山西省万家寨引黄工程大梁水库土料场整治与防护

贾 峰，王正君，刘喜福，张 玮，王 晨，李树航

(1.黑龙江大学水利电力学院，黑龙江哈尔滨150080；2.山西省黄河万家寨水务集团有限公司，山西朔州036800)

1 前言

当今时代提倡绿色环保工程，十九大指出环境已经成为解决新时期社会主要矛盾的重要手段[1]。工程上，在水库建设时期，需要在土料场采集土料和砂石来进行筑坝，因此会对当地土料场的土壤表层、土层状况造成破坏，若不及时进行整治防护，则会造成水土流失、边坡坍塌，进而影响当地的生态环境。因此，水库筑坝土料场的整治与防护已经引起人们的广泛关注，也成为水库验收工程的重要部分。

在水利工程中，为了避免水土的过度流失，从保护水土资源的角度出发，通过改良以及合理利用，提高并维护土地的生产力，为了能够充分发挥水土资源的生态效益、经济效益、社会效益，必须要采取综合性的保护措施。所以要重点考虑土料场后续的水土保持能力，即对土料场地进行土方开挖、土方填筑，使土地尽量平整，不会出现坍塌等，然后选用相关植株进行绿化。已达到对土料场的整治与防护。本文通过介绍山西省万家寨大梁水库土料场的整治与防护，探究黄土高原地区水土整治方法。

2 大梁水库及土料场概况

2.1 大梁水库概况

大梁水库是万家寨引黄工程北干线上的一座年调节水库，水库位于山西省朔州市平鲁区井坪镇西北约3.0 km的下称沟内，主要作用是向平鲁全年供水及汛期向朔州、山阴、怀仁及大同等地供水。水库总库容2260万m3，由主坝、进水塔、放空洞、库岸护坡及交通桥等建筑物组成。水库设计洪水位1399.61 m，坝顶高程1401.00 m，主坝最大坝高26 m，坝顶长度为1145 m，为黏土心墙砂砾料混合坝。主坝位于大梁村村南、井西煤矿北面的下称沟沟口，为一黏土心墙砂砾料混合坝。坝轴线采取直线形布置，横跨下称沟谷地，主坝坝顶高程1401.00 m，防浪墙顶高程1402.2 m，最大坝高26.0 m，坝顶长1145 m[2]。

大梁水库于2009年5月开工建设，2012年7月大梁水库完工蓄水。取土场位于距大梁水库约1.3 km的大梁村与东洼村之间的黄土山梁南侧斜坡地带。大梁水库的航拍全貌见图1。

2.2 大梁水库土料场概况

大梁土料场位于大梁水库西北的大梁村与东洼村之间的黄土山梁南侧斜坡地带，距离大梁水库约1.3 km。土料场整体呈矩形，地势西北高，东南低。

土料场地层上部为第四系上更新统风坡积(Q3eol+dl)：黄土状壤土为主，夹重砂壤土透镜体，平均厚6.68 m，黄土状壤土具大孔隙和垂直节理，表部0.70 m～1.10 m含植物根系，底部见零星姜石；重砂壤土松散，厚0.50 m～1.50 m，约占Q3土层总厚度的1.5%。中更新统(Q2)壤土夹重砂壤土，勘察揭露厚度1.05 m～18.00 m，平均厚度10.72 m，壤土较密实，局部含姜石；重砂壤土呈透镜状，厚2.10 m～21.50 m，主要分布于料场东北部，Q2土层以下为第三系(N2)粘土或石炭系太原组(C3t)砂页岩、泥岩等[3]。大梁水库航拍全貌见图1。

图1 大梁水库航拍全貌

大梁水库土料场西侧区域有一处砖厂占地与大面积种植的树木、农作物等，并且此区域为未取料区域，本次设计暂不进行整治。实际取料区域基本位于规划取土场的东半部分及砖厂以北的区域的高边坡，涉及面积约12 hm2，其整体风貌见图2。

图2 大梁水库土料场

3 土料场整治与防护

3.1 土料场整治原因

水土保持是山区发展的生命线，是国土整治、江河治理的根本，是国民经济和社会发展的基础，是我们必须长期坚持的一项基本国策(国务院国发[1993]5号文件“关于加强水土保持工作的通知”)，特别是黄土高原地区的水土问题。山西省万家寨大梁水库土料场位于黄土高原地区，该地区地面坡度大，土质松散、土壤耕作层易被侵蚀、破坏，使土地肥力日趋衰竭；且发生水土流失后易淤塞河流、渠道、水库，降低水利工程效益，甚至导致水旱灾害发生，严重影响工农业生产；同时水土流失对山区农业生产及下游河道带来严重威胁。通过开展工程综合治理，可以增加地表植被、涵养水源，调节小气候，有效改善生态环境和农业生产基础条件，减少水、旱、风沙等自然灾害。该土料场距离大梁水库仅1.3 km，所以对土料场进行水土保证治理显得尤为重要。

