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关键词:水土流失;土壤侵蚀;水土保持
大沙河水库工程位于单县城南偏西9.Okm处,为小(1)型水库。水库设计蓄水位48.00m,相应设计库容976万m3,设计死水位41.70m,死库容91万m3,水库调节库容885万m3,水库年充库水量1997万m3,充库时间为28.9天,年供水量1832万m3,日供水规模5.02万m3,规划水平年设计供水人口49.23万人,其中城镇人口为23.46万人。项目区处于鲁西黄泛冲积平原,水库永久占地总面积为2768.93亩,土壤侵蚀类型以水蚀为主,土壤侵蚀强度以中度为主,土壤容许流失量200t/(km2·a),属于山东省水土流失重点治理区。工程建设过程中,共开挖土方631.50万m3,填筑土方75.73万m3,弃土555.77万m3,扰动原地表面积191.24hm2,破坏水土保持设施面积191.24hm2。预测时段内产生水土流失总量达到7508t,如不及时采取防治措施,对生态环境会造成严重影响。
一、水土流失防治责任范围及防治分区
(一)水土流失防治责任范围
按照工程建设和水土流失情况,水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区两部分。
1.项目建设区
单县大沙河水库工程项目建设区包括水库淹没区、围坝工程区、建筑物工程区、管理设施区、施工生产生活区、施工便道区等的占地范围。
2.直接影响区
单县大沙河水库工程征占地界限明确,参照已建工程经验,经分析计算确定工程建设期的水土流失直接影响区面积为1.42hm2。
(1)水库淹没区直接影响区:该区在水库围坝范围内,不计直接影响区。
(2)围坝工程直接影响区:下游坡脚处截渗沟开挖,将会对征地线以外的区域造成一定的影响,据此确定围坝工程直接影响区为征地线以外2m的区域,面积为1.29hm2。
(3)建筑物工程直接影响区:建筑物工程包括入库泵站、出库泵站、出库涵洞、引水涵洞、节制闸等,均在围坝区内,这里不做重复计算。
(4)管理设施直接影响区:由于管理设施在施工之前首先修建围墙,此时对于周边地区存在一定影响干扰;围墙修建完毕后,各项施工作业严格控制在围墙内部,此时对周边环境的影响较小。因此确定管理设施围墙外侧5m范围为直接影响区。据此确定管理设施直接影响区面积为0.13hm2。
(5)施工生产生活区直接影响区:施工生产布置于库区内侧不需开挖的空地上,生活福利设施租用村庄民房,因此该区不计直接影响区。
(6)施工便道直接影响区:围坝施工道路修筑在围坝轴线内侧顺坝轴线上,该区在水库围坝范围内不计人直接影响区。
(二)水土流失防治分区
根据大沙河水库主体工程总体布局、建设时序、施工工艺及水土流失特点,结合当地自然条件、地形地貌,将工程水土流失防治分区划分为水库淹没区、围坝工程区、建筑物工程区、管理设施区、施工生产生活区、施工便道区等6个防治分区。对上述防治区采取工程措施、植物措施和临时防护措施相结合的防护措施体系,将有效减少水土流失。
二、水土保持防治措施
(一)水库淹没区防治措施
1.水土流失特点
该区域原地貌为平原,原土地利用类型主要为耕地、林地、水域水面和其他,占地性质为永久占地。施工期由于库底开挖、扰动破坏地表水土保持设施,容易造成水土流失。该区土壤侵蚀类型主要为水蚀,主要表现在施工中的基坑排水,工程完工后该区直接被水淹波,不再产生水土流失。
2.水土流失防治措施
水库淹没区水土流失防治措施设计主要为主体工程的施工排水。
(二)围坝工程区防治措施
1.水土流失特点
