1、对水利水电工程水土保持方案的初探摘要:随着水利建设项目的迅速发展，人为造成的新的水土流失已成为当今社会的突出问题。因此，搞清水土流失的特点、成因及其造成的危害，进而因害设防，加强水土保持预防、监督、管护和治理工作，就显得十分重要。本文在对水土流失的特点、成因进行分析的基础上，提出了相应的防治对策。 关键词:水利水电工程; 水土流失监测; 水土保持 中图分类号：TV 文献标识码：A 1 水土流失的影响因素 1.1 土壤因素 土壤因素主要反映在土壤质地、土壤可蚀性、土壤抗冲性及土壤渗透性等。1978 年 wischmeier 等在通用水土流失方程中提出了土壤可蚀性因子。1990 年 sharply
2、an 等提出依据土壤质地计算可蚀性因子值的方法。土壤抗冲性与土壤的紧实度、土壤厚度和植物根系数量等有关。蒋定生等提出土壤崩解速度越快，抗蚀性越弱；土壤有植物根系固结时抗冲性可能增强。土壤的结构性能影响着土壤的渗透性，结构性能较好的土壤渗透性较好，水土流失程度较轻。研究表明：水稳性团聚体的土壤不易形成土壤结皮，其入渗性能较好，径流量和侵蚀量都较小。 1.2 植被因素 1997 年研究认为层次多、植物品种多的植被比层次少、植被品种少的植被水保功能好，乔、灌、草相结合的植被水保功能优于乔草结构或乔灌结构的植被，乔灌草结合中，同一层植物种类越多，水土保持功能越强；草的抗逆性最强，水保功能最强。 1.3
3、 降雨因素 统计研究表明：最大时段降雨强度与土壤流失量关系最为密切，其次为降雨动能和降雨量。降雨强度对土壤流失量的影响程度北方明显高于南方，尤其以西北黄土高原最为明显。降雨量对土壤流失量的影响程度南方明显高于北方，在西北黄土高原，降雨量与土壤流失量之间几乎没有多大关联。 1.4 人为因素 人为因素是导致水土流失加速的一个重要因素，据统计，开发建设项目土壤侵蚀变化趋势与开发建设项目规模增长趋势呈正相关关系。 2 水利水电工程编制水土保持方案的意义 水是生命之源, 土是生存之本, 水和土是人类赖以生存和发展的基础物质, 是不可替代的基本资源。在我国, 严重的水土流失破坏了宝贵的水土和生物资源,引起
4、气候、自然、生态环境的恶化, 加剧了水害等自然灾害的发生, 目前已经到了亟待强化治理的关键时期。根据国务院批准的全国生态环境建设规划提出的目标, 我国拟用大约 12 年的时间, 坚决控制住人为因素产生的新的水土流失, 努力遏制住荒漠化的发展。实现这一目标, 需要做多方面的工作, 其中对开发建设项目进行水土保持方案的编制和实施, 正是为了防治人为活动造成的水土流失而采取的一项重要措施。水利水电工程作为一项主要的开发建设项目, 由于自身的特点, 在其施工、运行过程中如不能很好地做好水土保持工作, 就会产生新的水土流失。因此, 做好水利水电工程水土保持方案的编制, 将为在工程施工和运行过程中搞好水土
5、保持工作进而最大限度地控制人为因素产生的新的水土流失发挥重要的作用。 3 水利水电工程水土保持方案管理程序与内容 3.1 方案管理程序 根据水利水电工程建设程序, 按照水土保持有关文件规定, 在大、中型水利水电工程可行性研究阶段,首先编制水土保持方案工作大纲, 经审查通过后再编 制水土保持方案报告, 同时, 在工程的设计阶段进行水保方案设计。为使水保方案工作与工程建设阶段相吻合, 在工程实施、验收、运行等阶段均应开展相应的水保工作。水利水电工程各阶段方案工作详见图 1。 3.2 水土保持方案的内容 按规范规定, 水土保持方案编制的主要内容如表 1 中所列。在编制水利水电工程水土保持方案时, 首
