水土保持方案措施设计(王治国)

2020年3月3日水土保持方案措施设计王治国教授/博士水利部水利水电规划设计总院主要内容1.前言2.设计基本要求3.水土保持措施设计4.其它设计要求和注意的问题2020年3月3日21前言水土保持方案编制的关键是防治措施设计符合可行性研究的深度要求，做到工程量符合可研深度的要求，使投资估算相对准确，不致在初步设计阶段有较大的变化。因此，首先应分析水土保持防治措施规模大量、数量和分散程度。对于点式工程而言，有条件的应采用全面设计；线性工程则因水土保持措施分散，多数情况下应采取典型设计的方案，通过分类的典型设计推求工程量、推算投资，但规模较大涉及安全等问题的工程则应逐一设计。2020年3月3日31前言目前方案编制中措施设计存在的主要问题是：1）措施设计何种类型需要典型设计，何种情况，不能采用典型设计，可研深要达到何种深度，规范并无明确规定,各行业间差别很大。2）典型设计应抽取的数量与精度要求不明确。3）典型选取的不合理、代表性较差、内容不完整，或者深度不够，没有计算的相关说明，如计算公式和参数选取的情况等。4）典型设计图不符合设计要求，如缺少平面位置图，平面和剖面图的尺寸标注不完全，没有工程量计算表和单位工程指标。5）调查勘测深度不够，教条照搬，不符合实际情况。以下就可研阶段的水土保持措施设计，做一些说明，具体工作中，不同行业有自身的特点和需求，还应根据行业要求做出相应设计。2020年3月3日4开发建设项目水土保持方案编制阶段其设计深度相当于主体设计的可行性研究阶段深度，根据设计规范的规定此阶段应在做好措施总体布局的基础上，进行各项目措施的设计，通常情况下，分散的小规模的措施进行典型设计，计算出工程量单位指标，并通过单位指标估算出同类工程的工程量(要使工程量能包得住)和估算投资(要使工程投资能包得住)，较大的工程量则需进行单项设计。2020年3月3日52设计基本要求2.1设计总则2.1.1建设项目不同水土流失类型的特殊规定2.1.2设计原则2.1.3不同类型建设项目的特殊规定2.2水土流失防治措施布局2.2.1基本原则2.2.2水土流失防治措施的分类2.2.3水土保持措施布局解决的几个重要问题2020年3月3日62设计基本要求1、风沙区2、东北黑土区3、西北黄土高原区4、北方土石山区5、西南土石山区6、南方红壤丘陵区7、青藏高原冻融侵蚀区8、平原和城市2020年3月3日72.1.1建设项目不同水土流失类型的特殊规定2.1设计总则2.1.2设计原则1、谁造成水土流失，谁负责治理2、“三同时”原则3、预防优先的原则4、生态效益优先原则5、综合防治，突出重点的原则2020年3月3日82.1.3不同类型建设项目的特殊规定开发建设项目根据总体布局可分为线型和点型两种类型。线型开发建设项目是指布局跨度较大、呈线状分布的公路、铁路、管道、输电线路、渠道等建设项目；点型开发建设项目是指布局相对集中、呈点状分布的矿山、电厂、水利枢纽等建设项目。不同类型建设项目水土保持应根据其特点进行设计，需符合以下规定:2020年3月3日91、线型建设类工程1）应分析穿(跨)越工程的基础开挖、围堰拆除等施工组织设计，明确弃土（石、渣）量、泥浆排放量，选择相应存放场地并布设有效防护措施。2）对陡坡开挖地段，应在边坡上部布设截水沟、下部设置拦挡及排水设施。并遵循“先拦后弃”的原则，做好施工组织设计。3）当隧道进出口紧临江河、较大沟道时，不宜在隧道进出口布设永久渣场。4）输变电工程位于坡面的塔基从水土保持角度应要求其位于宜采取“全方位、高低腿”型式，并布设设置拦挡和排水设施。5）对主体工程设计中土质边坡开挖坡度超过45°或高度超过30m的，应重点进行分析，提出水土保持设计坡度和高度要求以及削坡开级等方案。6）公路、铁路等项目的取(弃)土场宜布设在沿线视线以外。2020年3月3日102、点型建设类工程1）堆放弃土(石、渣)分类集中堆放，对于确不能达分类堆放要求的，应分析施工组织设计并商施工组织设计专业提出相应的方案。