深圳機場三跑道擴建工程水土流失預測及水土保持設計

袁瑾雯，熊 峰

(江西省水土保持科學研究院，江西南昌330029)

1 工程概況

深圳寶安國際機場位于廣東省深圳市寶安區珠江口東岸的濱海平原。三跑道平行設置于第二跑道西側550 m處，長3600 m，第三跑道東側布置一條與跑道等長的平行滑行道，跑滑間距為200 m；防洪排澇區位于場區西北側，主要包含外海堤長7655 m、5#調蓄池、1#～3#水面區、泵閘、場內分隔圍堰長2150 m等，占地面積51.80 hm2。工程建設不涉及拆遷安置及專項設施改(遷)建。為防治工程實施所產生的水土流失問題，制定出較為完善的水土流失防治目標，見表1，并針對不同防治對象采取不同防治措施。

表1 水土流失防治目標

根據全國土壤侵蝕類型區劃，項目區地處南方紅壤丘陵區中的嶺南平原丘陵區，土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)。根據《深圳市水土保持公告》(2015年)以及最新的遙感調查資料，寶安區現有水土流失面積約為7.57 km2，占陸域土地總面積的1.9%，項目區水土流失強度和及分布情況見表2。

表2 項目區水土流失情況表

2 水土流失量預測

2.1 預測方法

式中：W為工程實施地表擾動土壤流失量，t；ΔW為工程實施地表擾動土壤流失新增量，t；i為預測單元(i=1，2，3，……，n)；k為預測時段，k=1，2，3分別表示施工準備期、施工期和自然恢復期；Fi為第i預測單元的占地面積，km2；Mik為不同預測單元不同時段擾動后的土壤侵蝕模數，t/(km2·a)；ΔMik為不同單元不同時段擾動后土壤侵蝕模數新增值，t/(km2·a)；Mi0為擾動前不同預測單元土壤侵蝕背景值，t/(km2·a)；Tik為預測時段(擾動時段)，a。

2.2 預測參數的確定

2.2.1 土壤侵蝕背景值的確定

本工程土壤侵蝕背景值是根據工程施工區土壤侵蝕遙測數據，充分考慮區域地形地貌、土地利用類型、土壤母質、植被等自然條件，在現場勘查及咨詢水土保持專家意見的基礎上確定。不同預測單元土壤侵蝕背景值如下：飛行區土壤侵蝕背景值為0、防洪排澇區土壤侵蝕背景值為0。

2.2.2 擾動后土壤侵蝕模數的確定

本工程采用類比法[1]確定地表擾動后土壤侵蝕模數，選用深圳機場飛行區擴建二期工程為類比工程。深圳機場飛行區擴建工程于2009年1月開工建設，2011年6月建成通航，工程建設征占土地總面積588.12 hm2，由防洪排澇工程、飛行區道面工程、碼頭遷建及供油工程和空管及供電工程等四部分組成。

根據類比條件分析可知，本工程與類比工程自然條件基本一致，施工擾動方式相同。因此，本工程飛行區、防洪排澇區等各區域擾動后的土壤侵蝕模數采用深圳機場飛行區擴建工程的實地調查監測數據，并在此基礎上加以修正。考慮到本工程為深圳寶安國際機場三期工程，且多年平均降雨量、 地

形起伏與類比工程一致，所以修正系數取1.0，經修正后的土壤侵蝕模數見表3。

表3 擾動地表后土壤侵蝕模數一覽表 單位：t/(km2·a)

2.3 水土流失預測成果

2.3.1 擾動原地貌、損壞土地和植被面積

通過查閱項目技術資料、設計圖紙等，本工程建設對原地貌、土地和植被造成擾動面積為293.90 hm2，其中：水利及水利設施用地272.40 hm2、交通運輸用地21.50 hm2(既有占地)。具體見表4。

表4 工程建設擾動地表、損壞水土保持設施情況 單位：hm2

2.3.2 可能造成的水土流失量

本工程建設可能造成的水土流失總量為99639 t，新增水土流失量為99639 t。新增水土流失量主要發生在施工期(含施工準備期)，工程建設可能造成的水土流失量見表5、表6。

表5 水土流失總量和新增水土流失量匯總表

表6 各區域基本建設可能造成的水土流失量預測

根據預測結果，施工期(含施工準備期)產生的新增水土流失量較大，占新增水土流失總量的98.92%，自然恢復期水土流失量較小。因此，施工期(含施工準備期)是新增水土流失發生的主要時段，飛行區、防洪排澇區挖填區域是水土流失發生的重點區域，這些區域將作為本方案的水土流失防治重點，也是水土保持監測重點[2]。

