垛庄水库工程水土保持措施及效果分析

柳 红

(北京海策工程咨询有限公司，北京 100055)

水利工程具有建设周期较长、工程量较大、涉及范围较广等特征，这增加了水土流失问题的发生概率，需要建设方重点关注，如果未做好水土保持工作，则会对水利工程后续发展造成不利影响，不但违背了水利工程建设初衷，也造成了环境污染。导致水利工程水土流失的原因主要是施工作业对土地资源和水文环境造成的破坏，建设方需要就此展开水土保持工作[1]。

1 水利工程概况

章丘市垛庄水库的主要功能为农田灌溉，辅助功能为预防洪涝灾害、为城乡供水等，属于综合利用的中型水利工程，主要由灌渠、水库枢纽两部分构成；位于丘陵和平原交界地带。水利工程堤坝主体结构为混凝土面板，坝顶高程342.12m，坝顶宽5.89m，水库库容2500万m3；水库正常水位350.00m，水库死水位322.00m；灌溉面积4900hm2，供水量万430m3。

2 水利工程水土保持措施分析

2.1 土石工程措施

a.修建坡改梯(梯地)，将坡度在25°以下的耕地改为梯田或梯地，即在原有耕地上沿着等高线修建阶梯式耕地[2]。此工程能够利用田埂的拦挡作用改变耕地坡度，起到降低土壤侵蚀性效果，从而减少水利工程周边耕地水土流失情况。

b.修建谷坊(拦沙坝)、护坡，针对大坝两侧开挖形成的岩质边坡，进行削坡处理后建立混凝土护坡；针对土料场、混凝土骨料场、石料场等坝区料场地理位置，应用弃石、无用层土设置临时拦挡墙；针对重力侵蚀、沟道下切沟壑，修建谷坊阻拦下泻泥沙[3]；水利工程所在地区地表土层较薄，在沟道坡度较缓位置处修建拦沙坝，同时实现蓄水、沉沙功能。此工程能够利用护坡的防护作用，保护水利工程周边生态环境，防止河岸坍塌，保护河道完整。

c.修建排水沟，在水利工程管理区域、施工用地、建筑物周边位置处设置排水沟；在坡脚位置处设置排水沟[4]。此工程能够通过及时顺畅的排水，来控制水利工程周边土壤的含水量，避免出现含水量过多降低土层结构稳定程度的情况。

d.坝区废渣回收处理，针对能够再次利用的坝区废渣进行回收，使其能够再次发挥应用价值；针对无法再次利用的坝区废渣，在不破坏土地资源和地表水资源的前提下在坝区渣场就地处理；针对无法再次利用又会对生态环境产生破坏的坝区废渣，有针对性地进行就地处理，一直到不会产生危害为止[5]。此工程能够避免坝区废渣导致的生态破坏及环境污染。

2.2 植物工程措施

a.修建植被缓冲带，针对水利工程周边已经出现轻度水土流失的经济林、生态林，结合所在地区植被分布情况，在两侧缓坡面修建植被缓冲带或水平条带状植物屏障，选择耐阴、落叶丰富的植被类型，例如：杨树、梧桐树、茶叶等。此工程能够降低坡面径流流速，增加自然降水渗入力度，有利于提高植被的蓄水性能。

b.建立水源涵养林，针对水利工程周边已经出现轻度、中度水土流失的荒草地，已经出现重度水土流失的宜林荒草地，需要进行适度人为干预，恢复植被郁闭度；建立以保护植被、涵养水源为主的水源涵养林，选择能够强化土壤保肥保土性能、根系发达、生长态势良好的树种类型[6]。此工程能够减缓水利工程周边的水土流失现象，并且展开对水土流失的针对性治理。

c.植被修复，修复水利工程开挖作业造成的植被破坏及植被砍伐，考虑到所在地区不适宜进行过多人为干扰，选择执行封禁管护方案，从而提高植被郁闭度。具体措施有：设置封育区保护宣传牌、健全管理管护组织结构、科学开展病虫害防治作业、禁止在封育区内进行破坏植被人为活动(砍伐、开采、开荒等)。此工程能够修复水利工程周边地貌特征及植被分布。

