水土保持措施在水库除险加固工程中的运用

水土保持措施在水库除险加固工程中的运用

张富泽

（禄劝水务局）

摘要：病险水库除险加固是目前水利建设工作的重点之一。水库病险情况多种多样，其除险加固方法有工程措施、非工程措施，有直接措施、也有间接措施，应采取综合措施进行综合处理，才能取得长久的实效。本文初步分析了县级以下农村地区病险水库现状，从水土保持的角度对水库除险加固中可采取的有效的水土保持措施进行了初步的研究和运用分析，以资探讨。

关键词：病险水库　水土保持　运用

一、农村小型病险水库现状

新中国成立以来，党和国家十分重视水利工作，投入了大量的财力、物力和人力在县级以下广大农村地区兴建了大量的小型水库和小塘坝。这些水库工程的建成和投入使用，为当地工农业生产用水、居民生活用水和生态环境用水提供了充分的水资源保证，为农村小流域防汛减灾起到了积极作用，有力地促进了受益区经济社会的持续健康和科学协调发展。但这些水库工程大多建造于20世纪五六十年代，由于当时历史的、经济的、技术的局限，建成后经营管理的粗放和缺乏资金投入、年久失修或难以有效维护等原因，目前很大一部分水库工程带病运行，安全隐患较大，直接影响工程效益的发挥。

根据各级水利部门对水库大坝安全鉴定的结论，结合对水库冲淤情况、水库水质、水库失事可能造成的危害等的综合分析和评价，目前，县级以下农村地区中小型水库病险率为50%左右。这些病险水库中，病险情况大致有以下几类：一类是未按设计完工，达不到相关标准；一类是未经严格设计，没有修建启闭塔、工作桥或溢洪道等，设施不完备；一类是启闭设备和闸门老化损毁，难以灵活运行；一类是渗漏严重，包括绕坝渗漏、坝身渗漏和库盆渗漏；一类是坝身老化变形，坝体开裂、沉陷、滑塌和坝坡冲刷严重；一类是淤积严重；一类是水质污染。其中，一些病险水库只有一种病险情况，一些病险水库兼有多种病险情况。

二、病险水库除险加固中所采取的水土保持措施

病险水库由于存在各种病险问题并带病运行，难以正常发挥其应有的综合功效，一些病险水库蓄水不足，无法保障项目区工农业生产、居民生活和生态环境用水，严重制约着当地经济社会的健康发展，而其中某些病险水库则只能部分蓄水，甚至无法蓄水；一些病险水库由于项目区水资源短缺，不得不带病蓄水运行，存在着巨大的安全隐患，特别是汛期防汛形势相当严峻；一些病险水库由于地形地质的原因，从建成至今，从未也无法蓄水利用，更无效益；一些病险水库淤积相当严重，蓄水量日益减少，不仅难以满足项目区用水需求，也给水库枢纽大坝的安全运行造成相当大的压力；一些病险水库水质污染日益加重，影响了周边环境，危害人畜健康，阻碍水库综合经营的发展；一些水库缺乏资金，运转难以为继。

水库病险情况多种多样，其形成的原因、存在的隐患和造成的危害各不相同，而这种病险情况随着时间的推移在作动态的变化，若没有有效的除险加固措施，水库病险率还会逐年提高，病险程度会逐年加重，工程效益逐年衰减。近年来，各级政府已投入大量资金进行水库除险加固和扩建加高工作，但技术手段单一，多为直接的工程措施，效果虽然明显，但从长远看，还有待于进一步的检验和改进。必须遵循“兴利除害、因势利导、对症下药、因害设防、分类施治、综合治理”的原则，对病险水库进行综合处理和整治，才能使病险水库除险加固工作取得长久的实效，促进水库工程综合功能的有效发挥。

造成水库病险是各种因素综合作用的结果，除设计、施工存在的缺陷和管护不到位导致水库病险外，水土流失和环境污染也是造成水库病险的重要原因。在病险水库除险加固工程中，除对枢纽工程采取工程措施进行直接的、机械性的处理及对枢纽区加强管理和保护外，同时应注重间接措施和非工程措施的研究分析和灵活运用，采用工程措施与非工程措施相结合、直接措施与间接措施相结合的方法对病险水库进行除险加固综合处理，才能彻底清除病险隐患。水土保持措施和水土保持与环境治理综合措施就是水库除险加固中间接措施和非工程措施的主要手段。

（一）水土保持措施的应用

水土保持措施根据地形地貌特点和其所处位置分为坡面措施和沟道措施，按其自身性质和作用类型分为工程措施、林草措施和耕作措施。在病险水库除险加固工程中，在水库的径流区内和枢纽区周边采取水土保持各项措施，可积极有效、逐步稳妥并长期减缓、减轻甚至解除水库病险情形，保障水库安全运行，达到除险加固的目的。具体措施为：

