盧 諶

(廣東熙霖節(jié)能環(huán)保工程咨詢服務有限公司，廣東 東莞 523000)

1 項目概況與水土流失現(xiàn)狀

1.1 項目概況

大陂河水環(huán)境綜合整治項目(清淤項目)位于東莞市厚街鎮(zhèn)涌口、珊美、河田等社區(qū)[1]。

東莞市行政區(qū)域面積中總侵蝕面積為243.51 km2，其中，自然侵蝕面積186.45 km2，人為侵蝕面積57.06 km2。自然侵蝕中，輕度侵蝕面積最大，為161.90 km2，占自然侵蝕總面積的86.83%；人為侵蝕中，生產(chǎn)建設用地侵蝕面積較大，為56.79 km2，坡耕地侵蝕面積次之，為0.27 km2。

東莞市生產(chǎn)建設用地侵蝕以開放區(qū)建設為主。其中開放區(qū)建設侵蝕面積為42.95 km2，占工程侵蝕總面積的75.63%，交通運輸工程的侵蝕面積為9.37 km2，占工程侵蝕總面積的16.50%，另外采石取土侵蝕面積3.72 km2，水利電力工程侵蝕面積0.75 km2。

大陂河水體發(fā)綠暗沉，透明度低，水面多有黑色漂浮物，河道黑色淤泥堆積，有腥臭味，景觀效果較差，對城市風貌及周邊居民的生活和工作產(chǎn)生了較大的影響[2]。本項目針對大陂河進行清淤工作，因此，項目建設是必要的。

項目的清淤過程將損壞一定的水土保持設施，改變原有地形地貌和排水系統(tǒng)，若不采取水土保持措施，造成的水土流失極有可能淤塞周邊低洼地和道路排水系統(tǒng)[3]，導致直接或間接的經(jīng)濟損失。

1.2 項目水土流失現(xiàn)狀

項目區(qū)地形較平坦，地表有植被覆蓋，水土流失較輕。實地調(diào)查后，根據(jù)有關(guān)資料分析，本項目擾動用地范圍內(nèi)原地貌為草地及裸地，水土流失較輕微，項目區(qū)現(xiàn)狀土壤侵蝕模數(shù)為474.29 t/(km2·a)，屬輕度侵蝕(見表1)。

表1 現(xiàn)狀土壤侵蝕模數(shù)

1.3 區(qū)域水土保持現(xiàn)狀

項目區(qū)所在地的東莞市不屬于國家級、省級水土流失重點預防區(qū)和水土流失重點治理區(qū)。截至2014年，森林覆蓋率42.42%，森林覆蓋率高，蓄水保土能力強。

2 水土流失預測

根據(jù)項目實際情況，項目施工過程中水土流失主要發(fā)生在施工建設期，由于擾動原地貌，使得覆蓋植被遭受破壞，土壤的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，保持水土的能力大大降低甚至喪失，水土流失現(xiàn)象日益嚴重。本工程項目施工產(chǎn)生新增水土流失的主要特點是：建筑基礎開挖與回填造成大面積的地表裸露；地表擾動范圍呈面狀分布[4]；擾動區(qū)水土流失以水力侵蝕為主。

2.1 預測單元與時段

預測范圍為各水土流失防治分區(qū)的擾動面積。根據(jù)項目的施工布局與工藝及運行條件，結(jié)合現(xiàn)場施工條件劃分水土流失預測單元為淤泥臨時堆放區(qū)和棄土區(qū)，見表2。

表2 水土流失預測范圍 hm2

本工程項目預測工程建設期的水土流失，工程建設完成后基本不產(chǎn)生新增水土流失。因此，確定本工程項目水土流失預測時段包括工程施工期(含施工準備期)和自然恢復期[5]，恢復期時間為1 a。水土流失預測時段見表3。

表3 水土流失預測時段表

2.2 擾動后土壤侵蝕模數(shù)

在施工過程當中，不同預測單元在不同預測時段的施工內(nèi)容與方法各異，所以分區(qū)內(nèi)地表所受擾動及破壞程度各異，不同預測單元的水土流失強度是不同的[6]。項目區(qū)原為草地，水土流失量達到微度，水土流失背景值為474.29 t/(km2·a)。擾動地表后土壤侵蝕模數(shù)通過類比法獲得。對類似項目與本項目之間的特性、項目區(qū)的氣候條件、地形地貌、土壤、植被、水土保持狀況等進行比較分析，經(jīng)篩選確定“東深供水改造工程項目”作為本項目的類比工程。類比工程與本項目擾動地表土壤侵蝕模數(shù)相關(guān)因子對照見表4。各區(qū)擾動后土壤侵蝕模數(shù)取值，見表5。

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表4 擾動地表土壤侵蝕模數(shù)相關(guān)因子類比表

表5 各區(qū)擾動后的侵蝕模數(shù) t·(km2·a)-1

2.3 預測內(nèi)容與方法

(1)預測內(nèi)容。 根據(jù)項目實際情況，水土流失預測內(nèi)容包括：擾動原地貌、損壞土地面積；棄土、棄渣量；侵占水土保持設施面積與數(shù)量；水土流失總量；水土流失危害。

(2)預測方法。 不同預測分區(qū)依據(jù)不同的預測內(nèi)容采取不同的預測方法。首先預測擾動原地貌與破壞的土地面積，結(jié)合項目實際情況，查閱資料實地調(diào)查，結(jié)合圖面量測與數(shù)據(jù)統(tǒng)計進行測算。然后據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，統(tǒng)計損壞水土保持設施的面積與數(shù)量。而棄土棄渣量需要根據(jù)平衡分析施工設計中給定的土石方量得到。

