小型水库水环境和水土保持治理实践_冯耀鹏.pdf

174 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）小型水库水环境和水土保持治理实践冯耀鹏（深圳市光明区环境水务有限公司，广东 深圳 518000）摘 要：当前许多老旧水库的库区环境和水土流失问题严重，特别是汛期给库区的水环境和水土保持带来了极大环境压力和安全隐患。文章以碧眼水库造成的水土流失破坏为研究背景，首先根据工程建设区水土流失现状，分析水土流失危害，预测土壤流失情况，综合考虑环境保护和水土保持原则，提出具体解决方案，达到保水固土的目的，最后对工程进行安全综合评价，可为类似工程提供一定参考。关键词：水土保持；水土流失预测；水土保持措施；效益评价 中图分类号：S157 文献标识码：B文章编号:1007-7596（2022）12-0174-04 收稿日期 2022-11-07 作者简介 冯耀鹏（1 9 8 8-），男，广东深圳人，工程师。0 引 言水分和土壤是人们赖以生存的生命之源，但随着地质灾害和水土流失现象的不断出现，给人们造成了不可忽视的影响，如生态破坏、水质污染等等。因此水土流失问题越来越受到政府和国民的重视。目前造成水土流失问题的主要原因是人类生产生活造成的。现有关于水库水土流失研究主要集中在水土流失成因及危害、试验分析及机理研究、防治与保持措施体系配置、水土流失预测及水土保持监测等方面，本文以碧眼水库造成的水土流失破坏为研究背景，首先根据工程建设区水土流失现状，分析防汛期水土流失危害，接着预测土壤流失情况，综合考虑环境保护和水土保持原则，提出具体解决方案，达到保水固土的目的，最后分析经济效益项目，为类似工程分析研究提供了一定的参考。1 工程概况1.1 工程建设区水土流失现状本项目位于楼村特大桥处跨越碧眼水库的大坝，碧眼水库位于木墩河上游，主流河长 1.95km，主流河床坡降 J=0.033，集雨面积 0.95km2。设计洪水标准50a一遇，校核洪水标准500a一遇，属小（2）型水库，等工程，主要建筑物级别 4 级。水库正常蓄水位 41.13m，相应库容 62.76 万 m3，设计洪水位 42.08m，相应库容 78.67 万 m3，校核洪水位42.41m，总库容 84.61 万 m3。该区段地震烈度为 6 度，场地类别为 II 级。桥址区上覆第四系人工填土等，下伏基岩为下元古界混合岩，地基承载力为 200 1000kPa。桥区地表水主要为水塘水及水渠水等，地表水较发育，主要为大气降水补给，水位、流量受季节降水的影响较大，雨季水位上升，旱季水位下降。工程水土保持生态敏感区共1处，为碧眼水库。工程对水库采取了环境保护和水土保持措施，如排水沟渠、防污染、边坡保护和临建区防治等防护措施，减少水土流失1-3。1.2 水土流失危害分析本项目线路所经区域地形较为复杂，占地面积大，雨季降雨丰富，施工时间长，施工工艺比较复杂，对地表扰动破坏的程度也相应较大。水土流失类型以水力侵蚀为主，水土流失会影响项目的安全DOI:10.14122/ki.hskj.2022.12.040 175 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）运行。具体表现在：1）影响沿线河流水质。钻孔过程中会有大量的泥浆水排放，与水土流失的共同作用下，若不注重水土保持工作，可能引起河水浑浊，造成水土流失不良影响。且在施工期间，将直接影响饮用水水源的水质。2）影响安全生产。在汛期时，水流量增大水库水平面标高增高时，填土出现变形、塌方、漫溢等风险问题几率极大。同时在雨水的浸泡和地表径流的冲刷下，极易形成冲沟、泥石流和滑坡体。3）影响道路使用功能。水土流失会造成，道路周边的水土保持功能丧失，形成松散边坡。如果不采用有效的水土保持措施，将造成严重的水土流失现场，影响道路交通的正常使用功能4-6。1.3 土壤流失预测项目区桥址区上覆第四系人工填土，地表水较发育。通过对在建项目实地调查或观测，采用以下公式计算防汛期土壤流失量：由于每个工程的地质条件、水文条件都具有一定的差异性，因此在面对不同工程概况的时，往往会采取相对应的预测方法。