3 水土保持方案設計

按照批復水土保持方案的要求實施護坡工程、攔擋工程、排水、土地整治及植被建設等工程。

3.1 水土流失敏感點分析

本工程周邊主要敏感點為福永河、海域、既有外海堤和深圳市基本生態控制線。施工期場區流失的泥沙在易直接排入海域和福永河，造成海域和福永河的泥沙淤積，對區域內的水質將造成一定的影響，因此，應做好臨時排水、攔擋和覆蓋等措施。既有外海堤堤頂標高從5.38 m降低至3.0 m，與新建土面區標高一致，應做好拆除既有外海堤石方的處置，避免亂棄對周邊生態環境造成影響。工程建設區距離深圳市基本生態控制線最近處約700 m，后續施工過程中要嚴格控制擾動范圍，避免在深圳市基本生態控制線內建設。

3.2 水土保持方案設計

根據項目建設特點、可能造成的水土流失情況，水土流失防治責任范圍劃分為4個防治區，即飛行區防治區、防洪排澇區防治區、碼頭及供油工程防治區、空管及供電工程防治區，水土保持方案設計也按防治分區進行。

3.2.1 飛行區防治區

陸域形成后，先在場地周圍永久梯形明溝位置上先行開挖、夯實，做為臨時排水溝，排水溝出水口處設置臨時沉沙池，在場內布設永久排水措施(主體已有)，施工結束后對場區進行土地整治及綠化。

飛行區道面工程區排水工程采用10 a、20 a、50 a一遇的設計標準，排水溝總長為34507.2 m，包括排水明溝、蓋板暗溝、箱涵等型式。施工車輛出入口處設置洗車池，規格為寬5 m、長8 m，池底(路面)為弧形。臨時堆渣區外圍設置臨時排水溝，規格為梯形斷面1.8 m×0.6 m，采用生物磚結構。排水系統將該區域徑流安全有序疏導至周邊已建成的排洪通道內。飛行道面區按照飛行要求主要選擇低矮的草種進行綠化，采用液壓噴播方式進行噴播植草，草種選擇百慕大草。

工程量包括主體已有工程措施梯形明溝12796 m、蓋板溝2153 m、V型溝1073 m；方案新增植物措施有全面整地151.40萬m2，鋪草皮151.40萬m2；方案新增臨時措施有沉沙池18座。

3.2.2 防洪排澇區防治區

2#水面區邊坡遇大雨時裸露面采用彩條布覆蓋，2#水面區靠外海堤側正常蓄水池以上邊坡采用草皮進行防護(主體已有)。工程量包括主體已有植物措施有草皮護坡3.00萬m2；方案新增臨時措施有彩條布覆蓋6.00萬m2。

防洪排澇工程包括海堤及圍堤工程防治區及調蓄池。海堤與調蓄池不界定為水土保持工程。水土保持工程措施為調蓄池駁岸生態袋。調蓄池護坡采用生態袋護坡，完成生態袋6990 m2。防洪排澇工程區植物措施主要在改造河段、海堤及海堤背水坡實施，改造河段主要完成駁岸植草護坡，海堤及海堤背水坡實施植草護坡，草種選擇百慕大草。

3.2.3 碼頭及供油工程防治區

區內排水采用明暗結合，共布置永久排水明溝3062 m，斷面尺寸為0.6 m×0.6 m，布置排水涵管330 m，管徑為DN800，整個排水系統分4個排水出口，分別將場內徑流疏導至周邊排洪通道內。該防治區主要圍繞客貨碼頭客運樓周邊實施了植物措施，多采取喬灌草立體配置，達到良好的水土流失防治目的，同時形成較好的景觀效果。該防治區共實施植物措施面積16445 m2，其中栽植喬木363株，灌木35150株，植草6355 m2。樹草種選擇以深圳本地鄉土品種為主，栽植的喬木有南洋杉、小葉榕、大王椰子、高山榕、魚尾葵、非洲茉莉球、七彩大紅花球、垂榕柱、蘇鐵等，栽植灌木有黃金葉、紅繼木、滿天星等，鋪設草坪為臺灣青。

3.2.4 空管及供電工程防治區

空管及供電工程防治區主要以建構筑物占地及硬化為主，主要的工程措施為排水溝，該區布設排水溝總長1050 m，主要為矩形斷面，尺寸為0.6 m×0.6 m。變電站局部采取植物措施防護，主要在站內道路兩側以及空心磚內植草，草種選擇馬尼拉草，實施面積1400 m2。

4 結論

項目區地貌為濱海平原，水土流失背景值低，項目的實施破壞了原有地表，從而使區域內裸地面積增加，在雨水沖刷下極易發生水土流失，增大水土流失量。分析結果表明，項目建設雖然造成較大的土地擾動面積，但通過實施合理的施工方法(工藝)，并采取有效的水土流失防治措施，可有效控制建設期新增水土流失。在水土保持措施布局與設計中，將實行工程措施與植物措施、臨時措施與永久措施相結合，攔擋與排水措施先行，植物措施盡可能提前；同時加強施工管理，合理安排施工工序，縮短地表裸露時間和面積，盡量避開雨季施工，減少水土流失的發生。