淺析海城市海城河治理中水土保持設計方案

孫曉燕

（海城市水利事務服務中心，遼寧 海城 114200）

1 海城河水土流失現狀

2017 年海城市在政府明確提出圍繞海城河城市段沿河兩岸開發建設，實施海城河城市段綜合治理[1]。海城河作為海城市的母親河，是渾河水系太子河下游左岸最大支流之一，河流發源于孤山鎮瓦子溝村響水溝，流勢由東南向西北方向主要流經接文、析木、牌樓、馬風、望臺、西柳、中莊等18 個鄉鎮，橫穿長大鐵路線，在牛莊鎮西小村注入太子河，海城河全長90.8 km，流域面積0.131 萬km2[2]，海城河流域水系圖見圖1。

圖1 海城河流域水系圖

海城河所在流域地形地貌有山地、丘陵和平原，山地面積僅占流域總面積5%作右，同時山地區域植被較好，水土流失較輕，流域內大部分面積為丘陵及平原區，植被稀少，土壤侵蝕較為嚴重，加上降雨量大，若在流域內河道治理中不及時進行水土保持治理，汛期很容易發生洪澇災害。本文經過對海城市沿河以及集雨范圍內調查，水土流失點相對較多，主要為圍繞海城河城市段沿河兩岸開發建設項目、城區改造項目，市政道路如濱河東路、新東路等13 項城市道路排水工程建設中均存在明顯的水土流失隱患，加上今年暴雨多，水土流失量相對較大，水流含泥量均能致水變黃。海城河沿河水土流失現狀見圖2。

圖2 海城河沿河水土流失現狀圖

2 水土流失特點及預測

2.1 水土流失特點

海城河城市段海城碧桂園至大白橋北岸河道綜合治理，工程建設內容包括沿河截污系統建設完善、護岸疏浚、人行橋、農用橋等部分建筑物的拆除和改建、護岸生態修復工程建設等[3]。本項目水土流失主要可能發生于圍堰堆砌、引水渠開挖區、臨時施工道路修筑、人工濕地塘的開挖區以及施工臨時堆土區，人為建設因素是引發水土流失的外在因素。具體呈現以下特點：

①水土流失主要集中在過城市段沿河兩岸，水土流失呈帶狀分布，影響范圍較大。

②流失季節相對集中。本流域屬大陸性季風氣候，并且受特定地理位置及季風氣候影響，降雨集中在6 月～9 月，受雨季影響水土流失嚴重。

③該流域河段水土流失主要以水力侵蝕類型為主。

2.2 水土流失預測

2.2.1 預測時段

根據《開發建設項目水土保持技術規范》有關規定，水土流失預測分施工準備階段、施工階段和后期恢復階段三個時段進行。本工程總工期8 個月（第一年9 月～第二年4 月），施工準備期1 個月（第一年9 月），施工準備期進行施工臨時道路和施工生產生活區等輔助工程需要施工，這一階段會加速水土流失；主體施工期為第一年10 月～第二年3 月，護岸施工等全部完成。根據施工時段的長度，確定本次河道治理工程準備期預測時段為0.08 年，施工期預測時段為0.5 年。自然恢復期根據項目區氣候特點和植物生長特性，確定本工程自然恢復期為1 年。工程水土流失預測范圍和時段，見表1。

表1 工程水土流失預測范圍和時段

2.2.2 擾動地表面積

本項目擾動地表的工程主要有主體工程施工區、取土棄土場區、施工臨時道路及臨時道路以及施工生產生活區。

主體工程區主要為工程堤防、防洪墻、護坡護岸工程等影響區，占地約72000 m2，主要為草地、林地、荒地、旱地和灘地。取土場主要為吉沖取土場和垸錦取土場，影響區占地34473 m2，主要為草地和林地。棄渣場位于工程區沿線，堆高3.5m，占地約37892 m2，主要為草地、荒地和林地。臨時施工道路長2.85 km，占地約144000 m2，主要為林地、旱地、草地和荒地。施工生活區占地約2550 m2，主要為草地或荒地。