本工程土壤流失总量和新增土壤流失量预测计算公式如下：ij i=nijiTMF=Wj21j1=式中：W 为土壤流失量，t；W 为新增土壤流失量，t；j 为预测时段，j 1，2，即指施工期（含施工准备期）和自然恢复期两个时段；i 为预测单元，i=1，2，3，n 1，n；Fji为第 j 预测时段，第 i 预测单元的面积（km2）；Mji为第 j 预测时段，第 i 预测单元的土壤侵蚀模数 t/（km2a）；Mji为第 j 预测时段，第 i 预测单元的新增土壤侵蚀模数 t/（km2a）；Tji为第 j 预测时段，第i 预测单元的预测时段长（a）。经预测，项目建设在预测时段内施工期产生的土壤流失量最多。因此施工期是产生水土流失的主要时段，需要对施工期加强防治措施。2.4 水库与周边在建工程关系分析水库和周边构筑物之间必然会有一定的相互作用关系。碧眼水库周边主要的构筑物为新建的运动森林公园和楼村特大桥，现分析周边两个项目可能对水库产生的影响。新建运动森林公园项目中红桥横跨碧眼水库库尾，环湖跑道、5 个多功能运动场、滨水木栈道、植物研发中心和运动研发中心（广场）临近水库修建，但都在水库淹没管理范围线以外，且建筑物布置距离水库主要建筑物较远。楼村特大桥原设计方案会对碧眼水库安全运行造成一定影响，需对大坝进行改移和除险加固。根据拟定改坝方案可得，将对水库现状库容和补水能力造成一定的减小。但此方案同时在改坝后提高正常蓄水位，来增加水库淹没范围，同时拟采用“培厚坝前坡+削缓坝后坡+塑性混凝土防渗墙”的方案进行除险加固改造，因此改造后的大坝对水库的兴利、防洪能力基本没有影响。2 环境保护措施为高效、优质完成楼村特大桥跨碧眼水库桥墩桩基、承台施工，确保跨水库桥墩基础施工安全、质量、工期满足要求，保护碧眼水库堤坝及水体稳定，同时做好水质保护，以指导现场施工。2.1 治理原则及目标碧眼水库为光明新区境内一小型水库，应具有防洪、排水、输水的功能。堤坝除了要担负沿线防洪排水，还需起到美化城市环境、为市民提供游览和休息场所等功能。为了能够发挥水库的这些功能。2.2 大气和固体废弃物防治措施1）混合料运输或原材料运输时，采用蓬布或彩条覆盖，防止扬尘和漏洒材料，作业场地及运输车辆及时清扫、冲洗，保证场地及车辆清洁。2）尽可能防止施工场地和运输道路产生的扬尘，必要的地点用洒水车洒水降尘。3）水泥、砂和石灰等易洒落散装物料的运输，采取防风遮盖措施，减少扬尘。4）清理场地的废料和土石方工程的废弃物处理，并进行综合整治。生活垃圾及生产垃圾应及时清运。收集、运输、处置废弃物时，要采取措施防止扬洒、渗漏、流失和丢弃7-9。2.3 保护水质措施2.3.1 水污染控制措施1）应通过沟渠将污水引入储浆池和沉淀池，经沉淀处理后排放或回收利用，储浆池和沉淀池应定期进行清理和维护，保证在整个施工过程中的有 176 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）效性。2）钻孔护壁泥浆应在工地设置沉淀池，经沉淀处理后运至指定弃土场。3）施工营地设置化粪池，厕所污水必须经化粪池做无害化处理，化粪池应定期清掏、维护，工程结束后化粪池用土填埋并恢复地表植被。4）施工现场油料库设置应远离河流、湖泊、水源地，库房地面、墙面应作防渗漏处理。2.3.2 水质保护措施1）排水沟渠引流废水。沿施工作业场地设置一条排水沟，截断废水流向水源区的通道，截留沟除进场便道外，将先于本工程其它设施建设。在截水沟、渠和坝的排水末端排放口应设置一个隔油沉淀池，将施工产生的废水进行隔油、沉淀处理。桥梁施工钻孔灌注桩的泥浆将进行循环利用，钻孔过程中的泥浆水先集中在沉淀池沉淀，符合要求后排放，严禁乱流乱淌。在施工场地内设置泥沙沉淀池及收油桶，对污油进行回收利用，妥善利用及处理，避免对水源保护区陆域造成污染。2）动态防治。施工前与水务管理有关部门结合，建立监测系统，及时掌握位移动态，严格桥梁施工工地人员的生活垃圾、施工物料垃圾等尽量分类收集，废弃物将在施工中尽量回收利用，其余垃圾应分类集中堆放，并联系环卫部门及时清运。3）泥浆处理。控制减少冒浆现象发生，当发生冒浆现象后，进行围堵疏导，防止范围扩大，或采用其他专业方法进行加固措施。为避免泥浆泄漏对水体的影响，将提高施工技术方法，如在泥浆中加入环保型添加剂和堵漏剂，提高泥浆性能和流变性，防止泥浆跑冒污染。施工过程中应控制泥浆使用量和排量，钻孔出渣由封闭式货车运至地方环保认可的废弃物堆场。3 水土保持措施3.1 治理原则及目标3.1.1 原则水土保持工程在治理过程中，应全方位多方面综合考虑，如水土保持和主体工程在设计和施工阶段应当同步进行，应达到水土保持工程与主体工程协调统一，互不影响的效果。同时应积极主动联系水土保持部门，主动接受监督，坚持防治结合，并以预防为主。