楊 易，張 雄

(四川水利職業(yè)技術學院水利工程系，四川 崇州，611231)

開發(fā)房地產是我國近年來推進城鎮(zhèn)化建設的迫切要求，但房地產建設造成的水土流失業(yè)已成為城鎮(zhèn)水土流失中不可忽視的重要組成部分。水土流失預測方法是否科學，預測量是否準確，不僅直接關系到水土保持措施的布設和水土保持投資的大小，還關系到能否為水土保持監(jiān)測和水土保持工程驗收提供科學合理的依據[1]，故其一直為水土保持方案編制的重難點。本文收集了15個成都平原房地產建設項目的基本資料，分別以類比分析法和數學模型法預測了其施工期的水土流失量，并對結果加以分析比較，以期為同類項目提供參考。

1 房地產開發(fā)建設項目水土流失量預測方法及特點

目前在生產建設項目中常用的水土流失量預測方法主要有：數學模型法、類比分析法、實地測試法、流失系數法、侵蝕倍率法[2]等。

數學模型法，蔣坤富等認為是一種完全經驗性模型，實際應用中需要大量實驗數據支撐，參數較難準確確定，還需要時間對實測數據進行修正[1]。

類比分析法是在鄰近類似工程實測水土流失量數據的基礎上確定預測項目的擾動后土壤侵蝕模數，故類比項目的選擇及其實測數據的精度是影響預測精度的關鍵所在[1]。

實地測試法是最具說服力和最科學的方法，但房地產水土保持方案編制的周期一般較短，難以實現長時間的觀測，再者，許多項目都沒有真正開展水土保持監(jiān)測工作[4]，因此，很難得到實測數據。

流失系數法一般用于棄土、棄渣流失量的預測，但其需要系統(tǒng)的調研和試驗研究，且流失系數未考慮其位置與形態(tài)，取值任意性較大，常導致棄土、棄渣新增流失量的計算存在較大偏差[5]。

加速侵蝕倍率法為擾動后的土壤侵蝕模數與擾動前的土壤侵蝕模數的比值，徐永年認為該值與擾動前后地表相對裸露度、土體不穩(wěn)定系數、土體相對密實度以及土地利用變化有關[2]，并提出了計算公式，但房地產項目幾乎沒有進行相關因子的測算，故可行性較低。

以往實際中房地產水土保持方案的編制多采用類比分析法進行預測，數學模型法由《生產建設項目土壤流失量測算導則》(SL773-2018)(以下簡稱《導則》)提出并加以推廣，故本文擬采用這兩種方法分別對成都平原15個房地產項目的水土流失量進行預測，并對結果進行比較和分析，以供方案編制人員參考。

2 水土流失量預測實例分析

城市房地產水土流失主要包括建筑拆遷及挖方產生的棄渣的堆棄、運輸流失和因場地開挖造成的新增水土流失[3]。近年來成都市由于城市擴張，房地產改建項目較少，主要為新建項目，故水土流失以場地開挖所致的流失為主。為簡化分析計算，本文僅計算比較施工期的新增水土流失量，且不計算永久棄渣的運輸和堆棄流失量。

2.1 房地產開發(fā)建設項目概況

本文收集的15個房地產建設樣本項目均位于成都平原，屬中亞熱帶潤濕季風氣候區(qū)，具有春早、夏熱、秋涼、冬暖的特點，年平均氣溫16.2℃，雨量充沛，日照較少，年平均降雨量在920mm左右，降雨多集中在6-9月，土壤類型主要以水稻土、紫色土為主。項目區(qū)屬以水力侵蝕為主的西南紫色土區(qū)(按全國水土保持區(qū)劃標準)，容許土壤流失量為500t/km2·a。15個房地產建設項目占地、建設周期、原地貌土壤侵蝕模數、降雨侵蝕力因子、擾動后土壤可蝕性因子等如表1所示。

2.2 水土流失量預測

2.2.1 類比分析法

根據《生產建設項目水土保持技術標準》(GB 50433-2018)，土壤流失量預測按照下式計算[6]：

式中：W——土壤流失量，t；

j——預測時段，1，2，即指施工期(含施工準備期)和自然恢復期兩個時段；

i——預測單元，1，2，3，…，n-1，n；

Fji——第j個預測時段、第i預測單元的流失面積，km2；

Mji——第j個預測時段、第i預測單元的土壤侵蝕模數，t/km2·a；

Tji——第j個預測時段、第i預測單元的預測時段長，a。

本文根據每個樣本工程的建設內容、施工工藝、施工時序、擾動方式和擾動強度、地面物質的組成，選擇鄰近在建或已建在水土流失強度、規(guī)律等實際情況相似的項目作為各個樣本項目的類比工程。經走訪調查，收集各個類比工程施工期間的水土流失監(jiān)測數據，計算出其各防治分區(qū)擾動后的土壤侵蝕模數，并經修正得到樣本工程占地各分區(qū)擾動后土壤侵蝕模數，其取值見表2。