2.3 耕作工程措施

水利工程施工作业结束后，对坝区料场、坝区渣场、渠系渣场进行改造处理，回填种植土壤实现还耕；渠系两侧结合当地农作物生产情况，种植经济型果木树种，实现还耕[7]。此工程能够尽量减少水利工程对耕地资源的破坏，在减少水土流失的同时，有利于创造经济价值。

结合上述水利工程水土保持措施，现汇总水土保持工程量(见表1)。

表1 水利工程水土保持工程量

3 水利工程水土保持效果分析

3.1 蓄水保土效果

通过上述水土保持措施，水利工程周边的植被覆盖率提高了将近10%，提高了土壤的渗水率[8]；再加上谷坊、护坡、排水沟等工程有效拦截了地表径流，极大程度上减少了自然降水对裸露地表的冲击，从而减缓了水土流失，实现了蓄水保土目标。水利工程开挖作业破坏的植被在水土保持措施下得到了修复，破坏的地貌特征同样得到了修复。按照本次水利工程水土保持工程量统计，在水土保持规划实施后，土壤流失量每年能够减少2t，蓄水量每年能够增加16万m3。

3.2 经济增长效果

在落实上述水土保持措施之后，水利工程周边土层的蓄水性能得到了提高，水土流失问题得到了治理，土地的生产能力也就得到了恢复甚至提高，有利于提高农作物种植产量和质量，从而提高农业种植经济效益[9-11]。随着植被覆盖率的增加，经济林、生态林带来的木材蓄积量得到了提高，当地农民能够生产多种类型的农副产品，能够获得更多的盈利手段，农民经济收入类型逐渐丰富，收入水平不断提高。应用静态计算方法，假设水土保持规划实施10年，产生的直接经济效益能够达到6125万元，间接经济效益(土壤肥力提高、人力资源节约、农副产品增值、农作物增产增收)能够达到1532万元。

3.3 社会运行效果

上述水土保持措施能够缓解水土流失现象，有利于水利工程充分发挥应用功能，为当地社会的稳定运行提供了有力保障[11-12]。例如，能够在不破坏当地自然生态环境和谐统一程度的基础上，起到调节水量、丰富水资源的效果，为当地农田灌溉及居民生活生产提供了水资源；能够在不损坏原有自然特征的条件下，确保当地群众的用水安全，同时为旅游行业发展及人文环境建设奠定了基础；改善了农村地区生态环境，有利于建设社会主义新农村；降低了山体滑坡、泥石流等地质灾害的发生概率，避免了下游河道淤积问题，提高了河道泄洪能力，削减了河道径流量，有利于确保群众的生命安全及财产安全；存在水土流失问题的荒山荒坡得到了科学治理，植被覆盖率提高，维护了生物多样性及自然生态平衡。

3.4 公共服务效果

上述水土保持措施能够提高当地居民对水土流失治理及水土保持工程的了解和重视程度，有利于建设以宣传教育为主的长效工作机制，从而有目标、有规划、有流程地开展对当地农民的宣传教育，将国家水利工程及水土保持政策传达到各个农户，将水土保持科学技术及手段普及到各个农户，营造良好的生态环境保护氛围。当全民都具有了水土保持意识和法律观念后，便能够形成全社会共同参与和支持水土保持规划的良好局面，有利于发挥社会力量和社会资源在水利工程水土保持工程中的作用，使得水土资源能够得到公众的有力保护和有效利用[13-14]。

4 结 语

综上，土石工程、植物工程、耕作工程均是有效的水利工程水土保持措施，能够达到良好的蓄水保土、经济增长、社会运行、公共服务效果，通过水土保持工程建设能够缓解水土流失情况、降低洪涝灾害发生频率，在充分发挥水利工程经济建设效力的基础上，减少水利工程作业对生态环境的破坏，做好水土保持也是未来水利工程建设发展的主流方向。