2）对水利枢纽、水电站等工程，弃渣场选址应布设在大坝下游或水库回水区以外。在高山峡谷地区，施工组织设计难以解决的情况下，应通过经济合理性论证，在征得水行政主管部门同意后，提出适当的解决方案。3）对城镇及其规划区、开发区、工业园区的项目，水土保持设计应根据实际需要，提高防护标准。4）除新疆维吾尔自治区、青海等区的干旱内陆河施工导流可根据实际情况采用自溃式围堰外，根据水土保持规定，一般不宜采用。2020年3月3日113、点型建设生产类工程l）应根据主体工程设计，确定需回覆表土的面积和方量，明确剥离表层土量，并布设临时集中保存场地，并采取防护措施，最终回覆利用。2）对于露天矿山采掘场和排土场，应采取截排水和边坡防护等措施，防止滑坡、塌方和冲刷，并布设土地整治、复耕或恢复林草植被恢复措施。3）应根据主体工程水土保持分析评价，明确排土(渣、矸石等)场地并布设拦挡设施和采取植物措施，通过施工组织设计，做到弃土(石、渣)有序堆放。4）对可能造成环境污染的废弃土(石、渣、废液)等的，应布设专门的处置场，设计符合水土保持及其它相关防治标准的要求。5）采石场应在开采范围周边布设截排水工程，防止径流冲刷。施工过程中应控制开采作业范围，不得对周边造成影响。6）对井工开采的矿山项目，应对主体工程设计的疏干水和地下排水进行分析评价，提出减免其对地表土壤水分和植被的影响对策或意见。对采空塌陷区（建设阶段主要是首采塌陷区）应布设保护水系、保护和恢复土地生产力等方面的措施。2020年3月3日122.2水土流失防治措施布局1、结合工程实际和项目区水土流失现状，因地制宜、因害设防、总体设计、全面布局、科学配置。2、在主体工程规划与总体布置上，应通过主体工程水土保持评价，对主体工程设计中的开挖、排弃、堆垫的场地，分析并布设拦挡、护坡、截排水以及其他整治措施。提出减少占用水、土资源，提高利用效率的意见，水土保持措施布局也应注重要水土资源的合理利用。同时，注重吸收当地水土保持的成功经验，借鉴国内外先进技术，注重与周边景观相协调。3、控制和减少对原地貌、地表植被和水系的扰动与损毁，采取措施尽量保护好原地表植被。4、在扰动区域做好表土剥离、保存及回覆利用，风沙区施工过程中还应注重保护沙地表面结皮层，防治因施工扰动加剧风蚀和风沙危害，以工程、防风固沙等措施为主，辅之以必要的植物措施。2020年3月3日132.2.1基本原则5、应提出弃土(石、渣)综合利用的意见或措施，不能利用的应集中堆放在专门的存放地，即弃土(石、渣)场，不得在江河、湖泊、建成水库及河道管理范围内布设弃土(石、渣)场。弃土(石、渣)场应采取拦挡措施，应遵循“先拦后弃”的原则，做好施工组织设计。6、施工迹地应采取土地整治和植被恢复等措施，恢复其利用功能。7、项目建设过程中应注重生态环境保护，设置临时性防护措施，减少施工过程中造成的人为扰动及产生的废弃土（石、渣）。2020年3月3日142.2.2水土流失防治措施的分类根据规范的要求常见的水土流失防治措施可分为工程措施、植物措施和临时防护措施三大类。具体分为八类：1、拦挡工程：包括有拦渣坝、挡渣墙、拦渣堤、围渣堰、贮灰场、尾矿库、尾沙库、赤泥库等。2、斜坡防护工程：包括有挡墙工程、护坡工程、坡面固定工程、滑坡防治工程等。3、土地整治工程：包括有弃土弃渣场整治、坑凹回填与利用、开挖破损面整治、整治后的土地利用等。4、防洪排导工程：包括有拦洪坝、护岸护滩工程、堤防工程、排洪排水工程、泥石流排导工程、沟床固定与泥石流拦挡工程、清淤清障（施工过程中的淤积物）等。2020年3月3日155、降水渗蓄工程：包括有坡面蓄水工程、径流拦蓄工程、专门用于植被建设的引水、蓄水、灌溉工程等。6、防风固沙工程：包括有固沙沙障和平整沙丘等。