表2 15個房地產建設項目的水土流失防治分區(qū)擾動后土壤侵蝕模數統(tǒng)計

2.2.2 數學模型法

根據《導則》，擾動后的土壤侵蝕模數采用數學模型法確定，成都市所在區(qū)域生產建設項目主要為水力作用下的土壤侵蝕，該15個房地產開發(fā)建設樣本項目各單元主要范圍及擾動類型見表3。

表3 土壤流失量預測單元擾動類型

擾動后各侵蝕單元的水土流失量計算如下[7]：

(1)上方無來水工程開挖面計算單元土壤流失量測算公式：

Mkw=RGkwLkwSkwA

式中：Mkw——上方無來水工程開挖面計算單元土壤流失量，t；

R——降雨侵蝕力因子，MJ·mm/(hm2·h)；

Gkw——上方無來水工程開挖面土質因子，t·hm2·h/(hm2·MJ)；

Lkw——上方無來水工程開挖面坡長因子；

Skw——上方無來水工程開挖面坡度因子；

A——計算單元的水平投影面積，hm2。

(2)地表翻擾型一般擾動地表計算單元土壤流失量測算公式：

Myd=RKydLySyBETA

Kyd=NK

式中：Myd——地表翻擾型一般擾動地表計算土壤流失量，t；

R——降雨侵蝕力因子，MJ·mm/(hm2·h)；

Kyd——地表翻擾后土壤可蝕性因子，t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)；

N——地表翻擾后土壤可蝕性因子增大系數；

Ly——坡長因子；

Sy——為坡度因子；

B——植被覆蓋因子；

E——工程措施因子；

T——耕作措施因子；

A——計算單元的水平投影面積，hm2。

(3)植被破壞型一般擾動地表計算單元土壤流失量測算公式：

Mkz=RKLySyBETA

式中：Mkz——植被破壞型一般擾動地表計算土壤流失量，t；

R——降雨侵蝕力因子，MJ·mm/(hm2·h)；

K——土壤可蝕性因子，t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)；

Ly——坡長因子；

Sy——為坡度因子；

B——植被覆蓋因子；

E——工程措施因子；

T——耕作措施因子；

A——計算單元的水平投影面積，hm2。

(4)上方無來水工程堆積體計算單元土壤流失量測算公式：

Mdw=XRGdwLdwSdwA

式中：Mdw——上方無來水工程堆積體計算單元土壤流失量，t；

X——工程堆積體形態(tài)因子；

R——降雨侵蝕力因子，MJ·mm/(hm2·h)；

Gdw——上方無來水工程堆積體土石質因子，t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)；

Ldw——上方無來水工程堆積體坡長因子；

Sdw——上方無來水工程堆積體坡度因子；

A——計算單元的水平投影面積，hm2[8]。

由上，本文所述15個房地產開發(fā)建設樣本項目降雨侵蝕力因子R和擾動后土壤可蝕性因子K取值見表1，地表翻擾后土壤可蝕性因子增大系數N取2.13，工程堆積體形態(tài)因子X一般取0.92，其余相關因子按測算導則計算或按實際情況選取[8]。

2.3 類比法和數學模型法比較

由以上數據，分別以類比分析法和數學模型法預測了上述15個房地產建設樣本項目施工期的水土流失總量及新增水土流失量。結果見表4。

表4 類比分析法和數學模型法水土流失量預測結果

圖1 類比分析法和數學模型法預測水土流失量對比

由計算結果和對比圖可知，15個樣本房地產建設項目中，僅5個項目通過數學模型法計算出的施工期水土流失量數據偏大，可知使用類比分析法時預測水土流失量會更多，結果傾向于更偏保守。

另由于：①每個樣本的數據采集互不影響，符合使用方差分析的樣本獨立性前提；②水土流失是自然問題，符合使用方差分析的正態(tài)分布前提[9]，因此，可對各項目水土流失總量和新增流失量利用變差系數分析其離散程度：

計算可得：類比分析法水土流失總量Cv=1.037，新增流失量Cv=1.050；數學模型法水土流失總量Cv=1.178，新增流失量Cv=1.222。由此可見數學模型法計算的數值離散程度更大，筆者認為這是由于按測算導則計算或實際情況選取相關因子時，每一個項目的自身特點都能在其中得到一定程度的反映，更能體現不同項目的差異性，因此此方法比類比分析法所得出的數據更為準確。

3 結論

房地產建設項目的水土保持工作雖然開展了很多年，水土流失預測一直是這項工作中的重難點，一直沒有很好的方法解決預測中的精度問題。以往實際中多采用類比分析法進行預測，但類比項目的選擇及其實測水土流失量數據的精度都極易影響預測精度，編制人員計算時往往偏于保守?！秾t》提出并推廣使用數學模型法，但土質因子、坡度因子、坡長因子等相關因子涉及大量參數和較為復雜的計算，有較嚴格的適用條件且有賴于實驗數據支撐，參數較難準確確定。筆者通過使用這兩種方法對成都平原15個房地產建設項目的施工期水土流失量進行了預測，發(fā)現類比分析法預測的水土流失量往往更多，數學模型法更能反映各個項目內在的特點，數據更為準確。