兴隆水利枢纽工程水土保持措施应用效果分析

张晓敏

（湖北省汉江兴隆水利枢纽管理局，湖北武汉 430000）

0 引言

水利枢纽建设，如开挖、取土、弃渣，会不可避免地破坏、扰动原地表植被，在大风、降雨的作用下，极易造成水土流失[1]，也就是说，水利枢纽建设对当地水环境、生态环境、土壤环境等会造成诸多不利影响[2]。因此，为控制施工扰动产生的水土流失，必须采取相应的水土保持工程措施及临时措施[3]。本文对兴隆水利枢纽建设规模和区域生态环境特点进行了有益的探讨。该项目在建设前期就编制了水土保持方案，在建设中及时开展了水土保持监理，即开展了全建设周期的监测与动态设计。建成后的监测数据表明，与主体工程同步实施的各项水土流失防治措施效果显著。本文总结了该项目的经验，以期为类似工程提供参考。

1 工程概况

汉江发源于陕西秦岭南麓，流经陕西省宁强县、勉县和安康市，以及湖北省丹江口市、襄阳市、天门市、潜江市等地，于武汉市汉口龙王庙汇入长江，全长1577 km。

兴隆水利枢纽工程是南水北调中线一期工程汉江中下游四项治理工程的重要组成部分[4]，上距丹江口378.3 km，下距河口273.7 km，是汉江渠化梯级中的最后一个梯级。工程建筑由泄水闸、电站厂房、船闸、鱼道、两岸滩地过流段及其上空的连接交通桥组成，为I等工程。枢纽的建设既可有效增加中线工程可调水量，减轻调水对兴隆河段用水的影响，又可促进当地经济社会可持续发展，发挥资源优化配置的作用。同时，可以利用枢纽上下游最大水头增加发电功能，为地区经济社会发展提供清洁能源。

本项目水土流失防治区主要有主体工程防治区，弃渣场防治区，料场防治区（含土料场、石料场），施工道路防治区，施工辅助设施防治区，浸没治理防治区等。

2 工程区域环境

工程区处于扬子准地台之次级构造单元两湖断坳的江汉断陷上，第四纪以来，近场区地壳运动以整体性沉降为主，库坝区处于相对稳定的地块上。

本地气候为东亚副热带季风气候，具有明显的季节性，冬季严寒，夏季酷热。区域多年平均气温为16℃，年平均风速为4.3 m/s，多年平均降水量为1040 mm，历年最大降水量为1530 mm，历年最小降水量为659 mm，降水主要集中在4—8月。

工程区域位于江汉平原的汉江阶地，土壤类型主要有水稻土、黄褐土、潮土、沼泽土。水稻土是指在长期淹水种稻条件下，产生的熟化和氧化与还原交替，以及物质的淋溶、淀积，形成特有剖面特征的土壤，以潴育水稻土为主。黄褐土由黄土母质形成，多见于江滩丘陵地区。潮土形成于汉江沉积物上，经多年培土、耕作发育而成，多以灰潮土为主。沼泽土是由长期积水形成的。

项目所在地植被以草地为主，仅在堤外滩地、平台及田间四旁有一些零星的人工林地。草地植被主要有禾本科的蜈蚣草属、牛鞭草属、狗牙根属，莎草科的苔查，以及少量菊科草种，主要草种有狗牙根、假俭草、牛鞭草、短尖苔草、弯囊苔草、红穗苔草、一年蓬、田边菊等。灌木主要分布在石料场，以紫穗槐、荆条为主。林地植被以人工种植的水杉、意杨、樟树为主，石料场有旱刺槐及栎类植被。

3 水土流失问题分析

水土流失问题主要是平原工程区的土体开挖破坏面可能产生新的水土流失，水土进入汉江及其支流，造成汉江下游及周边地区河床淤积。工程开挖弃渣如处理不当，也会造成水土流失问题。施工场地、施工道路建设和运行期间，如果不设置临时防护措施，将会破坏周边植被和原始地表，增大工程区土壤侵蚀强度，造成土地肥力严重退化，恶化区域环境。

3.1 主体工程

主要建筑物有泄水建筑物、通航建筑物、电站厂房、鱼道等。本工程共占用并扰动地表面积1177.82 hm2，破坏了801.60 hm2的耕地及31.76 hm2的林草地，土石方开挖形成的弃渣可能直接进入汉江及其支流，从而淤积河道及湖泊，抬高河床，造成汉江下游及周边地区河床淤积。