1.坡面工程措施

主要有坡改梯、盘山渠、坡面蓄水池、坡面滑坡体拦挡等。通过在病险水库径流区的坡面上采取以上措施，以改变微地形，就地拦蓄、引排降雨产生的坡面径流，减轻坡面土壤冲刷，降低洪峰，延迟洪水，减少泥沙下泄，可有效减轻水库枢纽的泥沙淤积和水库行洪压力，降低和减小洪水和泥沙对水库枢纽工程的危害和损坏。

2.沟道工程措施

主要有沟头防护、谷坊坝、拦沙坝、取水坝和破碎、垮塌沟岸、库岸挡护等。在病险水库径流区内的沟道上和水库出水沟道上横筑不同形式的坝，是防止沟蚀的极其有效的措施，它们能固定沟床侵蚀基点，稳定侵蚀基面，抬高沟床，防止沟底下切，制止沟岸扩张，又能拦截泥沙，减少流入水库的固体径流量，同时拦蓄分流部分径流量，降低沟道中水流速度，削减洪峰流量，减少入库洪量，减轻病险水库石洪危害；而在这些沟道上修建沟头防护和护岸挡墙，可保护沟头，稳固库岸、沟岸，避免坡面径流的冲刷和沟道水流及库水的淘刷而引起沟头前进和库岸、沟岸垮塌，减少水库泥石淤积危害；其中，在水库出水沟道上修建的各类坝和护岸，可稳定沟床，避免沟岸垮塌和石洪冲刷对水库大坝坝踵、溢洪道及输水涵洞等枢纽工程造成直接的危害和机械性损坏，保护枢纽安全。

3.坡面林草措施

在病险水库径流区的坡面上进行林草措施治理，主要有封山育林育草、退耕还林还草和植树种草，具体做法是根据当地条件和“适地适树适草”的原则，选择高产、优质、抗旱、耐脊、速生的树草种，营造分水岭防护林、护坡林、梯田地坎林和水源涵养林，结合退耕还林还草和推广舍饲养殖，有计划地发展经济林果、药材和种植牧草、饲草；根据当地经济社会发展状况，特别是畜牧业现状和发展要求，科学合理地布设牧场，采取全封、半封和轮封等方式进行坡面封育治理。通过林草措施的实施，千方百计增加病险水库径流区坡面的植被覆盖度，以拦截雨滴、减轻溅蚀，最大限度地就地蓄渗坡面径流，防止冲刷，达到减小洪水、固持土壤、涵养水源的目的，间接、有力地保障水库安全。

4.沟道林草措施

就是在病险水库径流区内的沟道上、水库出水沟道上和水库枢纽区，从分水岭到沟口、由高到低因地制宜的营造沟道防护林、水库防护林和护岸护滩林。

（1）沟道防护林：在径流区内侵蚀沟道上游段和水库出水沟道上的台川和两侧坡脚积土较厚处，栽植深根性乔木树种，在沟岸垮塌土坡的上部栽植藤类蔓生植物，以固土防冲；在径流区内侵蚀沟道中段和水库出水沟道上，利用谷坊、拦沙坝等淤土积沙后形成的台川地进行造林，于水路两旁栽植根系壮大喜水爱湿性乔木树种，以保护工程设施，防止沟道冲刷；在径流区内侵蚀沟道下游和水库出水沟道上，由于沟面比较开阔，可沿沟边顺沟修筑长条台地，也可以直接顺沟栽植根系壮大的乔木，在积水期长的沟底可种植芦苇等禾本科植物，以固沟防冲。此外，在集水区不太大的支毛沟下游和比降小、土多石少且较宽的沟道可以修筑生物谷坊。

（2）水库防护林：为了防止水库淤积和风浪冲蚀破坏库岸，需要营造水库防护林，主要有库岸造林、回水沟道造林和坝坡造林三种形式。库岸造林主要防止来自岸边的径流泥沙淤积水库，同时防止风浪冲蚀库岸和库岸垮塌。树木栽植一般从正常蓄水位开始，头几行要选用耐水湿植物，接着栽植乔木，也可配置经济树种；为了减少坝前泥沙淤积，避免沟道冲刷，利用水库淤泥淤积翘尾巴的特点，在水库回水沟道造林，能固定沟床，拦淤泥沙。一是营造挂淤林，在回水沟道里栽植乔木，固定沟床，落淤缓冲，造林方向与水流方向垂直或呈一定角度。二是为适应沟床淤积变高的特点，在回水沟道栽植芦苇，效果很好；一般的理论认为在水库坝坡只能植草，在坝坡造林有害无益，事实上并不完全如此。据一些地方的经验，在土坝的背水坡栽植适宜的灌木，不仅可以保护坝坡，避免冲刷，甚至可以顶住短暂的坝面过水。

