林美蘭，黃 東，徐林春，孫小磊，劉畫眉，蔡素芳

（1.廣東省水利水電科學(xué)研究院，廣東 廣州 510635；2.廣東省水動(dòng)力學(xué)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510635；3.河口水利技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510635）

某航道整治工程水土流失預(yù)測(cè)分析

林美蘭1,2,3，黃 東1,2,3，徐林春1,2,3，孫小磊1,2,3，劉畫眉1,2,3，蔡素芳1,2,3

（1.廣東省水利水電科學(xué)研究院，廣東 廣州 510635；2.廣東省水動(dòng)力學(xué)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510635；3.河口水利技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510635）

采用分析法和定量計(jì)算對(duì)某航道工程建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的水土流失量進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明該航道工程建設(shè)過(guò)程中擾動(dòng)地貌面積215.42hm2，土石方開(kāi)挖總量651.46萬(wàn)m3?？赡茉斐傻乃亮魇Э偭繛?.31萬(wàn)t，可能造成的新增水土流失量為6.05萬(wàn)t，并對(duì)水土流失產(chǎn)生的危害提出了有針對(duì)性的防治措施。

水土保持；航道；水土流失；預(yù)測(cè)

1 工程基本概況

某航道工程位于珠江三角洲西側(cè)，航道范圍總長(zhǎng)約44.5km，其中分兩段，分別定級(jí)為內(nèi)河Ⅲ級(jí)和沿海Ⅹ級(jí)，通航海輪噸級(jí)均為5000t級(jí)。

本工程總占地面積215.42hm2，其中，永久占地2.42hm2，臨時(shí)占地213.00hm2。工程占地分區(qū)包括卸泥區(qū)213.00hm2，碼頭工程區(qū)0.11hm2，航道站房服務(wù)區(qū)2.31hm2。

本工程土石方開(kāi)挖總量為651.46萬(wàn)m3（其中航道疏浚636.80萬(wàn)m3，炸礁工程8.73萬(wàn)m3，碼頭工程開(kāi)挖2.81萬(wàn)m3，航道站房服務(wù)區(qū)開(kāi)挖3.12萬(wàn)m3）；填方量為60.70萬(wàn)m3，包括借方47.29萬(wàn)m3（其中，土方借量47.14萬(wàn)m3，石方借量0.15萬(wàn)m3）；棄方總量638.05萬(wàn)m3（其中航道疏浚棄方636.80萬(wàn)m3和碼頭工程棄方為1.04萬(wàn)m3全部吹填至卸泥區(qū)，臨時(shí)棄表土0.21萬(wàn)m3全部回填作為綠化用土）。

本工程計(jì)劃于2015年10月開(kāi)工建設(shè)，2017年9月完工，總工期24個(gè)月。

2 預(yù)測(cè)范圍、時(shí)段、內(nèi)容與方法

2.1 預(yù)測(cè)范圍

根據(jù)本工程的平面布局及特點(diǎn)，預(yù)測(cè)范圍劃分為卸泥區(qū)、航道站房服務(wù)區(qū)等產(chǎn)生水土流失的責(zé)任范圍（其中碼頭工程全部為水域，清基物不上岸，不進(jìn)行水土流失量預(yù)測(cè)）。

2.2 預(yù)測(cè)時(shí)段

依據(jù)主體工程分項(xiàng)工程施工進(jìn)度安排，確定本工程水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段，見(jiàn)表1。

表1 水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段劃分表

2.3 預(yù)測(cè)內(nèi)容與方法

根據(jù)《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2008）的要求，結(jié)合本工程的工程建設(shè)特點(diǎn)，進(jìn)行水土流失預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)內(nèi)容包括施工擾動(dòng)原地貌與破壞植被面積、損壞水土保持設(shè)施面積、應(yīng)交納水土保持補(bǔ)償費(fèi)面積、工程棄土（渣）量、可能造成的水土流失量及其危害等。預(yù)測(cè)方法采用類比分、定性分析和定量計(jì)算相結(jié)合，水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容和方法見(jiàn)表2。

3 水土流失預(yù)測(cè)

