简易公路1.01km、机耕道2.89km。为防治道路改建施工过程中可能造成的水土流失，水土保持应遵循以下要求：①避开不良地质段施工；②避免在雨季施工，选择在每年的秋末、早春和冬季进行；③合理调配土石方，做到挖填平衡，不随意弃渣；④道路整平后应尽早对裸露地表实施林草植被恢复措施，缩短地表的裸露时间。具体水土保持措施为：道路路基形成后，在路基两侧新建排水设施，并在坡面撒播种草，路肩种植一排灌木，路基两旁植行道树。

4.3 水保措施效益分析

该工程水土保持工程总投资2801.65 万元，水土保持方案实施后，项目各项防治指标均达到了方案提出的目标值(详见表2)。该项目水保方案的实施可减轻水土流失破坏土地，削弱泥沙对河流、沟渠的淤积和对相关工程设施的损坏，保证土地资源的流转利用和可持续发展，改善周边群众生产、生活条件，从而使人与自然的发展步入良性循环。总体而言，该项目水保措施的实施具有显著的经济效益和社会效益。

表2 防治目标达标情况表

5 结 论

洞庭湖围堤湖等五垸蓄滞洪区安全试点工程是流域防洪体系的重要组成部分,符合上位规划要求。工程的建设会对项目周边区域环境产生一定的不利影响，从而引起水土流失新增，但其影响可通过科学合理的水保措施予以缓解和逐步消除。通过加强重点分区的预防和实施治理措施，可将水土流失控制与合理利用水土资源、保护和恢复土地生产力有机结合起来，从而避免“边施工边破坏”的现象发生。因此，从水土保持角度分析，该工程建设中不存在水土保持的制约性因素,项目建设整体是可行的。