根據工程總體布置，經調查和計算，本工程擾動地表面積29.10 hm2。

2.2.3 可能造成水土流失量預測

（1）預測方法

本工程施工中可能產生的水土流失量，采用《開發建設項目水土保持技術規范》中擾動地表土壤流失量預測公式進行預測[4]，其預測公式為：

式中：W 為擾動地表土壤流失量，t；ΔW 為擾動地表新增土壤流失量，t；i 為預測單元，1，2，3，……n；k 為預測時段，1，2，3，指施工準備期、施工期和自然恢復期；Fi為第i 個預測單元的面積，km2；Mik為擾動后不同預測單元不同預測時段的土壤侵蝕模數，t/ (km2·a)；ΔMik為不同單元各時段新增土壤侵蝕模數，t/(km2·a)；Mi0為擾動前不同預測單元土壤侵蝕模數，t/(km2·a)；Tik為預測時段(擾動時段)，a。

（2）水土流失預測參數取值

根據對項目占地范圍內分地類進行水土流失調查分析，并按各地類侵蝕模數進行加權平均計算，確定各預測分區土壤侵蝕模數見表2。

表2 各預測區不同時段土壤侵蝕模數表 單位:t/（km2·a）

（3）水土流失量預測

采用擾動地表水土流失預測公式計算各預測分區水土流失量，經計算得本項目建設期可能造成水土流失總量為3530.09 t，其中新增水土流失量為2875.03 t，占建設期水土流失總量的81.44%，說明項目建設是造成區域水土流失的主要原因。水土流失預測見表3。

表3 水土流失量預測匯總表

本項目建設過程中擾動地表面積29.10 hm2，建設期水土流失總量3530.09 t。本項目若不采取有效的水土保持措施，水土流失可能加劇河道的淤積，破壞周邊農田的耕作層，淤積項目區域的水塘和溝渠，對區域生態環境將造成比較大的影響。

3 水土流失防治目標、措施

3.1 防治目標

由于河道兩岸的水土流失，直接威脅到河道防洪行洪的安全及城市環境景觀，因此，制定水土流失方案的措施亦要高起點，高標準。總目標是：通過各項治理措施，沿河建立較為完整的水土流失防御體系，有效的防止河道兩岸水土流失的產生，減少入河泥砂；施工結束后采取生物措施為主的生態恢復工程，結合岸坡恢復工程，植被覆蓋率應達到90%以上，使人為水土流失得到控制，并有良好的管理，建立完整的水土保持系統。

3.2 水保措施

3.2.1 河道整治區水保措施

非雨天期河道拓寬開挖時在開挖區和臨時道路外側設排水溝，防止地面徑流對場地的沖刷，臨時堆土周圍設沙袋擋墻。為減輕下雨造成的水土流失，施工中可采取如下臨時應急預防措施[5]，具體措施見表4。

表4 河道整治區水保措施

3.2.2 臨時堆土區水保措施

（1）在棄渣場四周設置沙袋擋墻，擋墻外側設置排水溝，排水溝中游及出口設沉沙池，沉沙池淤積后應及時清淤，保證沉沙效果。

（2）棄渣前先將表層土集中堆放于一角，用于棄渣結束后覆土綠化。

（3）棄渣堆積邊坡坡比采用1∶2.5，分層壓實，高度控制在8 m 以內。

（4）棄渣完成后，棄渣表面覆蓋原表土，設小排水溝，采用喬草結合的方式進行全面綠化。

3.3 水土保持監測

為更好地預防和控制水土流失，施工期及營運初期應進行水土流失監測，及時掌握工程水土流失的程度、造成的影響及危害，掌握區域水土流失動態，及時發現問題，并提出相應對策，使水土流失能夠得到及時有效的控制[6]。水土保持監測應委托有資質單位進行。監測因子主要為工程擾動的面積、現有裸露面積、暴雨、泥沙、植被破壞以及恢復情況等。此外，水土保持施工進度與主體工程保持一致，做到同時設計、同時施工、同時竣工驗收。

4 結論及建議

本次海城河河道治理沿線長，涵蓋的范圍較大，在河道治理中不可避免的對河道兩岸及周邊的環境造成影響，水土保持設計應與河道治理做到同時設計、同時施工、同時竣工驗收。海城河城市段河道治理于2017 年11 月開始施工，在5 月中旬雨季來臨時竣工，治理后河道進行了水土保持措施，植被覆蓋率達到95%，自竣工后至今，水土流失得到了明顯的緩解，生態環境得到了顯著的改善，治理后的管理在后期維持河道長期保持清潔、暢通、優美方面更加重要，應高度重視。