3.1 擾動(dòng)原地貌、損壞土地和植被面積

本項(xiàng)目共計(jì)擾動(dòng)、破壞原地貌土地面積、損壞土地和植被面各總計(jì)215.42hm2，詳見(jiàn)表3。

表2 預(yù)測(cè)內(nèi)容和方法對(duì)照表

表3 各分區(qū)擾動(dòng)原地貌、損壞土地和植被面積 單位：hm2

3.2 損壞水土保持設(shè)施的面積

通過(guò)對(duì)工程區(qū)調(diào)查，本工程施工損壞的水土保持設(shè)施主要為具有水土保持功能的林地、內(nèi)陸灘地及魚(yú)塘，根據(jù)調(diào)查測(cè)算，本工程施工損壞的水土保持設(shè)施面積為1.08hm2。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，結(jié)合工程設(shè)計(jì)資料和現(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果，本工程需繳納水土保持補(bǔ)償費(fèi)的林草植被面積為1.08hm2。

3.3 工程棄渣量預(yù)測(cè)

本工程土石方開(kāi)挖總量為651.46萬(wàn)m3；填方量為60.70萬(wàn)m3，包括借方47.29萬(wàn)m3；棄方總量638.05萬(wàn)m3（其中航道疏浚棄方636.80萬(wàn)m3和碼頭工程棄方為1.04萬(wàn)m3全部吹填至卸泥區(qū)，臨時(shí)棄表土0.21萬(wàn)m3全部回填作為綠化用土）。

3.4 可能造成的水土流失量預(yù)測(cè)

3.4.1 侵蝕模數(shù)確定

（1）根據(jù)工程的地形地貌、土地利用及沿線植被分布情況，結(jié)合《廣東省土壤侵蝕現(xiàn)狀圖（1∶10000）》進(jìn)行綜合分析，確定本工程項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀水土流失均屬輕度侵蝕，水土流失背景值取500t/km2·a。

（2）施工期侵蝕模數(shù)的預(yù)測(cè)

施工期土壤侵蝕模數(shù)的確定采用類比分析法。根據(jù)對(duì)已建同類型工程與本工程之間項(xiàng)目區(qū)的氣候條件、地形地貌、土壤、植被、水土保持狀況等進(jìn)行比較分析，經(jīng)分析篩選類比工程確定：本工程各分區(qū)土壤侵蝕模數(shù)詳見(jiàn)表4。

表4 類比工程施工期和自然恢復(fù)期侵蝕模數(shù)表

3.4.2 新增水土流失面積預(yù)測(cè)

根據(jù)本工程建設(shè)特點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)環(huán)境和水土流失現(xiàn)狀，本工程水土流失預(yù)測(cè)范圍為工程占地面積內(nèi)因工程建設(shè)活動(dòng)而破壞地表植被造成地表被擾動(dòng)和損壞的面積。施工期預(yù)測(cè)項(xiàng)目各分區(qū)實(shí)際擾動(dòng)面積；自然恢復(fù)期預(yù)測(cè)項(xiàng)目分區(qū)可綠化面積。本工程施工期水土流失預(yù)測(cè)面積為215.31hm2，自然恢復(fù)期面積213.27hm2，詳見(jiàn)表5。

表5 各分區(qū)不同時(shí)段的水土流失預(yù)測(cè)面積統(tǒng)計(jì)表

3.4.3 水土流失量預(yù)測(cè)

根據(jù)《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB50433-2008）的規(guī)定，對(duì)本工程施工期和自然恢復(fù)期水土流失量的預(yù)測(cè)，是在不采取任何水土保持措施的狀況下可能產(chǎn)生的土壤流失量。

利用各預(yù)測(cè)單元擾動(dòng)地貌類型面積、擾動(dòng)區(qū)原地貌侵蝕模數(shù)及原地貌擾動(dòng)后侵蝕模數(shù)，計(jì)算各預(yù)測(cè)單元及工程的水土流失總量和新增水土流失量。

（1）水土流失總量

根據(jù)擾動(dòng)原地貌面積、擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)和預(yù)測(cè)時(shí)段，運(yùn)用（式1）計(jì)算水土流失總量。

（2）新增水土流失量

根據(jù)擾動(dòng)原地貌面積、擾動(dòng)原地貌前后土壤侵蝕模數(shù)的變化、表土堆放部位和數(shù)量，運(yùn)用（式2）和（式3）計(jì)算新增水土流失量。