该区域原地貌为平原,原土地利用类型为水浇地、林地、水域及水利设施用地,占地性质为永久占地。工程施工期由于围坝清基和填筑、截渗沟开挖等建设活动的扰动破坏了原有地表水土保持设施,极易造成新的水土流失。该区土壤侵蚀类型主要为水蚀,主要侵蚀区为围坝迎水坡、背水坡和坝脚至截渗沟之间的裸露地表部位,针对该区的水土流失特点,采取水保综合防治措施来控制施工过程中产生的水土流失。
2.水土流失防治措施
在围坝工程建设期,围坝迎水坡及平台应采取草皮护坡,背水坡采取草皮护坡,防止水土流失。
(1)工程措施。土地整治:对背水坡坝脚至截渗沟5m之间的可绿化区域采取土地整治措施。剔除碎石等杂物,增施有机肥,整治深度为35cm,土地整治面积3.95hm2。
(2)植物措施。对背水坡坝脚至截渗沟5m之间的可绿化区域采取撒播草籽绿化;草籽选择狗芽根与紫羊茅混合草籽,撒播草籽面积3.95hm2。草籽选取狗牙根和紫羊茅,规格选用标准为国家I级,播种量为8g/m2。
(三)建筑物工程区防治措施
1.水土流失特点
该区土地利用类型主要为水浇地,占地性质为有永久占地。由于施工过程中存在着建筑物基础开挖、土方回填等活动,改变了地表形态,产生大量的松散土体,形成新的边坡,极易产生水土流失,严重时可危及工程的安全。
2.水土流失防治措施
该区域建设内容主要有入库泵站、出库泵站、出库涵洞、引水涵洞、节制闸、生产桥。
(1)工程措施。土地整治:对可绿化區域采取土地整治措施,剔除碎石等杂物,增施有机肥,整治深度为35cm。土地整治面积0.37hm2。
(2)植物措施。首先对绿化区域实施土地整治措施,然后采取乔、灌、草进行立体绿化措施,并在房前栽植龙柏球(冠幅=80~100em)100株、小叶黄杨(冠幅=30~40em)1300株、月季120株、玫瑰120株,在树下空地撒播狗芽根与紫羊茅混合草籽进行防护,撒播草籽(草籽选取规格:选用标准为国家I级,播种量为8g/m2)面积0.25hm2。 (3)临时措施。根据施工组织设计可知,入库泵站、出库泵站、出库涵洞、引水涵洞、节制闸开挖土方中,用于回填的土方需临时堆存,临时堆存土方3.91万m3,为防止土方的临时堆存造成水土流失,对临时堆土区采取编织袋装土、密目防尘网临时拦挡防护措施。在临时堆土区周边采用编织袋装土拦挡,几何尺寸为1.0mx0.5m,临时拦挡长度260m,共需编织袋装土130m3,密目防尘网4126m2。
(四)管理设施区防治措施
1.水土流失特点
该区土地利用类型主要为水浇地,占地性质为永久占地,由于管理用房在建设过程中存在着建筑物基础开挖、土方回填等活动,改变了地表形态,产生大量的松散土体,形成新的边坡,极易产生水土流失,严重时可危及工程的安全,为此应采取工程措施和植物措施相结合的防护体系,防止水土流失。
2.水土流失防治措施
管理设施主要包括工程观测设施、交通设施、通信设施、其他管理设施以及管理单位生产、生活区建设等,总占地面积0.35hm2。该区域布置有包括办公用房、单身公寓及文化福利设施、仓库、车库及其他用房等。该区域水土保持措施包括工程措施:可绿化区域的土地整治,植物措施:可绿化区域的绿化措施。
(1)工程措施。管理设施区内可绿化区域首先采取土地整治措施。剔除碎石等杂物,增施有机肥,整治深度为35cm。结合本工程的实际情况,对管理机构的办公区、居住区及周边地带,可绿化面积0.124hm2,土地整治面积0.124hm2。