3.2 弃渣场

工程产生的弃渣采用吹填或者运输的方式弃在堤内外，弃渣场的水土流失主要发生在堆渣过程中和堆渣完毕后，如果不注意防护，堆渣造成的水土流失可能使河床淤积，影响河道行洪，给汉江下游及周边地区造成一定的危害。

3.3 料场

料场的水土流失主要形成于开挖过程中及开挖后，如果不注意防护，在降雨径流及重力的作用下会形成水土流失，填埋周边农田、淤塞灌排水系，对当地农业生产造成较大的负面影响。

3.4 施工便道

施工便道在工程施工时，如果不设置临时防护及后期恢复措施，开挖的边坡在降雨径流及重力的作用下造成的水土流失将会破坏周边植被和原始地表，同时影响项目区的生态环境。

3.5 施工场地

如果不注意施工期的临时防护及后期恢复措施，施工扰动的地表将在降雨及径流的影响下降低项目区植被覆盖度，增大项目区土壤侵蚀强度，造成土地肥力严重退化以及区域环境恶化。

4 水土保持措施实施情况

兴隆水利枢纽基本遵循“预防为主，全面规划，综合治理，因地制宜，加强管理，注重效益”的方针，按照预防和治理相结合的原则，根据项目工程水土流失防治分区，确定本项目水土流失防治措施体系由工程措施、植物措施和临时措施组成。

以水土保持方案为依据，根据工程实际情况，及时落实了主体工程区、弃渣场区、料场区和施工辅助设施区的防治措施，同时增加了施工道路区和浸没治理区防治体系的构成（如增加防护网苫盖等）。

4.1 措施类型布局

4.1.1 工程措施

根据方案设计和实际建设的需要，本项目分区实施了浆砌石护坡挡墙、抛石护脚护岸、模袋混凝土表土剥离及返还、排水沟、沉沙池以及土地整治复耕等措施。本项目从工程实际出发，在落实方案设计各区工程措施体系的基础上，根据工程实际需求变更了具体防护措施的形式，实现了更好的防护效果，工程措施总体布设合理。

4.1.2 植物措施

本项目根据方案设计和实际建设的需求，对各分区可绿化区域实施了植生块、植草砖种草、植灌木、植树等植物措施。在当前的技术和经济条件下，项目区可绿化区域基本得到了绿化，植物措施整体布局合理。

4.1.3 临时措施

本项目按照方案设计和实际建设的需求，对临时堆土、施工用料、工程裸露边坡等采取了袋装土拦挡、临时排水沟、临时沉沙池和临时种草等防护措施，同时根据实际需求增加了布置防护网等临时苫盖措施，防止了因降水和大风造成的水土流失。临时措施实施及时到位，布设较为合理。

整体来看，本项目依据水土保持方案，结合工程实际，将施工过程中的临时措施与工程措施结合，实施时间、布设部位较为合理，基本达到了防治施工期水土流失的目的。施工后期在空闲地及具备绿化条件的区域实施了植物措施，一定程度上改善了项目区的生态环境。措施布设较为合理，实现了方案设计的水土流失防治目标。

4.2 措施分区布局

4.2.1 主体工程区

主体工程引水渠、排水渠采用浆砌石或草皮护面，基础开挖在围堰的保护下进行，原有建筑物拆除的弃渣集中堆放，基础开挖土方集中堆放在选定的堆放场，并采取临时防护措施。主体工程完工后，建筑物周边地面平整，铺设草皮。

4.2.2 料场区

本项目实际只开采使用了围堰黏土料场，该料场设置在工程管理范围内的高漫滩上。开采之前，在临江侧设置了挡水土埂，施工结束后回填围堰弃方，随后撒播草籽恢复植被。

4.2.3 弃渣场区

在施工过程中，先填筑拦挡土埂，在外沿利用弃土人工填筑拦挡土埂，弃土平均堆高控制在2 m左右。沿土梗外侧修建一圈排水沟，汇集坡面水流，引入附近沟道，出口处设沉沙池，堆放在堤防平台上。将计划占用平台的草皮剥离，并及时将草皮铺在土埂及弃土坡面，使弃土表面能够得到及时防护，防止降雨时产生面蚀和细沟冲蚀，并在弃土表面按株行距栽植意杨。弃渣若堆放在渠道两边的农田，则将弃土表面平整复耕；堆在高漫滩的弃渣，则播撒草籽恢复植被。

