内蒙古喀喇沁旗水利施工中的水土流失与保持措施

2022-03-24毛晓明

农业工程技术 2022年2期

毛晓明

（内蒙古赤峰市喀喇沁旗水利局，内蒙古赤峰 024400）

可持续发展战略指导下，农村农业高质量发展越来越重要。农村水利工程作为重要的民生工程，与人们的生产生活密切相关，提高工程施工质量、加强施工管理不容懈怠。水土保持是农村水利工程施工中的重要管理内容，关系着水利工程的基础稳定性，分析水土流失原因，把握水土流失特点，采取有效的治理措施，可以确保水土稳固、水利工程建设顺利展开。

一、农田水利工程施工中水土流失的原因

喀喇沁旗国土总面积3050 km2，某工程项目区所在旗水土流失以轻度水蚀为主，属北方土石山区，结合资料可知该项目区原地貌水力侵蚀模数在1000 吨/km2•a，风力侵蚀模数在200 吨/km2•a。项目区容许土壤流失量为500 吨/km2•a。造成水土流失的主要因素如表1 所示。

表1 工程施工中引起水土流失的因素

该项目工程施工中的水土流失原因主要以自然因素和人为因素为主，前者是潜在因素，后者是直接因素，也是水土流失出现的主导因素。

1、自然因素

自然因素主要与项目区气候条件、水文条件等有关，具体包括风力、水力等侵蚀外营力和地形地貌、土壤组成物质与结构，以及地面覆盖度等抗侵蚀力。

2、人为因素

工程施工中，深基坑开挖和填土等施工活动会对施工现场原有地貌、地表植物、土体结构等造成不同程度的破坏，使土地原有的水土保持性能逐渐丧失。同时，施工改变了外营力与土体抵抗力之间形成的相对平衡，导致项目区水土流失加剧[1]。

二、水土流失的危害性

项目施工严重破坏地表植被，土层结构稳定性下降，水土保持能力丧失，新增水土流失加剧。

1、破坏地表植被，减少生物量

工程项目施工对地区土地占用量较大，对草地、林地整体种植结构造成一定破坏，使土地退化，可利用土地资源减少，土地生产力下降，对项目区局部生态环境质量带来不利影响。

2、增加水土流失量

施工导致项目区地表植被严重破坏，土壤的结构、组成等发生改变，加上施工产生大量疏松堆土，多雨天气进一步增加了水土流失量。此外，工程施工中的临时占地也会对地表植被造成不同程度的破坏，土壤结构固结性下降，土层疏松，水土流失量增加。

3、发生山地崩塌和滑坡灾害

工程项目施工中，露天采场、废石场、工业场地水土流失量较大，新增水土流失量483 吨，占新增水土流失总量的84.7%。废石场上游没有及时开挖截水沟，多雨天气会形成径流，冲刷废石场平台和边坡，使堆土发生崩塌、泥石流、滑坡等灾害的可能性提高，对项目区周围生态环境带来不利影响。

三、水土保持监测方法

1、调查监测法

调查监测法主要有实地调查法和样本调查法。

（1）实地调查法

实地调查法调查水土保持工程设计情况、水土保持管理情况和项目区背景值有关的指标，通过查阅主体工程设计资料，收集气象、水文、土壤、土地利用等资料，结合实地调查分析给各指标赋值。水土流失危害监测涉及指标主要通过对项目区重点地段进行典型调查和对周边居民进行访谈调查，获取监测数据。

（2）样本调查法

样本调查法是对植被状况的监测采用样方法，样方投影面积为：乔木林10 m×10 m 或标准行、灌木林5 m×5 m，人工种草1 m×1 m，每样方重复3 次，记录测定方法、林草生长情况、成活率、植被恢复情况及植被盖度。

2、实地量测法

实地量测法以先进的信息技术为核心，采用GPS 沿占地红线和扰动边界跟踪作业，确定防治责任范围、扰动地表面积、损坏水土保持设施面积等。

3、无人机监测法

无人机监测法利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS 差分定位技术和遥感应用技术，实现自动化、智能化、专用化快速获取空间遥感信息。根据监测区域地形、地貌设计航摄方案，利用无人机进行野外航摄，整理航摄范围内航片，通过遥感影像处理软件对影像进行拼接、纠正等处理，得到水土保持监测结果[2]。

4、遥感监测法

水土保持遥感监测工作应按资料准备、遥感影像选择与预处理、解译标志建立、信息提取、野外验证、分析评价和成果资料管理等程序进行，确定防治责任范围、扰动地表面积、损坏水土保持面积沿占地红线和扰动边界跟踪作业，监测弃土（石）渣量和土壤流失情况。

四、农村水利工程施工中的水土保持技术

1、坡面治理技术

坡面治理技术是当前农村水利工程施工中常见的水土保持技术，实际应用中主要有梯田工程技术、坡面蓄水工程技术、山坡截流沟技术3 种。

（1）梯田工程技术

梯田工程技术主要适用于山地丘陵地区，水利工程施工前要先对地区环境进行勘察，在坡地上沿等高线修建波浪式断面的农田，通过坡度减缓形式降低雨水对土层的冲刷力，对植被起到保护作用[3]。

（2）坡面蓄水工程技术

坡面蓄水工程技术的核心是旱井，利用旱井的蓄水作用确保水土保持。西北地区很多农村水利工程施工中采用这种技术，在干旱少雨季节通过旱井获取水源。旱井直接流进河流，不会对地表土层造成较严重的侵蚀，为农田水源灌溉提供便利。

（3）山坡截流沟技术

运用山坡截流沟技术的主要目的是对坡面水流和排出坡面的水流进行拦截，降低水流的冲击力度。通过引流沟将雨水按照规定方向进行引流，最大程度减少水土流失。修建截流沟时要和等高线走向保持一致，而且坡面位于2 个截流沟坡面之间，因此雨水径流速度较缓慢，避免了暴雨季节雨水的大量冲刷，地表土壤不会被雨水带走。

2、沟顶防护工程技术

沟顶防护技术的主要作用是缓冲河流径流的冲击力，避免因冲积导致沟顶前进或沟底下切等问题，可以对农田起到保护作用，稳定种植土壤结构。应用时要对地区土壤结构有全面了解，在沟顶部修建相应的拦水沟埂，高效利用从沟顶上部冲积下来的雨水，对农田进行水源灌溉。

3、排洪工程技术

排洪工程技术以荒溪冲积扇为基础，实际运用中主要有中部排洪、下游排洪、上游排洪、横向排洪4 种方法。中部排洪是将大量雨水直接排到下一级河道中；下游排洪是直接在河流冲积扇下游地区修建排导沟；上游排洪技术较为复杂，将排导沟修建在河流冲积扇靠下游河道的上游一侧，排导沟的水流流向和下级河道之间角度较大。不同的排洪技术形式各有应用优势，在水利工程施工中应用可以起到很好的水土保持作用。

引洪技术和排洪技术相互联系，通过引洪可以将水土流失危害范围降低到最低，减少泥石流和洪峰的不利影响。具体可以应用渠首无坝进行引水，将水流引流到沟道的凹岸处，避免水流大量冲积造成的水土流失。较为严重时需在滩地上修建围堤，以确保引流的准确性。