6、先要收集工程所在区域的自然和社会经济概况, 重点了解地形地貌、植被状况和水土保持设施情况, 同时收集与工程有关的一些指标( 如工程占地、取土取石、堆放渣量、挖填平衡、弃土弃渣、开挖破坏等) , 在此基础上, 预测 图 1 水利水电工程水土保持方案管理程序图 工程在建设过程中因地面裸露、土质疏松、设施减少等新增的水土流失量以及废弃土石渣流失量, 并据此制定防治措施。 4 几个问题的探讨 4.1 大纲阶段重点防治区域的确定 水利水电工程建设中的水土保持经费是很有限的,如何用有限的资金最大限度地减少水土流失、改善工程所在区域的生态环境就显得非常重要, 而确定重点防治区域、有重点地进行治理则是应采取的
7、主要措施之一。搞过环评的人知道, 在大纲阶段需对重点因子进行筛选, 这一点在水保方案大纲中值得借鉴。水利水电工程施工及运行涉及的区域很多, 有土( 石) 料开采场、堆料场、弃渣场、输变电线路、滑坡塌岸区、工程管理区、施工中辅助企业、生活区、移民安置区等, 在这么多的区域中, 哪些是水保措施布设的重点区域, 不同的工程会不一样, 因此只有通过多因素比较才能确定。 4.2 新增水土流失量预测 水利水电工程在施工期间, 开挖、取料、爆破等活动扰动了原地表, 破坏了地面植被, 改变土壤自然压实性, 这就为水土流失的发生创造了条件。施工区实际的水土流失量是自然因素造成的水土流失量和施工活动造成的水土流失
8、量的叠加。估算工程施工活动年新增的水土流失量一般采用如下公式: Q = ( M 2 - M1) A ( 1) 式中 Q -年新增水土流失量, t; M2-施工期间年土壤侵蚀模数, t/ km2; M1-未修工程时的年土壤侵蚀模数, t/ km2; A -被破坏的植被面积, km2。 式( 1) 中 A 的确定比较容易,m1 可直接采用当地的土壤侵蚀模数值, 但 m2 的确定较为困难。在我们所完成的几个工程的水保方案中, m2 主要用以下 几种方法确定: (1)类比法。即用邻近气候相近、地形相似的无植被地区的 m1 值来近似地代替 M2 的值。 (2)专家估算法。请有经验的专家到现场, 根据堆弃
9、料的土质、粒径大小、地形地貌、降雨状况等进行估算。 表 1 水土保持方案主要内容 在中国法制出版社出版的开发建设项目水土保持一书关于灌溉及移民开发工程水土保持方案分析部分中, 土壤侵蚀模数 M 的计算式为: M = apykos ( 2) 式中 a -换算系数; P y -产流有效降雨量( 一次降雨超过 10 mm 的降雨量) , mm; K 0 - 径流系数, %; S -洪水含沙量, kg/ m3。 式( 2) 中 a、S 如何确定, 值得研究。笔者认为, 水土流失预测得准确与否, M 非常关键。因此, 建议有关部门将其作为一个课题, 在不同区域选择具有代表性的地域进行观测对比与分析研究,
10、 找出其规律性, 为今后水土流失量的预测提供较为准确的科学依据。 3. 3 工程措施设计深度和设计水平年 水利水电工程水土保持方案中的工程措施, 主要是指保护人为造成的弃土弃渣不被流失而设置的拦挡工程, 包括挡渣墙、拦渣坝、护坡工程及排洪工程等。 开发建设项目水土保持方案大纲的编制格式和内容第三章第三条规定, 根据主体工程的安排和水土保持要求, 确定水土保持工程措施的设计深度和设计水平年。工程措施的设计深度, 不同的项目有不同的要求,它与主体工程之间的关系用不用考虑? 如何考虑? 如小浪底工程为千年设计万年校核, 水土保持工程是否应该考虑此项因素? 工程措施的设计水平年, 不同的阶段应该不相同。施工阶段可根据主体工程来确定,大多数情况下与主体工程保持同步或略微滞后。但在工程运行阶段, 设计水平年确定的依据不太明确。 4 结语 我国是世界上水土流失最为严重的国家之一。由于特殊的自然地理条件，加之长期以来对水土资源的过度利用，当前我国水土流失仍然面积大、分布广、流失严重，防治任务艰巨。同时，我国正处在城市化、工业化、现代化进程中，人口、资源、环境矛盾十分突出，新的水土流失不断产生，这给水土保持提出了严峻挑战。分析了水土流失等方面造成的危害，提出了治理水土流失的措施。在发挥经济效益的同时，减少水土流失造成的害，做到国民经济的可持续发展。