(2)植物措施。水土保持工程根据管理單位的平面布置,在管理区的四周、行政办公区、仓库、车库等周边区域进行绿化。首先对绿化区域实施土地整治措施,然后采取乔、灌、草进行立体绿化措施,并在管理区的入口两侧栽植雪松(胸径=10~15cm)10株,在主干道两侧栽植龙柏球(冠幅=80-100cm)100株、圆柏100株和美人梅300株,次干道两侧栽植白玉兰(胸径=30~50mm)40株和紫薇(冠幅=1~1.5m)300株,在管理区靠近围墙的四周,栽植大叶女贞500株和美人梅300株,在建筑物间隔空间,选用小叶黄杨(冠幅=30~40em)3000株和红叶小檗(冠幅=30-40cm)3000株作为造型绿篱,分割成不同的绿植区间,或修剪成球形、菱形各种造型的绿篱,间隔种植樱花(冠幅=1~1.5m)300株、紫薇(冠幅=1~1.5m)200、美人蕉150株等花卉,并以满铺的新式种植三叶草(I级草籽)800m2,营造常绿的彩色的自然的管理空间。
(五)施工生产生活区防治措施
1.水土流失特点
该区域原地貌为平原,原土地利用类型为水浇地。由于砼搅拌站、钢筋加工厂、木材加工厂、水泥仓库、油料仓库和木材、钢筋、设备等其他仓库的设置,损坏了地表原有水保设施,占压扰动了原地表,易形成松散土体,使得土壤的抗侵蚀能力降低,易产生水土流失,并影响周边环境。
2。水土流失防治措施
该区域水保措施主要为临时措施,具体内容阐述如下:
该区域采取的临时眭措施主要为设置临时性排水沟,在施工生产区周边设置单独的雨水排水系统,南北向设置主排水沟,东西向设置次排水沟,汇集后排至库内。临时排水沟为土渠,断面为梯形,设计底宽0.5m,深0.5m,边坡1:1,排水沟长110m,排水沟土方开挖工程量为55m3。
(六)施工道路区防治措施
1.水土流失特点
该区域原地貌为平原,原土地利用类型主要为水浇地,占地性质为永久占地。由于土方临时堆存、施工道路的临时修筑,损坏了地表原有水保设施,占压扰动了原地表,易形成松散土体,使得土壤的抗侵蚀能力降低,易产生水土流失,并影响周边环境。
2.水土流失防治措施
该区域水保措施主要为临时措施,水库库区开挖需修筑临时道路,临时道路宽6m,长82m,每侧每隔500m设置一条,共计984m。围坝施工时在围坝轴线内侧(水库内)顺坝轴设置一条临时道路用于水库大坝护坡施工,以及施工机械和建材运输,临时道路宽6.0m,长6127m,简易土路。引水涵洞、节制闸、入库泵站、出库泵站、出库涵洞等建筑物施工时各修筑临时道路100m,路宽6.0m,共长900m,简易土路,单侧开挖临时排水沟8.011km,排水沟土方开挖工程量为4005.5 m3。
三、效益分析
(一)基础效益
本工程水土保持方案中采取的工程措施和植物措施将产生明显的基础效益,即保水、保土效益;通过改变微地形、增加地表植被、改良土壤,减轻土壤侵蚀。通过采取水土保持工程措施和植物措施,使建设区内的施工扰动、占压、破坏土地得到及时治理,使工程在运行期得到全面有效防护。
(二)社会效益
本工程水土保持得到全面实施后,可防止因水土流失引起的危害,并在一定程度上改善了项目区原有水土流失及生态环境状况,保护耕地,改善当地农业生产,社会效益显著。
(三)生态效益
措施实施后,使工程建设造成的水土资源损坏得到基本治理,水土流失得到控制,工程区内可绿化面积基本进行了绿化,损坏的植被得到恢复,提高了植被覆盖率,改善了土壤理化性质,增加了土壤的水土保持功能,当地的自然景观也得到最大程度的恢复,促使工程周边生态系统良性循环。
四、结语
综上所述,大沙河水库工程在建设间尽管存在着大量的土方开挖回填,极易造成水土流失,还有扰动地表、产生弃渣等可能造成水土流失的不利因素,但是通过制定科学的水土保持方案,采取相应的对策措施,对可能造成的水土流失进行积极有效的防治,恢复和重建原有土地利用类型和林草植被,加强水土保持监测工作,在围坝及库区防治区布置固定监测点,在建筑物临时堆土区和管理机构临时堆土别布设临时监测点,对该项目的水土流失进行监测,确保水土流失治理取得实效,水库工程建设将不会对当地环境造成严重影响。