工程項目水土流失總量預測，采用土壤侵蝕模數(shù)法進行計算。見式(1)～式(2)為[5]：

(1)

(2)

式中：W為土壤流失量，t；i為預測單元，i=1、2、…、n；k為預測時段，k=1、2、3，分別指施工準備期、施工期和自然恢復期；Fik為某時段某單元的預測面積，km2；Mik為某時段某單元的土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；Tik為某時段某單元的預測時間，a；ΔW為新增土壤流失量，t；ΔMik為某時段某單元的新增土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)，只計正值，負值按0計。

2.4 預測結(jié)果

(1)擾動原地貌、損壞土地和植被面積。 經(jīng)預測，本工程項目建設區(qū)全部擾動，共擾動地表面積3.50 hm2，項目區(qū)為草地及裸地，植被損壞面積為1.85 hm2。

(2)損壞的水土保持設施面積。工程施工前，項目建設區(qū)內(nèi)無人工修建的水土保持設施，且工程動工前，項目區(qū)占地為草地及裸地，項目施工期間將損壞植被面積1.85 hm2。

(3)工程棄土、棄渣量。根據(jù)土石方平衡分析結(jié)果，本工程項目建設過程中，開挖土石方量為3.40萬m3，無外借方，外棄土石方量為3.40萬m3。

(4)水土流失量預測分析。本工程項目背景水土流失總量22.08 t，預測水土流失總量147.41 t，由于工程建設帶來的擾動地表新增水土流失總量達到125.33 t，其中施工期流失總量為106.93 t，自然恢復期18.40 t，施工建設期新增水土流失量占水土流失總量的85.02%，是水土流失的主要時段，見表6。

表6 水土流失量預測統(tǒng)計

3 水土流失危害分析及防治建議

3.1 水土流失危害分析

在工程建設過程中，施工期及自然恢復期地表將被不同程度的擾動、破壞，造成嚴重水土流失，對項目建設區(qū)可能造成的危害與不利影響主要有：

(1)對周邊道路的影響。本工程項目施工利用周邊道路，運輸車輛駛經(jīng)該道路時，車輛運載的土料散落，以及汽車對道路的碾壓等，在晴天大風天氣情況下易產(chǎn)生揚塵，遇雨水則道路泥濘，可能影響當?shù)氐缆吠〞场?/p>

(2)對排水管網(wǎng)的影響。在清淤過程中，若淤泥漏出，流入雨水管網(wǎng)，淤積和堵塞雨水管網(wǎng)的，影響城市排洪除澇，造成城市內(nèi)澇。

(3)對周邊居民生產(chǎn)生活的影響。本工程項目河道清淤及擋墻施工離居民區(qū)較近，淤泥運輸及土方運輸過程中易對當?shù)鼐用裨斐捎绊?，施工時應及時清理遺漏渣土，減少影響周邊居民生產(chǎn)生活。

(4)對市政環(huán)境影響。本工程項目淤泥臨時堆放場及棄土場周邊均有道路，施工期間棄土場內(nèi)泥土易進入市政道路，造成市政道路土石堆積，塵土飛揚，道路泥濘，影響城市空氣質(zhì)量和交通順暢。

(5)降低土壤肥力。因為項目建設過程對地表的開挖、填筑、碾壓等活動，當雨季來臨，地表經(jīng)過雨水的沖刷，地層中的礦物質(zhì)及營養(yǎng)元素會被攜帶流走，從而破壞土地資源的再生利用[7-8]。

3.2 防治建議

為了全面、有效防治工程建設新增水土流失，本方案在主體工程設計的基礎上，建議該項目的水土保持措施應以排水沉沙工程為主，并結(jié)合植物措施，針對本工程河道特點，包括明河及涵河，在明河區(qū)域通過長臂挖機進行清淤疏浚，在涵河段通過采用挖泥船進行疏浚清淤后堆放至合適場地進行自然脫水，然后再進行填埋處理，采用分段清淤，挖出淤泥采用集中堆放在臨時堆土區(qū)進行風干，對風干后的淤泥再運至棄土場填埋，回填時夯實地基，提基處理后逐步分層填筑，每層填筑厚度300～500 mm。水土流失防治建議如下：

(1)施工期水土保持工作重點是對開挖基礎采取有效的水土保持措施，預防和控制施工期水土流失。

(2)為防止淤泥臨時堆放區(qū)地表積水引起施工營造區(qū)場地泥濘，影響施工，在施工營造區(qū)四周設置填土草包擋土墻，修建沉砂池，淤泥運輸車輛出入口設置洗車槍等。施工結(jié)束后，拆除擋土墻，沉砂池，草袋集中清運出場，土方取出用于項目區(qū)其他工程建設回填。堆土場拆除后，對堆土場地進行平整，恢復原用地性質(zhì)。

(3)棄土區(qū)要在棄土過程層層壓實，并設置沉砂池，防止水土流失。車輛運輸出入口設置洗車槍，防止運輸途中泥土散落和產(chǎn)生灰塵。棄土完畢后進行撒播草籽恢復植被。

4 結(jié) 語

本文以東莞大陂河水土保持工程為例，通過土壤侵蝕模數(shù)法詳細預測了各分區(qū)水土流失量，并制定科學的水土保持設計，形成了完整的水土保持措施體系與監(jiān)測方案，有效地防治了施工期及項目建成后的水土流失，減少了附近水域的泥沙淤積量和水體污染，有效地改善項目區(qū)水、土資源質(zhì)量。同時近年來在河道生態(tài)治理，治理流域水土保持時，往往重視生物治理和生態(tài)環(huán)境的自然修復，本文在研究水土保持的生物影響因素和生物治理方面涉及的較少。