4.2.4施工辅助设施区

将临时占用范围的表土剥离，堆放在施工场地一角，坡脚用袋装土临时拦挡，拦挡断面同土料场断面，表面可播撒耐寒草籽，沿施工场地周边开挖临时排水沟。工程结束后，清除剩余建筑材料及被硬化的地表，清除的废渣就近平整乡村道路，清除硬化层后的临时占地，平整、恢复其原有功能。

4.2.5 施工道路区

对新增的施工道路，在其两边开挖排水沟。工程完工后，清除表层的泥结石，清除的废渣就近平整乡村道路，清除后的临时占地恢复耕种。

4.2.6 浸没治理区

施工过程中采用袋装土拦挡方式保护施工材料和临时堆土。施工完毕后采用植生块对浸没沟进行砌护，在路埂上撒播草籽恢复植被，弃方平整后进行复耕。

5 实施效果分析

在本工程项目施工的过程中，堆土、堆渣处于动态变化状态，随着工程施工的进行，水土流失程度增强。在施工结束后，主体工程区、料场区、弃渣场区、施工道路区、施工辅助设施区和浸没治理区对地表的挖填扰动全部结束，施工期的临时堆土、石料及设备材料均已清理运走，各类施工迹地及裸露边坡都得到了有效的治理，排水措施、拦挡措施等基本到位，水土流失得到了有效控制，土壤侵蚀程度逐渐减小并趋于稳定。本项目整个建设期内未发生重大水土流失事故，因此本项目水土保持措施的实施，既有效避免了项目建设过程中的水土流失，保护了当地的水土资源，又为改善项目区生态环境起到了积极的作用。

根据有关规范要求，扰动土地整治率是指在项目建设区内，经过整治后可以投入使用的土地面积占扰动土地总面积的百分比。本项目投入试运行后共计占用土地面积为1084.23 hm2（不计列淹没区面积），完成水土保持防护措施的总面积为570.19 hm2，建筑物、场地硬化、道路等占地面积为497.59 hm2，扰动土地整治率为98.5%，达到了水土保持方案确立的防治目标95%。

投入试运行后，本项目扰动土地面积为1084.23 hm2，建筑物、场地硬化及道路恢复等占地面积为497.59 hm2，水土流失面积为586.64 hm2。共计治理水土流失面积为570.19 hm2，其中工程措施面积为407.82 hm2，植物措施面积为162.37 hm2。水土流失总治理度为97.2%，达到了设定的目标值95%。

本项目所在区域不涉及国家级或省级水土流失重点预防区和水土流失重点治理区，考虑到项目所在地区在汉江干流上等因素，容许土壤流失量为500 t/（km2·a）。根据2015年末对工程各项水土保持措施治理后的监测结果分析，在本项目林草植被恢复期结束时，经治理后本项目平均土壤流失量为398 t/（km2·a），土壤流失控制比为1.26，达到了方案设定的目标值1.2。

拦渣率指项目防治责任范围内实际拦挡弃土弃渣量与弃土弃渣总量的比值。根据相关资料，截至本工程结束时，本工程弃渣总量为1452.43万m3，采取各项防护措施后实际拦挡弃渣1441.17万m3，拦渣率达99.2%，达到了水土保持方案确定的防治目标95%。

根据《开发建设项目水土流失防治标准》，林草植被恢复率为项目建设区内植被恢复的面积与可恢复植被面积之比。本项目可恢复林草植被面积为163.58 hm2，实际达到规范要求的林草植被面积为162.37 hm2，林草植被恢复率达到99.3%，达到了方案设定的目标值98%。

6 结语

本项目建设期间在各防治分区采取的水土保持措施总体适宜，水土保持工程布局基本合理。施工期间因工程建设活动产生了新的水土流失，但通过采取各类水土保持工程措施、植物措施和临时措施，工程建设造成的水土流失基本得到了有效的控制，并取得了较好的生态效益。总体来看，本项目对当地经济有一定的促进作用，工程建设中的林草植被建设和土地恢复情况也比较好。工程竣工后，实施了有效的水土保持措施和生态恢复工程，并取得了较好的效果。通过融合生态环保理念与工程建设，工程施工造成的水土流失影响程度减至最小，为平原地区生态水利开发提供了借鉴经验。