合裕線航道改造工程水土流失預(yù)測(cè)

崔 雷，熊竹陽

（1.巢湖市巢湖閘管理處，安徽 巢湖 238000；2.巢湖市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，安徽 巢湖 238000）

水土保持是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是我們必須長(zhǎng)期堅(jiān)持的一項(xiàng)基本國(guó)策。合裕線航道改造工程屬于建設(shè)類項(xiàng)目，在施工建設(shè)過程中，人為活動(dòng)將使地表結(jié)構(gòu)被破壞，在降雨、地表徑流等自然因子的綜合影響下，導(dǎo)致項(xiàng)目區(qū)水土流失增加，如疏浚排泥、土方開挖運(yùn)輸、河堤退建加固等作業(yè)均會(huì)造成一定程度的水土流失。本文運(yùn)用類比法預(yù)測(cè)合裕線航道改造工程建設(shè)過程中可能產(chǎn)生的水土流失量，以供工程規(guī)劃設(shè)計(jì)參考。

1 項(xiàng)目概況

合裕線航道起點(diǎn)為合肥市合肥新港，終點(diǎn)為裕溪河入江口，由南淝河、巢湖、裕溪河三段組成，全長(zhǎng)138km。建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為：南淝河航道合肥新港至合肥港綜合碼頭段6.1km維持Ⅳ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)；合肥港綜合碼頭至施口段16.7km采用限制性航道Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、Ⅱ級(jí)水深；巢湖湖區(qū)航道53.1km，采用天然及渠化河流航道Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；裕溪河航道62.1km，采用限制性航道Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。工程由堤防退建區(qū)、護(hù)坡工程區(qū)、疏浚拋泥區(qū)、取土區(qū)、施工場(chǎng)地區(qū)和施工道路區(qū)組成，工 程 總 占 地535.82hm2，其 中 永 久 占 地92.16hm2，臨 時(shí) 占 地 443.66hm2；土 方 開 挖1 537.52萬 m3，回填292.12萬 m3，調(diào)運(yùn)方10.4萬m3，外借土方42.5萬 m3，棄方1 287.9萬 m3。拆遷各類房屋4.23萬m2。于2011年12月底正式開工，2015年12月底竣工試運(yùn)行。

項(xiàng)目區(qū)屬北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，多年平均氣溫 為15.7℃ ～16.1℃，≥10℃ 積 溫4 869℃ ～5 220℃。多年平均降水量983～1 183mm，20年一遇最大24h暴雨量205～242mm。項(xiàng)目區(qū)土壤以水稻土、潮土、黃棕壤土為主，植被屬北亞熱帶常綠闊葉落葉林帶，林草植被覆蓋率約為18.8%。水土流失以微度水力侵蝕為主，容許土壤流失量500t／km2·a。根據(jù)水利部《關(guān)于劃分國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的公告》，項(xiàng)目區(qū)不在國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)內(nèi)。依據(jù)安徽省人民政府《關(guān)于劃分全省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)加強(qiáng)水土保持工作的通知》，巢湖閘以上不在省級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)內(nèi)，但巢湖閘以下至裕溪河口屬安徽省人民政府公告的水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)。因本工程屬于航道整治工程，其建設(shè)可能對(duì)巢湖及其相關(guān)重點(diǎn)防洪河段等直接產(chǎn)生重大水土流失影響，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，水土流失防治執(zhí)行建設(shè)類一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 水土流失預(yù)測(cè)

2.1 預(yù)測(cè)范圍和預(yù)測(cè)時(shí)段

水土流失預(yù)測(cè)范圍包括堤防退建、護(hù)岸工程、疏浚拋泥、取土場(chǎng)、施工場(chǎng)地和施工道路等6個(gè)分區(qū)。本項(xiàng)目為建設(shè)類項(xiàng)目，運(yùn)行期不需進(jìn)行水土流失預(yù)測(cè)。故水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段分為施工準(zhǔn)備期、施工期和自然恢復(fù)期三個(gè)時(shí)段，各預(yù)測(cè)時(shí)段劃分一覽表詳見表1。

表1 工程建設(shè)期各預(yù)測(cè)時(shí)段劃分一覽表

2.2 預(yù)測(cè)內(nèi)容

水土流失預(yù)測(cè)主要包括擾動(dòng)地表面積、損壞水土保持設(shè)施的數(shù)量、可能造成的水土流失量、可能造成的水土流失危害等方面的內(nèi)容。

2.2.1 擾動(dòng)地表面積

本工程擾動(dòng)地表面積535.82hm2，其中永久占地（包括退建堤防、護(hù)坡護(hù)岸、加固改建等）92.16hm2，臨時(shí)占地（主要為拋泥、取土、施工場(chǎng)地和施工道路等）443.66hm2。主要占地類型有耕地、坑塘水面和內(nèi)陸灘涂等。詳見表2。

