南水北調中線工程水土保持措施探討
——以一期工程漳河北至古運河南渠段為例

趙小明，張冬梅

(1.中國南水北調集團中線有限公司 河北分公司，河北 石家莊 050035；2.江河水利水電咨詢中心有限公司，北京 100120)

南水北調中線工程是一項跨流域、跨省市的特大型調水工程，對優(yōu)化我國水資源配置、緩解華北地區(qū)水資源緊缺狀況、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境、促進華北地區(qū)國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義[1]。其中，南水北調中線一期工程漳河北至古運河南渠段(以下簡稱“中線一期漳古段”)先后穿越海河流域眾多河流，且位于河北省水土流失重點治理區(qū)，水土流失會造成生態(tài)環(huán)境破壞、河流湖泊淤積、土地資源浪費等突出問題，對國民經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)文明建設構成嚴重威脅。為保證水質和工程安全運行，工程建設對各方面指標要求較高，科學開展水土流失防治工作極為重要。以中線一期漳古段為例，分析水土保持措施體系構建，探討水土保持措施體系實施效果，以期為同類工程的水土保持工作提供參考。

1 項目概況

中線一期漳古段起于冀豫界漳河北、止于石家莊市古運河樞紐，途經(jīng)河北省邯鄲市、邢臺市、石家莊市等，全段總長238.54 km。干渠處于太行山東麓與華北平原的接壤地帶，地形西高東低，干渠沿線地貌主要包括平原、崗地、丘陵，其中平原主要分布在邢臺段和贊皇到石家莊段，崗地主要分布在邯鄲段，丘陵主要分布在臨城、高邑、贊皇及元氏縣局部渠段。干渠沿線屬暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)，四季分明，年均氣溫12.6～13.4℃，年均日照時數(shù)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。中線一期漳古段項目區(qū)以水力侵蝕為主。工程于2005年開始建設，于2014年完工，因此執(zhí)行《開發(fā)建設項目水土流失防治標準》(GB 50434—2008)的水土流失防治標準指標。

2 水土保持措施體系

依據(jù)干渠沿線地形地貌特點、渠道挖填情況、渠段水土流失類型和強度，將項目劃分為磁縣至元氏段(半挖半填渠道)丘陵崗地區(qū)、鹿泉段(半挖半填渠道)平原區(qū)、石家莊段(深挖方渠道)平原區(qū)3個一級水土流失防治區(qū)。在此基礎上劃分為主體工程施工區(qū)、棄渣場區(qū)、取土場區(qū)、生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路區(qū)、其他區(qū)域6個二級水土流失防治區(qū)[2]。根據(jù)水土保持措施布局原則，針對各水土流失防治區(qū)實際情況，明確各水土流失防治區(qū)任務，因地制宜、因害設防，布設各水土流失防治區(qū)水土保持措施，實現(xiàn)水土流失防治目標。水土保持措施主要包括工程措施、植物措施、土地整治措施、臨時措施和預防保護措施[3]。各水土流失防治區(qū)水土保持措施布設情況詳見表1。

表1 水土保持措施體系總體布局

(1)工程措施。工程措施主要布設在渠道邊坡、棄渣場、交叉溝道上下游、施工道路和生產(chǎn)生活區(qū)等水土流失重點地段，主要包括擋土墻、攔渣壩、攔渣堤、擋渣墻、護岸、護坡、排水工程等。邊坡穩(wěn)定的土體邊坡修建混凝土、漿砌石或框格護坡和排水工程，高陡邊坡修建擋土墻、工程護坡等防護工程，棄土棄渣場修建擋渣墻、攔渣壩、攔渣堤、護坡和排水工程，交叉溝道上下游采用漿砌石護岸、護坡。

(2)植物措施。植物措施主要包括植物護坡和種植林草等。對于邊坡較緩、立地條件較好的土質邊坡，采用灌木草皮護坡[4]；對于石質邊坡等不易采取植物措施的區(qū)域，在坡腳和平臺上覆土或換土種植灌木、爬藤植物；對于工程完工后不具備恢復農(nóng)田條件的棄渣場區(qū)、生產(chǎn)生活區(qū)和施工道路區(qū)，種植林草。

(3)土地整治措施。在棄渣場區(qū)、取土場區(qū)、施工道路區(qū)和生產(chǎn)生活區(qū)等工程驗收使用后，實施土地平整、覆土、修筑地埂等土地整治措施，恢復原土地利用類型或農(nóng)田、林草地，以保持水土，發(fā)展地方經(jīng)濟。