大沙河水库工程位于单县城南偏西9.Okm处,为小(1)型水库。水库设计蓄水位48.00m,相应设计库容976万m3,设计死水位41.70m,死库容91万m3,水库调节库容885万m3,水库年充库水量1997万m3,充库时间为28.9天,年供水量1832万m3,日供水规模5.02万m3,规划水平年设计供水人口49.23万人,其中城镇人口为23.46万人。项目区处于鲁西黄泛冲积平原,水库永久占地总面积为2768.93亩,土壤侵蚀类型以水蚀为主,土壤侵蚀强度以中度为主,土壤容许流失量200t/(km2·a),属于山东省水土流失重点治理区。工程建设过程中,共开挖土方631.50万m3,填筑土方75.73万m3,弃土555.77万m3,扰动原地表面积191.24hm2,破坏水土保持设施面积191.24hm2。预测时段内产生水土流失总量达到7508t,如不及时采取防治措施,对生态环境会造成严重影响。
一、水土流失防治责任范围及防治分区
(一)水土流失防治责任范围
按照工程建设和水土流失情况,水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区两部分。
1.项目建设区
单县大沙河水库工程项目建设区包括水库淹没区、围坝工程区、建筑物工程区、管理设施区、施工生产生活区、施工便道区等的占地范围。
2.直接影响区
单县大沙河水库工程征占地界限明确,参照已建工程经验,经分析计算确定工程建设期的水土流失直接影响区面积为1.42hm2。
(1)水库淹没区直接影响区:该区在水库围坝范围内,不计直接影响区。
(2)围坝工程直接影响区:下游坡脚处截渗沟开挖,将会对征地线以外的区域造成一定的影响,据此确定围坝工程直接影响区为征地线以外2m的区域,面积为1.29hm2。
(3)建筑物工程直接影响区:建筑物工程包括入库泵站、出库泵站、出库涵洞、引水涵洞、节制闸等,均在围坝区内,这里不做重复计算。
(4)管理设施直接影响区:由于管理设施在施工之前首先修建围墙,此时对于周边地区存在一定影响干扰;围墙修建完毕后,各项施工作业严格控制在围墙内部,此时对周边环境的影响较小。因此确定管理设施围墙外侧5m范围为直接影响区。据此确定管理设施直接影响区面积为0.13hm2。
(5)施工生产生活区直接影响区:施工生产布置于库区内侧不需开挖的空地上,生活福利设施租用村庄民房,因此该区不计直接影响区。
(6)施工便道直接影响区:围坝施工道路修筑在围坝轴线内侧顺坝轴线上,该区在水库围坝范围内不计人直接影响区。
(二)水土流失防治分区
根据大沙河水库主体工程总体布局、建设时序、施工工艺及水土流失特点,结合当地自然条件、地形地貌,将工程水土流失防治分区划分为水库淹没区、围坝工程区、建筑物工程区、管理设施区、施工生产生活区、施工便道区等6个防治分区。对上述防治区采取工程措施、植物措施和临时防护措施相结合的防护措施体系,将有效减少水土流失。
二、水土保持防治措施
(一)水库淹没区防治措施
1.水土流失特点
该区域原地貌为平原,原土地利用类型主要为耕地、林地、水域水面和其他,占地性质为永久占地。施工期由于库底开挖、扰动破坏地表水土保持设施,容易造成水土流失。该区土壤侵蚀类型主要为水蚀,主要表现在施工中的基坑排水,工程完工后该区直接被水淹波,不再产生水土流失。
2.水土流失防治措施
水库淹没区水土流失防治措施设计主要为主体工程的施工排水。
(二)围坝工程区防治措施
1.水土流失特点