国家大力提倡绿色环保工程，对项目部后期进行整治也是项目验收的重要部分。在对大梁水库整体进行竣工验收时，根据《水利水电建设工程验收规程》(SL 223-2008)和《水利水电工程施工质量检验与评定规程》(SL 176-2007)等标准，需要对大梁水库土料场进行整治与防护[4]。

3.2 土料场整治与防护措施

3.2.1 土方开挖

主要内容有：表土剥离、土方开挖运输、土方推平并压实。

土方开挖过程中的注意事项：

1)土方开挖是先浅后深，从上至下分层开挖，开挖时先用反铲开挖剥离表层土(视表层土存在的厚度而定，一般不小于0.3 m)，沿基坑一侧集中存放，表层土以下开挖的土方，用于修筑临时道路，用装载机摊铺，18 t振动碾振动碾压，修筑施工道路。

2)深层土方开挖用反铲挖掘机分层开挖，分层高度为3 m～4 m，开挖采用反铲挖掘机配合开挖，堆于基坑另一侧，采用装载机分层平整、堆集，使堆料保持安全的坡度。沟槽挖深6 m～6.5 m，沟槽开挖的坡度，按设计断面坡度控制。开挖时基底预留10 cm～20 cm厚保护层，改用人工开挖，并清理基底，避免扰动原状土。土方开挖工程量见表1。

表1 土方开挖工程量

3.2.2 土方回填

主要内容有：回填区土方回填碾压、种植土覆土回填、表土回填。

土方回填过程中的注意事项：将各回填区域进行场地平整，在填筑前进行了生产性的碾压试验，确定了填筑施工参数、虚铺厚度和碾压遍数，采用装载机将挖运到回填区的土方推平至虚铺厚度，用压路机碾压，碾压遍数不小于试验验结果确定的碾压遍数。逐层施工回填到图纸设计要求的高程。土方回填工程量见表2。

表2 土方回填工程量

3.2.3 场地绿化

主要内容有：穴状整地、小叶杨种植、爬山虎种植、柠条种植、紫花苜蓿和无芒雀麦种植。绿化植株种类及数量见表3。

表3 场地绿化工程量

绿化过程中的注意事项：

1)植苗施工工序：整地→施肥→植苗→填土和保水剂→踩实→浇水。

播种工序：整地→施肥→播种→磨平镇压。

2)苗木采购、运输、栽植过程中要做到起苗不伤根、运苗不漏根(严禁风吹日晒)，清水崔根(栽前放在清水中浸泡1天～2天)，载苗不窝根，分层填土踩实。

3)根据图纸设计要求进行栽植，小叶杨株距3 m，行距3 m；爬山虎株距为3株/m；柠条株距0.5 m，行距0.5 m。

4)开穴深度和宽度应大于苗木根幅和根长，灌木的种植穴为0.3 m×0.3 m×0.3 m，乔木的种植穴为0.6 m×0.6m×0.6 m。栽植时应将苗木扶直扶正，根系舒展，深浅适宜，覆土时应先填表土湿土，后天心土干土，分层覆土，分层踏实，最后覆盖一层虚土。在覆土或局部换土时按照50 kg/亩施入基肥。

5)紫花苜蓿和无芒雀麦混合均匀播种，播种完成后应用耙子轻轻扒一下，使其种子可以拌到土壤中。

3.3 土料场整治与防护效果

大梁水库土料场整治与防护工程于2019年6月开工，2019年12月竣工，工期6个月，整治防护面积12 hm2，耗资300余万元。通过本工程项目综合治理，增加了地表植被，涵养了水源，调节了小气候，有效地改善生态环境和农业生产基础条件，减少水、旱、风沙等自然灾害，同时也达到了山西万家寨大梁水库的竣工验收要求。土料场整治后航拍全貌见图3，绿化种植的小叶扬见图4。

图3 土料场整治后航拍全貌

图4 绿化种植的小叶杨

4 结论

本项目通过对山西省万家寨引黄工程大梁水库土料场的整治与防护，改善了大梁村和东洼村的大气污染和水土流失的生态环境，促进当地经济作物藜麦、果品的种植，同时促进了当地特色农业如小杂粮加工业的发展，坚定当地走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。推动形成绿色发展方式和生活方式，促进人与自然和谐共生，为国家全面走进小康社会，实现中国梦而贡献力量。