(4)臨時措施。在主體工程施工區(qū)、棄渣場區(qū)、取土場區(qū)、施工道路區(qū)和生產(chǎn)生活區(qū)等工程施工中，需采取臨時措施防治水土流失，特別是汛期施工時，采取必要的排水、擋護、溝道清淤等臨時水土流失防治措施?？紤]到臨時工程的短時效性，一般選擇簡單、有效、易行且投資少的工程措施。交叉建筑物施工中的臨時棄渣一般采用攔渣堤、擋土墻；施工道路路基下邊坡較陡、可能造成邊坡水土流失的地段，在下邊坡修建臨時攔擋工程，攔擋工程一般采用土坎或干砌石坎。棄渣場區(qū)、施工道路區(qū)、生產(chǎn)生活區(qū)和其他區(qū)域需要排水的施工場地修建排水溝，一般為土溝，急流段附加編織袋填土或砌石防護。

(5)預防保護措施。工程施工時序和施工期臨時防治措施安排對水土流失的防治效果影響很大。若施工時序和施工期臨時防治措施安排不當，將不能有效預防施工中產(chǎn)生的水土流失，并造成施工中水土流失的常態(tài)化。山丘區(qū)坡面開挖工程應先修建截排水溝道后開挖坡面，填筑工程應先修建攔擋工程后填筑；棄渣場應“先擋后棄”，并重點考慮棄土棄渣綜合利用，減少棄土棄渣臨時占地；取土場應先修建攔擋、排水工程后取土；生產(chǎn)生活區(qū)應先修建攔擋、排水工程；施工道路修建時應及時采取臨時攔擋和排水措施，施工道路應經(jīng)常灑水，臨時堆放的土石料和運輸土石料車輛應進行遮蓋等。

3 水土保持措施實施效果

3.1 擾動土地整治率

項目的擾動土地面積為項目建設區(qū)占地面積，建設期間擾動土地面積6 719.49 hm2。建設過程中，通過采取永久建筑物硬化、護坡、土地平整、植樹、種草、臨時防護等措施對已破壞土地進行整治，實際完成擾動土地治理面積6 696.57 hm2，擾動土地整治率為99.66%。各水土流失防治區(qū)擾動土地整治情況見表2。

表2 各水土流失防治區(qū)擾動土地整治情況

3.2 水土流失治理度

項目區(qū)治理前水土流失面積為4 289.29 hm2，水土流失治理面積為4 266.38 hm2，水土流失治理度為99.47%，各水土流失防治區(qū)的水土流失治理度見表3。

表3 各水土流失防治區(qū)水土流失治理度

3.3 攔渣率

工程建設期內的棄渣區(qū)域除了工程設置的棄渣場區(qū)，還包括主體工程區(qū)的臨時堆土區(qū)。經(jīng)監(jiān)測，實際棄渣量為9 918.75萬m3，占地面積1 724.32 hm2，項目區(qū)實際攔渣量為9 851.30萬m3，項目攔渣率達99.32%。

3.4 土壤流失控制比

項目區(qū)屬于北方土石山區(qū)，根據(jù)《土壤侵蝕分類分級標準》(SL 190—2008)，項目區(qū)容許土壤流失量為200 t/(km2·a)。通過水土保持監(jiān)測報告、現(xiàn)場調研、抽樣調查復核等，根據(jù)地面坡度、植被覆蓋度等，確定項目區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)約為154 t/(km2·a)，計算得到土壤流失控制比為1.30。各水土流失防治區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)和土壤流失控制比見表4。

表4 各水土流失防治區(qū)土壤流失控制比

3.5 林草植被恢復率

項目區(qū)可恢復植被面積為1 437.54 hm2，已恢復植被面積為1 412.83 hm2，項目林草植被恢復率為98.28%，各水土流失防治區(qū)林草植被恢復情況見表5。

表5 各水土流失防治區(qū)林草植被恢復率

3.6 林草覆蓋率

項目建設完成后，除主體工程區(qū)外的其他水土流失防治區(qū)進行拆除，恢復為原土地利用類型或農(nóng)田、林草地。項目區(qū)主體工程區(qū)扣除復墾面積后建設區(qū)面積為3 627.16 hm2，已恢復植被面積1 059.63 hm2，林草覆蓋率為29.21%；其他水土流失防治區(qū)扣除復墾面積后建設區(qū)面積為932.77 hm2，已恢復植被面積353.20 hm2，林草覆蓋率為37.87%。各水土流失防治區(qū)林草覆蓋率見表6。

表6 各水土流失防治區(qū)林草覆蓋率

4 結 論

根據(jù)工程布局、施工工藝及各防治區(qū)水土流失特點，結合工程區(qū)自然條件和主體工程需求，中線一期漳古段構建了科學合理的水土保持措施配置模式，實施后使工程施工期、試運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態(tài)環(huán)境的效果。經(jīng)統(tǒng)計，工程擾動土地整治率為99.66%，水土流失治理度為99.47%，土壤流失控制比為1.30，攔渣率為99.32%，林草植被恢復率為98.28%，林草覆蓋率主體工程區(qū)為29.21%、其他水土流失防治區(qū)為37.87%，水土流失防治責任范圍內6項水土流失防治標準均達到北方土石山區(qū)水土流失防治標準。