该区域原地貌为平原,原土地利用类型为水浇地、林地、水域及水利设施用地,占地性质为永久占地。工程施工期由于围坝清基和填筑、截渗沟开挖等建设活动的扰动破坏了原有地表水土保持设施,极易造成新的水土流失。该区土壤侵蚀类型主要为水蚀,主要侵蚀区为围坝迎水坡、背水坡和坝脚至截渗沟之间的裸露地表部位,针对该区的水土流失特点,采取水保综合防治措施来控制施工过程中产生的水土流失。
2.水土流失防治措施
在围坝工程建设期,围坝迎水坡及平台应采取草皮护坡,背水坡采取草皮护坡,防止水土流失。
(1)工程措施。土地整治:对背水坡坝脚至截渗沟5m之间的可绿化区域采取土地整治措施。剔除碎石等杂物,增施有机肥,整治深度为35cm,土地整治面积3.95hm2。
(2)植物措施。对背水坡坝脚至截渗沟5m之间的可绿化区域采取撒播草籽绿化;草籽选择狗芽根与紫羊茅混合草籽,撒播草籽面积3.95hm2。草籽选取狗牙根和紫羊茅,规格选用标准为国家I级,播种量为8g/m2。
(三)建筑物工程区防治措施
1.水土流失特点
该区土地利用类型主要为水浇地,占地性质为有永久占地。由于施工过程中存在着建筑物基础开挖、土方回填等活动,改变了地表形态,产生大量的松散土体,形成新的边坡,极易产生水土流失,严重时可危及工程的安全。
2.水土流失防治措施
该区域建设内容主要有入库泵站、出库泵站、出库涵洞、引水涵洞、节制闸、生产桥。
(1)工程措施。土地整治:对可绿化區域采取土地整治措施,剔除碎石等杂物,增施有机肥,整治深度为35cm。土地整治面积0.37hm2。
(2)植物措施。首先对绿化区域实施土地整治措施,然后采取乔、灌、草进行立体绿化措施,并在房前栽植龙柏球(冠幅=80~100em)100株、小叶黄杨(冠幅=30~40em)1300株、月季120株、玫瑰120株,在树下空地撒播狗芽根与紫羊茅混合草籽进行防护,撒播草籽(草籽选取规格:选用标准为国家I级,播种量为8g/m2)面积0.25hm2。 (3)临时措施。根据施工组织设计可知,入库泵站、出库泵站、出库涵洞、引水涵洞、节制闸开挖土方中,用于回填的土方需临时堆存,临时堆存土方3.91万m3,为防止土方的临时堆存造成水土流失,对临时堆土区采取编织袋装土、密目防尘网临时拦挡防护措施。在临时堆土区周边采用编织袋装土拦挡,几何尺寸为1.0mx0.5m,临时拦挡长度260m,共需编织袋装土130m3,密目防尘网4126m2。
(四)管理设施区防治措施
1.水土流失特点
该区土地利用类型主要为水浇地,占地性质为永久占地,由于管理用房在建设过程中存在着建筑物基础开挖、土方回填等活动,改变了地表形态,产生大量的松散土体,形成新的边坡,极易产生水土流失,严重时可危及工程的安全,为此应采取工程措施和植物措施相结合的防护体系,防止水土流失。
2.水土流失防治措施
管理设施主要包括工程观测设施、交通设施、通信设施、其他管理设施以及管理单位生产、生活区建设等,总占地面积0.35hm2。该区域布置有包括办公用房、单身公寓及文化福利设施、仓库、车库及其他用房等。该区域水土保持措施包括工程措施:可绿化区域的土地整治,植物措施:可绿化区域的绿化措施。
(1)工程措施。管理设施区内可绿化区域首先采取土地整治措施。剔除碎石等杂物,增施有机肥,整治深度为35cm。结合本工程的实际情况,对管理机构的办公区、居住区及周边地带,可绿化面积0.124hm2,土地整治面积0.124hm2。
