南水北调中线工程水土保持措施探讨——以一期工程漳河北至古运河南渠段为例

赵小明，张冬梅

(1.中国南水北调集团中线有限公司 河北分公司，河北 石家庄 050035；2.江河水利水电咨询中心有限公司，北京 100120)

南水北调中线工程是一项跨流域、跨省市的特大型调水工程，对优化我国水资源配置、缓解华北地区水资源紧缺状况、改善区域生态环境、促进华北地区国民经济和社会可持续发展具有重大战略意义[1]。其中，南水北调中线一期工程漳河北至古运河南渠段(以下简称“中线一期漳古段”)先后穿越海河流域众多河流，且位于河北省水土流失重点治理区，水土流失会造成生态环境破坏、河流湖泊淤积、土地资源浪费等突出问题，对国民经济发展和生态文明建设构成严重威胁。为保证水质和工程安全运行，工程建设对各方面指标要求较高，科学开展水土流失防治工作极为重要。以中线一期漳古段为例，分析水土保持措施体系构建，探讨水土保持措施体系实施效果，以期为同类工程的水土保持工作提供参考。

1 项目概况

中线一期漳古段起于冀豫界漳河北、止于石家庄市古运河枢纽，途经河北省邯郸市、邢台市、石家庄市等，全段总长238.54 km。干渠处于太行山东麓与华北平原的接壤地带，地形西高东低，干渠沿线地貌主要包括平原、岗地、丘陵，其中平原主要分布在邢台段和赞皇到石家庄段，岗地主要分布在邯郸段，丘陵主要分布在临城、高邑、赞皇及元氏县局部渠段。干渠沿线属暖温带大陆性季风气候区，四季分明，年均气温12.6～13.4℃，年均日照时数2 400～2 634 h，年均降水量480～570 mm，汛期降水量占全年降水量的70%以上。中线一期漳古段项目区以水力侵蚀为主。工程于2005年开始建设，于2014年完工，因此执行《开发建设项目水土流失防治标准》(GB 50434—2008)的水土流失防治标准指标。

2 水土保持措施体系

依据干渠沿线地形地貌特点、渠道挖填情况、渠段水土流失类型和强度，将项目划分为磁县至元氏段(半挖半填渠道)丘陵岗地区、鹿泉段(半挖半填渠道)平原区、石家庄段(深挖方渠道)平原区3个一级水土流失防治区。在此基础上划分为主体工程施工区、弃渣场区、取土场区、生产生活区、施工道路区、其他区域6个二级水土流失防治区[2]。根据水土保持措施布局原则，针对各水土流失防治区实际情况，明确各水土流失防治区任务，因地制宜、因害设防，布设各水土流失防治区水土保持措施，实现水土流失防治目标。水土保持措施主要包括工程措施、植物措施、土地整治措施、临时措施和预防保护措施[3]。各水土流失防治区水土保持措施布设情况详见表1。

表1 水土保持措施体系总体布局

(1)工程措施。工程措施主要布设在渠道边坡、弃渣场、交叉沟道上下游、施工道路和生产生活区等水土流失重点地段，主要包括挡土墙、拦渣坝、拦渣堤、挡渣墙、护岸、护坡、排水工程等。边坡稳定的土体边坡修建混凝土、浆砌石或框格护坡和排水工程，高陡边坡修建挡土墙、工程护坡等防护工程，弃土弃渣场修建挡渣墙、拦渣坝、拦渣堤、护坡和排水工程，交叉沟道上下游采用浆砌石护岸、护坡。

(2)植物措施。植物措施主要包括植物护坡和种植林草等。对于边坡较缓、立地条件较好的土质边坡，采用灌木草皮护坡[4]；对于石质边坡等不易采取植物措施的区域，在坡脚和平台上覆土或换土种植灌木、爬藤植物；对于工程完工后不具备恢复农田条件的弃渣场区、生产生活区和施工道路区，种植林草。

(3)土地整治措施。在弃渣场区、取土场区、施工道路区和生产生活区等工程验收使用后，实施土地平整、覆土、修筑地埂等土地整治措施，恢复原土地利用类型或农田、林草地，以保持水土，发展地方经济。

