武威市凉州区永昌灌区高效节水灌溉项目建设区水土流失预测探讨

杨 哲

（甘肃省武威市凉州区永昌水利管理所，甘肃 武威 733000）

1 工程概况

武威市凉州区永昌灌区地处武威盆地中部，凉州市区北侧，灌区东濒石羊河与金羊灌区隔河相望，南与金羊灌区相连，西接西营灌区下游，北临北沙河与永昌、民勤两县交界。现有农田灌溉面积1.38万hm2，属于纯井水灌区，机电井始建于20世纪60—70年代，改造、完善、补充于20世纪90年代前后，是凉州区3大井泉灌区之一。永昌灌区自然条件较好，光热资源丰富，土地平坦，土壤熟化程度高，水利骨干工程的建设成效显著。水源工程基础条件相对完善，运行良好，供水能力有极大保障。2013年以来，为缓解凉州区水资源矛盾，大力推行节水灌溉，确保农业综合生产能力提高。在高效节水建设总体框架下，通过国家级河西走廊高效节水灌溉示范区项目建设，因地制宜在永昌灌区推广管灌、微灌等节水灌溉技术，改进田间灌水技术，优化作物灌溉制度，节水灌溉工作取得了显著成效。工程设计采用更换新泵方案，自机井提水加压，进入首部系统，经过滤装置、施肥装置、首部设备压力表、空气阀、闸阀等首部设施，通过铺设干管、支管辅管、毛管等输配水管网进行灌溉。通过实施高效节水项目，水源工程和灌排骨干工程能够发挥最大效益，农田灌排体系整体效益突显，农业抗灾减灾能力和综合生产能力得到大幅度提升，同时有效提高了灌溉水利用率与灌溉保证率，缓解了当地的水资源供需矛盾[1]。但在项目建设过程中，因扰动地表将会造成新的水土流失问题。

2 工程建设对水土流失的影响因素

2.1 水土流失的影响因子

2.1.1 自然因素

2.1.1.1 气候因素。项目区属典型的干旱气候，降水量少，蒸发强，风大是影响当地土壤侵蚀的主要因子。

2.1.1.2 植被因素。项目区所处区域为绿洲农耕平原区，植被稀少，覆盖度低，形不成地表有效保护层，人为扰动后地表植被及土壤结皮遭到破坏，土壤侵蚀增强。

2.1.1.3 地形地貌因素。区域属平原区，有利于风蚀的产生和加强。

2.1.1.4 土壤因素。项目区土壤类型主要为栗钙土和棕漠土等，颗粒较为细小，抗侵蚀能力较弱，极易被风吹蚀。

2.1.2 人为因素 项目区内人为扰动原地貌、毁坏植被、破坏地表结皮等不合理的人为活动都能引起或加剧水土流失。

2.2 工程建设对水土流失的影响因素

根据现场调查，项目区水土流失类型主要为风力侵蚀，兼有水力侵蚀。工程建设过程中产生的水土流失对当地水土资源和生态环境、周边生产生活、下游河（沟、渠）道及排水管网淤积和防洪安全、工程本身建设的影响如下。

2.2.1 施工建设期 包括施工准备期和施工期，施工准备期由于项目区“四通一平”施工，扰动地表，减低了原地貌的土壤抗侵蚀能力；施工期包括土方开挖、混凝土浇筑、土方回填、设备安装、道路施工都不可避免地使地面的植被遭到破坏，原地貌被扰动，在遇到恶劣天气时极易导致水土流失的发生，因而施工期是水土流失发生的主要阶段。

2.2.2 自然恢复期 土建工程基本结束，扰动区域被建筑物硬化覆盖、砾石压盖、造林绿化等措施保护，水土流失量逐渐减少。因此，水土流失防治的重点为施工区域采取措施但尚未完全恢复发挥效益的区域。

项目区各工程单元在建设过程中，由于受大风等自然营力和人为活动的作用，均不同程度地产生或加剧水土流失，对生态环境造成不利的影响，对此必须采取相应的措施进行防治，要求项目主体设计未设计的或达不到预期预防目标的水保措施均应在项目水保方案中补充新增。