(2)植物措施。水土保持工程根据管理單位的平面布置,在管理区的四周、行政办公区、仓库、车库等周边区域进行绿化。首先对绿化区域实施土地整治措施,然后采取乔、灌、草进行立体绿化措施,并在管理区的入口两侧栽植雪松(胸径=10~15cm)10株,在主干道两侧栽植龙柏球(冠幅=80-100cm)100株、圆柏100株和美人梅300株,次干道两侧栽植白玉兰(胸径=30~50mm)40株和紫薇(冠幅=1~1.5m)300株,在管理区靠近围墙的四周,栽植大叶女贞500株和美人梅300株,在建筑物间隔空间,选用小叶黄杨(冠幅=30~40em)3000株和红叶小檗(冠幅=30-40cm)3000株作为造型绿篱,分割成不同的绿植区间,或修剪成球形、菱形各种造型的绿篱,间隔种植樱花(冠幅=1~1.5m)300株、紫薇(冠幅=1~1.5m)200、美人蕉150株等花卉,并以满铺的新式种植三叶草(I级草籽)800m2,营造常绿的彩色的自然的管理空间。
(五)施工生产生活区防治措施
1.水土流失特点
该区域原地貌为平原,原土地利用类型为水浇地。由于砼搅拌站、钢筋加工厂、木材加工厂、水泥仓库、油料仓库和木材、钢筋、设备等其他仓库的设置,损坏了地表原有水保设施,占压扰动了原地表,易形成松散土体,使得土壤的抗侵蚀能力降低,易产生水土流失,并影响周边环境。
2。水土流失防治措施
该区域水保措施主要为临时措施,具体内容阐述如下:
该区域采取的临时眭措施主要为设置临时性排水沟,在施工生产区周边设置单独的雨水排水系统,南北向设置主排水沟,东西向设置次排水沟,汇集后排至库内。临时排水沟为土渠,断面为梯形,设计底宽0.5m,深0.5m,边坡1:1,排水沟长110m,排水沟土方开挖工程量为55m3。
(六)施工道路区防治措施
1.水土流失特点
该区域原地貌为平原,原土地利用类型主要为水浇地,占地性质为永久占地。由于土方临时堆存、施工道路的临时修筑,损坏了地表原有水保设施,占压扰动了原地表,易形成松散土体,使得土壤的抗侵蚀能力降低,易产生水土流失,并影响周边环境。
2.水土流失防治措施
该区域水保措施主要为临时措施,水库库区开挖需修筑临时道路,临时道路宽6m,长82m,每侧每隔500m设置一条,共计984m。围坝施工时在围坝轴线内侧(水库内)顺坝轴设置一条临时道路用于水库大坝护坡施工,以及施工机械和建材运输,临时道路宽6.0m,长6127m,简易土路。引水涵洞、节制闸、入库泵站、出库泵站、出库涵洞等建筑物施工时各修筑临时道路100m,路宽6.0m,共长900m,简易土路,单侧开挖临时排水沟8.011km,排水沟土方开挖工程量为4005.5 m3。
三、效益分析
(一)基础效益
本工程水土保持方案中采取的工程措施和植物措施将产生明显的基础效益,即保水、保土效益;通过改变微地形、增加地表植被、改良土壤,减轻土壤侵蚀。通过采取水土保持工程措施和植物措施,使建设区内的施工扰动、占压、破坏土地得到及时治理,使工程在运行期得到全面有效防护。
(二)社会效益
本工程水土保持得到全面实施后,可防止因水土流失引起的危害,并在一定程度上改善了项目区原有水土流失及生态环境状况,保护耕地,改善当地农业生产,社会效益显著。
(三)生态效益
措施实施后,使工程建设造成的水土资源损坏得到基本治理,水土流失得到控制,工程区内可绿化面积基本进行了绿化,损坏的植被得到恢复,提高了植被覆盖率,改善了土壤理化性质,增加了土壤的水土保持功能,当地的自然景观也得到最大程度的恢复,促使工程周边生态系统良性循环。
四、结语
综上所述,大沙河水库工程在建设间尽管存在着大量的土方开挖回填,极易造成水土流失,还有扰动地表、产生弃渣等可能造成水土流失的不利因素,但是通过制定科学的水土保持方案,采取相应的对策措施,对可能造成的水土流失进行积极有效的防治,恢复和重建原有土地利用类型和林草植被,加强水土保持监测工作,在围坝及库区防治区布置固定监测点,在建筑物临时堆土区和管理机构临时堆土别布设临时监测点,对该项目的水土流失进行监测,确保水土流失治理取得实效,水库工程建设将不会对当地环境造成严重影响。