(4)临时措施。在主体工程施工区、弃渣场区、取土场区、施工道路区和生产生活区等工程施工中，需采取临时措施防治水土流失，特别是汛期施工时，采取必要的排水、挡护、沟道清淤等临时水土流失防治措施。考虑到临时工程的短时效性，一般选择简单、有效、易行且投资少的工程措施。交叉建筑物施工中的临时弃渣一般采用拦渣堤、挡土墙；施工道路路基下边坡较陡、可能造成边坡水土流失的地段，在下边坡修建临时拦挡工程，拦挡工程一般采用土坎或干砌石坎。弃渣场区、施工道路区、生产生活区和其他区域需要排水的施工场地修建排水沟，一般为土沟，急流段附加编织袋填土或砌石防护。

(5)预防保护措施。工程施工时序和施工期临时防治措施安排对水土流失的防治效果影响很大。若施工时序和施工期临时防治措施安排不当，将不能有效预防施工中产生的水土流失，并造成施工中水土流失的常态化。山丘区坡面开挖工程应先修建截排水沟道后开挖坡面，填筑工程应先修建拦挡工程后填筑；弃渣场应“先挡后弃”，并重点考虑弃土弃渣综合利用，减少弃土弃渣临时占地；取土场应先修建拦挡、排水工程后取土；生产生活区应先修建拦挡、排水工程；施工道路修建时应及时采取临时拦挡和排水措施，施工道路应经常洒水，临时堆放的土石料和运输土石料车辆应进行遮盖等。

3 水土保持措施实施效果

3.1 扰动土地整治率

项目的扰动土地面积为项目建设区占地面积，建设期间扰动土地面积6 719.49 hm2。建设过程中，通过采取永久建筑物硬化、护坡、土地平整、植树、种草、临时防护等措施对已破坏土地进行整治，实际完成扰动土地治理面积6 696.57 hm2，扰动土地整治率为99.66%。各水土流失防治区扰动土地整治情况见表2。

表2 各水土流失防治区扰动土地整治情况

3.2 水土流失治理度

项目区治理前水土流失面积为4 289.29 hm2，水土流失治理面积为4 266.38 hm2，水土流失治理度为99.47%，各水土流失防治区的水土流失治理度见表3。

表3 各水土流失防治区水土流失治理度

3.3 拦渣率

工程建设期内的弃渣区域除了工程设置的弃渣场区，还包括主体工程区的临时堆土区。经监测，实际弃渣量为9 918.75万m3，占地面积1 724.32 hm2，项目区实际拦渣量为9 851.30万m3，项目拦渣率达99.32%。

3.4 土壤流失控制比

项目区属于北方土石山区，根据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2008)，项目区容许土壤流失量为200 t/(km2·a)。通过水土保持监测报告、现场调研、抽样调查复核等，根据地面坡度、植被覆盖度等，确定项目区平均土壤侵蚀模数约为154 t/(km2·a)，计算得到土壤流失控制比为1.30。各水土流失防治区的土壤侵蚀模数和土壤流失控制比见表4。

表4 各水土流失防治区土壤流失控制比

3.5 林草植被恢复率

项目区可恢复植被面积为1 437.54 hm2，已恢复植被面积为1 412.83 hm2，项目林草植被恢复率为98.28%，各水土流失防治区林草植被恢复情况见表5。

表5 各水土流失防治区林草植被恢复率

3.6 林草覆盖率

项目建设完成后，除主体工程区外的其他水土流失防治区进行拆除，恢复为原土地利用类型或农田、林草地。项目区主体工程区扣除复垦面积后建设区面积为3 627.16 hm2，已恢复植被面积1 059.63 hm2，林草覆盖率为29.21%；其他水土流失防治区扣除复垦面积后建设区面积为932.77 hm2，已恢复植被面积353.20 hm2，林草覆盖率为37.87%。各水土流失防治区林草覆盖率见表6。

表6 各水土流失防治区林草覆盖率

4 结 论

根据工程布局、施工工艺及各防治区水土流失特点，结合工程区自然条件和主体工程需求，中线一期漳古段构建了科学合理的水土保持措施配置模式，实施后使工程施工期、试运行期的水土流失得到了有效的控制，取得了很好的水土保持成效及改善生态环境的效果。经统计，工程扰动土地整治率为99.66%，水土流失治理度为99.47%，土壤流失控制比为1.30，拦渣率为99.32%，林草植被恢复率为98.28%，林草覆盖率主体工程区为29.21%、其他水土流失防治区为37.87%，水土流失防治责任范围内6项水土流失防治标准均达到北方土石山区水土流失防治标准。