（3）护岸护滩林：沟道两岸，洪水冲击，沟岸坍塌，或者主流摆动，影响沟势稳定与安全。在病险水库径流区内的沟道和水库出水沟道上营造护岸护滩林，是沟道治理的主要手段之一。护岸林应结合堤岸防护工程或岸边公路、渠道进行营造，可栽植乔木护岸；护滩林能缓流挂淤，抬高滩地，在洪水期可能短期浸水的滩地外缘栽植灌草，靠岸栽植乔木。护岸护滩林选择根系发达、耐水湿、抗冲击的树草种，栽植方向应与水流方面呈一定角度，造林顺序要从上游到下游、从靠近沟岸向沟床方向推进，造林时要留足行洪水道。条件具备的地方可修建生物丁坝以护岸护滩。

同时，在水库管理范围内和枢纽区大力营造经济林草和经济果木，以改善环境，增加经济收入，维持水库管理工作的正常运转。

5.水土保持耕作法

以防止水土流失，保持土壤肥力，增加农业生产为目的的耕作措施叫水土保持耕作法，按其作用性质分为以改变微地形为主的耕作措施和以增加地面覆盖为主的耕作措施两类，其目的是增加地面糙率，增加地面植被覆盖度，蓄存天然降水，减轻坡面径流冲刷，减小水土流失并保蓄水分和养分。由于坡耕地水、土、肥流失严重，是水土流失灾害和农村面源污染的主要策源地，除采取坡改梯和退耕还林草进行治理外，对宜耕坡地应进行水土保持耕作法。在病险水库径流区内的坡耕地上进行水土保持耕作，能迅速取得保持水土、保持土壤肥力和提高作物产量的显著效果，不仅能有效减轻病险水库石洪危害，减少农药、化肥流失而污染水库水体，还能取得较好的经济效益。坡耕地水土保持耕作法主要有：禁止顺坡耕种，实行等高横坡耕种；等高横坡沟垄种植；残茬覆盖；枯秆覆盖；地膜覆盖；青草覆盖；免耕少耕覆盖等。

（二）水土保持与环境治理综合措施的应用

水质污染是水库病险的情形之一，库周环境污染是造成水库水质变坏的主要原因，必须对库周环境进行综合整治，才能有效保护水库水质。病险水库径流区面源污染是影响水库水质、污染水库水体的最主要因素，包括两个部分：农村面源污染和农业面源污染。水土保持与环境治理综合措施就是主要围绕农村及农业面污染源进行治理，以保护水库水质，防止或减轻水库水体污染。

1.农村面污染源的治理措施

农村面污染源主要包括农村生活污水、人畜粪便、生活垃圾等，这些农村面污染源目前大多均未经处理，直接汇入下游沟道和水库，对水库水质有所影响，其治理措施主要有：在水库径流区内兴建生物净化公厕，实现粪便就地收集，就地无害化处理，减少粪便的清运或污染转移；在水库径流区的村社内设置生活垃圾收集坑收集垃圾，并统一进行清运处置；对生活污水采取修建集中式污水处理池的方式进行集中处理，经处理后的污水作为生态环境用水回用。

2.农业面污染源的治理措施

农业面污染源主要包括三个方面，即化肥、农药的用量逐年增加，过量和不合理的施用，使大量的氮、磷和有毒物质随水流失，进入水库，成为水库水质的主要污染源之一；水土流失造成泥沙夹带大量有机质流入水库，造成水库富营养化；农作物秸秆处理不当，被水冲入水库，增加水库的污染。控制并治理农业面源污染的措施有：

（1）在水库径流区内推广应用平衡施肥技术，提倡施用有机无机复合肥和农作物专用肥，科学合理施肥，提高化肥利用率，减少化肥施用量和化肥的无效流失。

（2）在水库径流区内采用综合防治技术，对农作物病虫害进行生物综合防治，科学用药，最大限度减少农药的施用量和农药流失。

（3）搞好水库径流区内坡耕地的水土保持工作，进行退耕还林草、坡改梯，实行保土耕作，防治水、土、肥、药流失。

（4）在水库径流区内实行作物秸秆还田，防止秸秆流入水库，污染水库水体。

三、结　语

水土保持措施、水土保持与环境治理综合措施在病险水库除险加固工程中具有其他措施不能替代的独特功效，也是具有长期实效的措施，不仅能保障水库免受泥沙洪水的机械性损害，维护水库安全，同时也改善了库周生态环境，应根据水库病险情况分类施治，采取其中单项或多项措施并配合水土保持管理措施对病险水库进行综合治理，发挥各项措施的群体作用，才能收到更好的水库除险加固预期效果，实现水库工程的正常运营。