3 预测范围和预测时段

按照规范标准，高效节水灌溉工程项目属于建设类项目，水土流失预测只对项目建设期（含运行期）和自然恢复期进行预测[2-3]。依据主体工程施工进度计划，施工期为8个月，预测期按1年进行计算；本项目区原地表建设扰动后的自然恢复期按2年计算。

4 预测方法

4.1 预测的重点

根据灌区内自然条件、主体工程施工特点及工程建设与生产对水土流失的影响，确定该项目建设水土流失预测重点内容为扰动地表及植被损坏面积、水土流失量、水土流失危害等情况[4]。

4.2 预测方法的确定

4.2.1 原地貌土地、植被损坏预测方法 通过查阅资料、水土流失现状调查，对主体工程、临时工程在建设期扰动地表、占压土地与损坏植被面积分别进行统计分析。

4.2.2 其他水土保持设施毁坏预测 根据主体工程初步设计报告，利用当地有关资料并结合现场调查资料进行分析预测。

4.2.3 废弃（土）渣石量的预测方法 弃渣（土、石）主要包括主体工程施工过程中的开挖和建设用料的剩余及废方2部分，主要采用主体设计文件中的数据，通过土石方平衡分析确定。

4.3 可能造成的水土流失危害预测

该项目建设过程中产生的水土流失对永昌灌区生态环境的影响、对主体工程安全影响、自然灾害的影响等，主要通过查阅相关资料以及实地调查进行综合分析。

5 预测结果

工程项目建设占地95.47 hm2，均为永久占地，占地类型为荒地，损坏水土保持设施面积95.47 hm2；砂石料等全部由周边料场购买；建设过程中不涉及取土场，未产生永久弃渣；预测期内原地表土壤流失总量为1.260万t，扰动后新增土壤流失0.446万t。

6 水土流失危害分析与评价

6.1 对土地资源可能造成破坏的分析

由于本工程区域内因深挖、高填而新增的高陡边坡较少，由此引发的边坡坍塌等破坏土地的现象极少。但对地表的扰动，导致其涵养水源、拦挡泥沙的能力下降，在遇到大风或强降雨恶劣天气时可能出现较为严重的水土流失，对项目周边的生态环境造成破坏。

6.2 对土地生产力可能造成下降的分析评价

本工程建设过程中对所经区域的地表植被及结皮等水保设施造成破坏，土壤的保水性能降低，土壤养分流失，随着农田灌排体系整体效益的充分发挥，将大大提高土地产出率。

6.3 对周边环境可能造成影响的分析评价

本项目区域降水少，蒸发量大，植被覆盖率低，自然生态环境脆弱。工程建设过程中的土石方开挖、临时堆放，占压植被，被扰动的疏松、裸露的表土很难抵御大风，容易形成扬尘，甚至造成大面积沙尘暴，对周边生态环境造成破坏。

7 预测结论及指导性意见

根据水土流失预测，该项目水土流失防治责任范围总面148.25 hm2，其中建设区95.47 hm2，直接影响区52.78 hm2。根据预测结果显示，水土流失主要在项目的建设过程中产生，而且管线区生产水土流失最为严重。指导意见如下：一是施工期是产生水土流失的主要时段，土石方开挖、回填、运输以及施工场地和施工便道等区域是产生水土流失的主要环节，应根据施工特点及季节，增加洒水频次及数量，施工时序安排时，应尽量避开风季，对在风季不得不实施的工程必须做好防护措施，有效预防水土流失。二是在防治措施设计方面，对产生水土流失的管线区土方开挖、临时堆土场、施工场地和施工便道等主要部位，布设表土剥离、土地整治、绿化覆土等工程措施、布设补植补种等植物措施和拦挡、排水、沉砂池、苫盖、洒水等临时措施，通过各项措施的布设形成防治体系，从而最大限度地防止水土流失，使各项防治指标达到目标值。三是在水土保持监测方面，针对管线开挖、临时堆土场、施工场地等产生水土流失的重点部位布设监测点。同时，施工期为重点监测时段，水土流失主要发生在风季，对风季应增加监测频次，主要监测水土流失状况和水土保持效果。四是在施工进度安排方面，突出重点，择期施工，对各部位采取治理措施，先拦后弃，临时措施贯穿施工全过程，有效遏制水土流失。