W——擾動(dòng)地表土壤流失總量（t）；△W——擾動(dòng)地表新增土壤流失量（t）；

i——預(yù)測(cè)單元（1，2，3，……n）；k——預(yù)測(cè)時(shí)段，1，2，3，指施工準(zhǔn)備期、施工期和自然恢復(fù)期；Fi——第i個(gè)預(yù)測(cè)單元的面積（km2）；Mik——擾動(dòng)后不同預(yù)測(cè)單元不同時(shí)段的土壤侵蝕模數(shù)（t/km2·a）；△Mik——不同單元各時(shí)段新增土壤侵蝕模數(shù)（t/km2·a）；

Mi0——擾動(dòng)前不同預(yù)測(cè)單元土壤侵蝕模數(shù)（t/km2·a）；Tik——預(yù)測(cè)時(shí)段（擾動(dòng)時(shí)段，a）

經(jīng)計(jì)算，本工程建設(shè)可能造成的水土流失總量為6.31萬(wàn)t，其中施工期為6.10萬(wàn)t，自然恢復(fù)期為0.21萬(wàn)t；可能造成的新增水土流失量為6.05萬(wàn)t，其中施工期為5.94萬(wàn)t，自然恢復(fù)期為0.11萬(wàn)t，水土流失預(yù)測(cè)詳見(jiàn)表6。

預(yù)測(cè)結(jié)果表明，可能新增的水土流失時(shí)段主要發(fā)生在施工期，占水土流失總量的98.24%，卸泥區(qū)是水土流失防治的重點(diǎn)地段，面蝕是水土流失防治的重點(diǎn)形式。

4 可能造成的水土流失危害

4.1 對(duì)航道的影響

某航道工程包括疏浚工程、炸礁工程、交叉工程、航標(biāo)工程及支持保障系統(tǒng)工程等項(xiàng)目，均在河道范圍內(nèi)施工，特別是疏浚工程卸泥對(duì)魚(yú)塘堤圍地表植被產(chǎn)生擾動(dòng)破壞，改變?cè)孛?，降底地表抗蝕能力，若施工過(guò)程中防護(hù)措施不到位，在降雨徑流作用下造成的水土流失，將隨地表徑流直接進(jìn)入河道，對(duì)其造成短期影響。

同時(shí)，疏浚工程將會(huì)對(duì)航道所在河道及區(qū)域內(nèi)的河流造成惡化水質(zhì)，影響防洪，破壞兩岸景觀。再者，卸泥區(qū)周邊現(xiàn)狀分布較多的魚(yú)塘和養(yǎng)蠔區(qū)，施工過(guò)程中可能產(chǎn)生的水土流失可能進(jìn)入這些養(yǎng)殖區(qū)，對(duì)當(dāng)?shù)厮a(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)生一定的影響。

4.2 對(duì)周邊魚(yú)塘及耕地的影響

卸泥區(qū)周邊為魚(yú)塘及農(nóng)地，吹填卸泥施工及建成后，可能產(chǎn)生一定的水土流失，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)作物造成一定的影響。

4.3 對(duì)堤圍的影響

卸泥區(qū)與堤防迎水坡坡腳的距離區(qū)為20m～125m，施工期在堤防范圍內(nèi)堆放物料、搭設(shè)工棚等，可能對(duì)堤防產(chǎn)生一定的不利影響。

4.4 對(duì)紅樹(shù)林等樹(shù)種的影響

該工程吹填卸泥區(qū)、碼頭工程及航道站房服務(wù)區(qū)工程區(qū)均有一定面積的紅樹(shù)林，工程建設(shè)占用灘涂將破壞一定面積的紅樹(shù)林，另外施工過(guò)程中可能產(chǎn)生的水土流失會(huì)進(jìn)入紅樹(shù)林，對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。

表6 各分區(qū)不同時(shí)段的水土流失預(yù)測(cè)計(jì)算匯總表

5 預(yù)測(cè)結(jié)論及綜合分析

5.1 預(yù)測(cè)結(jié)論

通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目水土流失類型、分布及水土流失量進(jìn)行綜合分析和預(yù)測(cè)，主要預(yù)測(cè)結(jié)論如下：