表2 擾動(dòng)地表面積統(tǒng)計(jì)表

2.2.2 損壞水土保持設(shè)施

根據(jù)國(guó)家規(guī)范，損壞水土保持設(shè)施范圍為擾動(dòng)地表范圍用地扣除水面。本項(xiàng)目損壞的水土保持設(shè)施面積共213.45hm2。

2.2.3 可能造成的水土流失量

（1）預(yù)測(cè)方法。項(xiàng)目水土流失總量和新增水土流失量的預(yù)測(cè)分別按公式①、②計(jì)算。

式中：W—擾動(dòng)地表土壤流失量，t；△W—擾動(dòng)地表新增土壤流失量，t；Fji—j時(shí)段i單元的預(yù)測(cè)面積，km2；Mji—j時(shí)段i單元的土壤侵蝕模數(shù)，t／（km2·a）；△Mji— 某時(shí)段某單元的新增土壤侵蝕模數(shù)，t／（km2·a）；Tji— 某時(shí)段某單元的預(yù)測(cè)時(shí)間，a；i— 預(yù)測(cè)單元，i＝1、2、3、……、n；j— 預(yù)測(cè)時(shí)段，j＝1、2、3，指施工準(zhǔn)備期、施工期和自然恢復(fù)期。

（2）預(yù)測(cè)基本參數(shù)。①土壤侵蝕模數(shù)背景值：現(xiàn)狀土壤侵蝕強(qiáng)度為微度，土壤侵蝕模數(shù)本底值為200～300t／（km2·a）。②擾動(dòng)后侵蝕模數(shù)。擾動(dòng)后的侵蝕模數(shù)采用類比法分析，并與類似工程對(duì)比進(jìn)行合理分析后綜合確定。本工程類比華能巢湖電廠工程，基本情況對(duì)照表如表3所列。華能巢湖電廠土壤侵蝕強(qiáng)度監(jiān)測(cè)成果由安徽省水土保持監(jiān)測(cè)總站所測(cè)得，對(duì)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行適當(dāng)修正，修正后本工程土壤侵蝕模數(shù)取值見表4。

（3）預(yù)測(cè)成果。根據(jù)水土流失量預(yù)測(cè)方法、預(yù)測(cè)參數(shù)以及各施工單元水土流失面積，本項(xiàng)目建設(shè)可能造成水土流失總量為121 804t，其中背景水土流失量2 722t，新增水土流失量119 082t，詳見表5。

2.2.4 水土流失危害分析

由上述預(yù)測(cè)結(jié)果可知，項(xiàng)目施工建設(shè)過程中，由于擾動(dòng)和破壞了原地貌，加劇了建設(shè)區(qū)水土流失，預(yù)測(cè)建設(shè)期可能造成水土流失總量為121 804t，其中新增水土流失量119 082t。若不采取有效水土保持措施，將對(duì)工程及周邊的水土資源及生態(tài)環(huán)境帶來一定的不利影響。

3 預(yù)測(cè)結(jié)論及綜合分析

水土流失主要發(fā)生在施工期，疏浚拋泥區(qū)是本工程水土流失重點(diǎn)防治區(qū)，也是水土保持監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)區(qū)域。拋泥區(qū)圍堰應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求填筑，并做好圍堰的排水及其與周邊水系的銜接措施，圍堰外應(yīng)做好截水、沉砂池等，將拋泥區(qū)的滲水收集經(jīng)過充分沉淀后方可對(duì)周邊排放。施工前對(duì)取土拋泥區(qū)進(jìn)行表土剝離，以便拋泥區(qū)終期覆土。臨時(shí)堆放的表土應(yīng)做好防護(hù)及排水措施。對(duì)于施工道路及施工場(chǎng)地區(qū)施工期采取臨時(shí)排水、沉砂措施，施工結(jié)束應(yīng)及時(shí)進(jìn)行跡地恢復(fù)，植被恢復(fù)等措施。

表3 本工程與類比工程基本情況對(duì)照表

表4 修正后土壤侵蝕模數(shù)取值表

拋泥區(qū)、護(hù)岸工程區(qū)為本工程水土保持監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)區(qū)域和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)段，監(jiān)測(cè)采用簡(jiǎn)易坡面量測(cè)法和沉沙池法。水土流失主要發(fā)生在雨季，對(duì)雨季應(yīng)增加監(jiān)測(cè)頻次。取土、棄渣、水土保持措施建設(shè)情況等至少每10天監(jiān)測(cè)記錄1次；擾動(dòng)地表面積、水土保持工程措施攔擋等至少每月監(jiān)測(cè)記錄1次；主體工程建設(shè)進(jìn)度、水土流失影響因子、水土保持植物措施生長(zhǎng)情況等至少每3個(gè)月監(jiān)測(cè)記錄1次。遇暴雨、大風(fēng)等情況應(yīng)及時(shí)加測(cè)，水土流失災(zāi)害事件發(fā)生后1周內(nèi)完成監(jiān)測(cè)。

表5 各區(qū)域水土流失量匯總表