根据水土流失现状和土壤流失预测分析，划分风险区，加强对重点风险区防治措施。3.1.2 目标通过水土保持工程措施，确保工程所处的区域水土流失状况转好，保护和合理利用水土资源，将生态环境的治理与恢复作为水土保持的一项治本措施，保护和恢复土地生产力有机地结合起来。3.2 水土保持要求和水保特殊措施3.2.1 水土保持要求3.2.1.1 施工要求弃土运输车辆顶板应该覆盖，防止在运输过程中出现泄漏情况，临时堆放弃土时，应及时修建临时排水沟，并对堆土区域加强覆盖，避免汛期内降水丰富，造成堆土区域被冲刷，甚至出现水土流失现象。3.2.1.2 生态保护要求施工过程中需采取保护生态的措施，如严禁恶意损毁苗木、草地，垃圾、废材等定点堆放，不得随意丢弃等等事宜，避免造成不必要的生态破坏。3.2.2 水保特殊措施3.2.2.1 施工水库边坡保护和水土流失防治本工程废土弃土统一运输至指定地点堆放覆盖。临时堆土要做适当放坡处理，要具有一定的稳定性，确保不出现垮塌等风险问题。同时，要加强临时防护，防洪排水措施达到设计的防洪标准，及时进行裸土覆盖（见图 1），在弃渣后及时恢复植。图 1 临时堆土防护大样图3.2.2.2 开挖边坡保护和水土流失防治开挖过程中严禁超挖，坡度和放坡边界应严格按图施工。采取防止水土流失措施，做好抽排水工作，避免河道造成淤积。开挖后边坡按设计要求及时进行支护，并做好周围排水设施，以利边坡稳定和水土保持。177 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）3.2.2.3 临建区域水土流失防治 因工程建设需要建设的临时区域应加强养护和治理。如道路，在运行时需加强管理和养护措施，确保道路的稳定性。保护临时设施周围开挖后的江道、冲沟和边坡。临时施工道路在运用期间，应加强养护。工程竣工后，临建内容废弃后应做好恢复工作，边坡、道路等还仍需继续使用时，在原基础上应按照设计要求和国家规范完善排水系统。3.2.3 汛期防治措施一般情况下，水是造成水土流失现象的主要诱因。因此在施工前应做好汛期防治工作，对堆土区域、露天场地等重大风险区域应加强养护和排水措施，如彩条布覆盖，建立集水、防洪等等排水措施。在设计排水措施时，应有组织的排水防治冲刷造成水土流失现象。在施工区域应按照设计要求和相关规范，在施工区域原有的排水系统基础上，综合考虑和布置排放，避免积水过多，建立合理有效的排水系统，做好河道的清淤等工作，确保场地及周边排水通畅、无积水现象。3.3 主要环保措施施工方案在编制环保措施中应重点考虑工程建设对周边环境的不利因素及产生原因，根据不同工程概况和环保措施的适用性，尽可能减少对周边环境的影响，并提出有效的防治方案。根据本项目的特殊性，制定了以下环保措施：1）严禁各类材料、建材垃圾等等占用河道和道路，避免道路或河道因过度堆载，造成破坏甚至垮塌，加强养护，确保河道和道路的具备正常使用功能。2）按设计要求和规范要求进行工程周边环境监测，重点监测内容为项目水土事项和环境参数进，在汛期时应加强监测频率，及时分析监测数据，做好防灾预警工作。若施工期间出现水土污染等情况，应立即采取有效措施治理，减少工程建设对周边环境的影响。3）保护施工区域内植物，严禁破坏草木等绿植，制定破坏区域修复方案。尤其要对永久性工程和临时占用耕地等区域进行恢复，做到无裸土，绿植全覆盖。4 结 论本文以碧眼水库造成的水土流失破坏为研究背景，本文以碧眼水库造成的水土流失破坏为研究背景，首先根据工程建设区水土流失现状，分析水土流失危害，预测土壤流失情况，综合考虑环境保护和水土保持原则，提出具体解决方案，达到保水固土的目的，最后对工程进行安全综合评价，为类似工程分析研究提供了一定的参考。但本文重点是防汛期水土保持治理措施研究，没有形成具体体系，今后将加强对水土保持效益科学评价体系的研究。参考文献：1 孟子龙,许春娟,贾生海.河西地区水土保持现状及治理 对策 J.水利技术监督,2022(05):61-63.2 石海波,范彦淳.改革开放 40 年河南省水土保持生态建 设成效 J.中国水土保持.2018(12):55-58.3 张琳,刘继柱.基于物元分析法的河道生态水环境容量修 复技术研究 J.水利规划与设计,2021(08):86-89.4 苏仁,旦木仁加甫.黄水沟汛期逐月流量过程的聚类分型 与定性预报 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