7、临时防护工程：大多是属于工程措施，只是保存的时间短，工程结束后地面上不再保留的措施：如拦挡措施：彩钢板、编织袋装土、草袋装土、钢支架加编织布等临时拦挡；排水和沉沙措施：临时排水沟、临时排水管、沉沙池或沉沙凼等；苫盖措施：塑料薄膜、防尘网、防雨布等；临时植物防护：撒播草籽等。8、植被建设工程：边坡植被建设、渣面及场地植被建设工程、护岸护滩绿化工程、道路绿化工程、生活区厂区绿化、防风林带建设、固沙造林、固沙种草等包括有拦挡措施、排水、沉沙措施、苫盖措施等。2020年3月3日162.2.3水土保持措施布局解决的几个重要问题1、水土保持布局相当水土保持专业的规划部分，是需要认真研究的内容。应与主体工程及周边环境协调，同时要考虑水土流失防治标准的等级。2、主体工程明显不合理，不利于水土保持措施总体布局的问题，应提出来，要求主体工程设计进行调整。3、水土保持措施布局有条件的情况下应进行方案比选，并对较大的水土保持工程措施的规模进行分析，明确其勘测设计深度与要求。4、水土保持生态设计理念主要是通过水土保持措施布局来实现的，因此，在不影响安全的条件下，应以植物措施为主，或植物与工程相结合，不得已的情况下才采取工程措施。5、水土保持除了保持水土以外，应通过布局解决景观建设问题或至少给其建造一个有余地的平台。6、通过布局达到节约投资目的。2020年3月3日17主体工程设计与水土保持的关系2020年3月3日18主体工程水土保持评价是水土保持设计的基础，没有评价就谈不上设计。主体工程评价的结果，并不是水土保持专业能完全解决的，通过水土保持专业提出的意见，由主体工程设计的相关专业进行修改。水土保持设计理念应通过主体工程水土保持评价在整体设计中加以贯彻，并水土保持设计充分体现。工程规划、布置与设计的优化作用水土保持方案的一个重要作用就是对工程的厂址（坝址）选择、线路选取、总体布置、施工组织、移民安置、专项复改建等主体工程规划设计，以及对具有水土保持功能的各子工程项目的设计进行水土保持评价，分析其是否符合水土保持的要求，并提出相应的水土保持要求、意见和建议，以便主体工程优化设计参考。同时，也是建设项目水土流失防治措施布设的前提。对于重大原则问题不能让步。内蒙古某引调水工程设计中水土保持与环境影响对主体工程的约束作用引水方案，水源水库－隧洞－调蓄水库原规划调度方案：小流量，全年调水，水源水库库容大，隧洞洞径小，调蓄水库库容小。调整方案水源水库－隧洞－调蓄水库原规划调度方案：大流量，汛期调水，水源水库库容小，隧洞洞径大，调蓄水库库容大。（水土保持方案和环境影响评价中提出采用后经进一步论证，采用了调整方案。河口村水库工程水土保持评价结果总库容３亿立方米，太行山区年输沙量３００万立方米。死库容５０００立方米。在库区弃渣２７０万立方米，占死总库容的６％。（强制条文及不合理性），占用良好耕地弃渣（近１３０万立方米）全面调整，提出新的方案。要求弃渣场全部调整到下游的荒沟。2020年3月3日21对工程总投资的影响与控制作用1、防治方案投资作为水利工程概算第二大部的的第三项，纳入主体工程投资，参与总投资控制。水土保持方案本身的投资一般仅占主体工程投资的1%～4%，对工程总投资的控制影响不大，但大项目也要参与控制。2、关于方案提出的修改要求和意见对工程设计方案比选等产生投资影响对主体工程总投资控制的影响可能会更大。由于目前水土保持方案对主体工程设计尚未能起到应有控制与约束作用，因而其对投资控制的影响和作用有多大尚不清楚，这是今后应特别关注的问题。水土保持设计理念设计理念是概念性的，这种概念是通过设计人员的设计来体现的。虽然行业、项目间的设计千差万别，但设计理念是相通的。水土保持理念首应作为水土保持专业对主体评价的准则和行为，对不符合水土保持理念的内容，应提出修改的意见，并要求主体设计各专业协调贯彻。水土保持理念应融入主体工程总体设计中，要使设计人员均按这一理念完善设计水土保持本身设计更应加以体现，并提出具体的方案。2020年3月3日23水土保持方案与设计是贯彻《水土