（1）工程擾動(dòng)原地貌、損壞土地和植被面積為215.42hm2，其中損壞水土保持面積1.08hm2，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，需繳納水土保持補(bǔ)償費(fèi)面積為1.08hm2。

（2）本項(xiàng)目土石方開(kāi)挖總量為651.46萬(wàn)m3（其中航道疏浚636.80萬(wàn)m3，炸礁工程8.73萬(wàn)m3，碼頭工程開(kāi)挖2.81萬(wàn)m3，航道站房服務(wù)區(qū)開(kāi)挖3.12萬(wàn)m3）；填方量為60.70萬(wàn)m3，包括借方47.29萬(wàn)m3（其中，土方借量47.14萬(wàn)m3，石方借量0.15萬(wàn)m3）；棄方總量638.05萬(wàn)m3（其中航道疏浚棄方636.80萬(wàn)m3和碼頭工程棄方為1.04萬(wàn)m3全部吹填至卸泥區(qū)，臨時(shí)棄表土0.21萬(wàn)m3全部回填作為綠化用土）。

（3）本工程建設(shè)可能造成的水土流失總量為6.31萬(wàn)t，其中施工期為6.10萬(wàn)t，自然恢復(fù)期為0.21萬(wàn)t；可能造成的新增水土流失量為6.05萬(wàn)t，其中施工期為5.94萬(wàn)t，自然恢復(fù)期為0.11萬(wàn)t。

（4）根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，水土流失監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)時(shí)段是在施工建設(shè)期，施工監(jiān)測(cè)重點(diǎn)在卸泥區(qū)。

5.2 綜合分析

從各工程區(qū)域施工期土壤侵蝕模數(shù)和水土流失預(yù)測(cè)結(jié)果看，卸泥區(qū)、航道站房服務(wù)區(qū)是本工程水土流失重點(diǎn)防治區(qū)，工程可能引發(fā)的水土流失主要集中在施工期間。其原因是開(kāi)挖山體工程量相對(duì)較大，施工過(guò)程破壞了自然地貌及植被，造成土壤層次及結(jié)構(gòu)的改變，土壤抗侵蝕能力大大降低。因此在施工期中應(yīng)加強(qiáng)主體工程施工進(jìn)度安排，縮短施工區(qū)表土裸露時(shí)間，避開(kāi)強(qiáng)降雨節(jié)；做好施工建設(shè)期卸泥區(qū)的重點(diǎn)防治地段的水土流失，對(duì)剝離表土堆置場(chǎng)地表面，落實(shí)好防護(hù)措施，使土壤流失量降低到容許土壤流失量范圍之內(nèi)；做好施工期、自然恢復(fù)期和水土保持監(jiān)測(cè)。

[1]趙永軍.開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案編制技術(shù)[M] .北京：中國(guó)大地出版社，2007.

[2]曾大林.對(duì)水土保持方案編制有關(guān)問(wèn)題的研究[J].中國(guó)水土保持，2001，（02）.

[3]廣東省水利水電科學(xué)研究院.某航道工程水土保持方案報(bào)告書(shū)[R]. 2015.

Analysis and Prediction of Soil Erosion Remediation Project of a Waterway

LIN Mei-lan1,2,3, HUANG Dong1,2,3, XU Lin-chun1,2,3, SUN Xiao-lei1,2,3, LIU Hua-mei1,2,3, CAI Su-fang1,2,3
（1 Guangdong Research Institute of Water Resources and Hydropower, Guangzhou 510635, China; 2 Hydrodynamic Research Key Laboratory of Guangdong Province, Guangzhou 510635, China; 3 National and Local Joint Engineering Laboratory of Estuary Hydraulics Technology, Guangzhou 510635, China）

The soil and water loss in a waterway engineering construction is predicted with analysis and quantitative calculation. The results show that, in the process of construction, the area of landform disturbance is 215.42 hm2, the total earthwork excavation is 651.46 million m3. The total amount of possible soil erosion is 63.1 thousand t, and the soil erosion Ris 60.5 thousand t. This paper puts forward prevention measures for the harm of soil and water erosion.

soil and water conservation; waterway; soil and water erosion; prediction

S157

A

1672-2841（2016）01-0009-04

2016-02-21

林美蘭，女，高級(jí)工程師，從事水文水資源、水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)研究、水土保持等工作。