基于城市公園施工過程中的水土保持措施應用

高宇婷，李狄嘉，郭中方

(1.惠州市華禹水利水電工程勘測設計有限公司，廣東 惠州516000；2.深圳市水務規劃設計院股份有限公司，廣東 深圳 518036； 3.北京師范大學 水科學研究院，北京 100875)

城市水土保持是為防治生產建設項目水土流失和生態景觀破壞而實施的管理和技術措施，可以確保城市化過程中的各種基礎措施發揮正常的功能，它滲透到城市建設的多個行業和每一項工程中，是生態文明建設的基礎和重要內容。城市水土保持工作的有效開展有利于滿足人民日益增長的美好生活需求，推動美麗中國建設進程[1]。

早在1994年,深圳市就獲得了國家園林城市稱號。從2005年開始，深圳市著力發展自然公園—城市公園—社區公園的三級公園體系。目前公園總數已達1 206個，面積有399 km2,占深圳市土地總面積的1/5，深圳市的土地價值也因為美好環境而獲得提升[2]。公園是人們生活中重要的休閑場所，其中的綠化和水系可以改善當地的生態環境，減少水土流失，但是在其建設過程中，仍然存在著可能產生水土流失的諸多因素，導致工程建設期和運行期產生嚴重的水土流失[3]。

1 城市公園建設中的水土流失危害

受特殊的環境影響，城市公園建設中的水土流失比農村水土流失的危害影響范圍更廣，危害程度更高。《生產建設項目水土流失防治標準》(GB/T 50434—2018)把縣級及以上城市區域的水土流失防治標準定為一級，可見城市水土保持的重要性。城市公園建設中的水土流失危害主要體現在以下方面：

(1)誘發地質災害。公園建設中土石方的開挖和回填，會形成許多高陡邊坡和松散的棄土棄渣堆積體，在高強度暴雨的誘發下，極易造成滑坡、崩塌等地質災害，危及城市基礎設施和人民生命財產安全[4]。

(2)加重環境污染。公園建設過程中的水土流失導致大量表土進入水體，不僅使土壤中的養分隨水流失，也把土壤中的污染物帶入水體，使水質進一步惡化。此外，嚴重的水土流失還會在大風天氣形成揚塵，降低空氣質量，直接或間接地危害市民的身心健康。

(3)影響城市防洪。公園建設中的水土流失還會造成城市排水管道和橋涵等排洪設施的堵塞和江河湖庫的淤積，使排水管渠過水能力下降，影響城市防洪安全。在暴雨季節容易出現洪水漫流出槽、城市被淹的現象[5]。

另外，在公園建設過程中，管線工程、河道清淤拓寬以及河道兩側園林工程的微地形改造均會引起項目區水土流失，不合理的防護措施很容易使坡面受到降雨匯流的沖刷進而導致坡面形成溝蝕，對項目區周邊的生態環境和工程的安全運行產生不利影響，加劇水土流失。

2 水土流失產生原因分析

公園建設過程中水土流失現象時有發生，產生水土流失的原因主要有以下幾個方面:

(1)工程占地面積大，建設工期長，人為擾動強烈。公園建設的規模較大，大部分公園占地面積少則幾公頃，多則幾十公頃，建設工期一般2年左右。工程施工過程中，河道清淤、河道整形、岸坡防護以及河道兩側的微地形改造伴隨著大量的土方挖填施工，這些人為擾動均可能產生水土流失。其中道路區、臨時堆土場堆存的表土及道路區內的路基開挖、回填等環節是水土流失防治的重點[6]。

(2)主體工程設計中缺少臨時防護措施設計。施工過程中，主體工程中有利于水土保持的措施包括場地及進場道路硬化、非汛期施工、公園河道清淤采用干場清淤、淤泥與岸坡開挖填料混合后及時外運等。而對于施工過程中土方開挖以及河堤填筑產生的裸露邊坡、臨時堆土未采取相應的防護措施使其成為水土流失較為嚴重的區域。

(3)主體工程設計中河堤縱向排水措施設計不完善。主體工程一般采用工程與植物措施相結合的方法對堤岸邊坡進行防護，可以保證岸坡穩定和景觀要求，但堤岸邊坡往往缺少岸坡縱向排水設計，再加上植物措施護坡雖然可以滿足部分排水功能，但是植物護坡抗沖刷能力較弱，降雨時因缺少縱向排水而造成植物護坡堤岸容易受到降雨匯流的沖刷，發生岸坡沖毀，不僅破壞工程已有設施，而且會產生大量的水土流失[7]。

(4)公園的河道景觀及生態用水一般需要布設輸水管線，管線工程是線型工程，其施工影響范圍較大。管線工程施工過程中，主體工程設計采用機械施工的方法分段施工，施工結束后的裸露地表不僅會使項目占地區與周邊環境不協調，而且在降雨、大風等不利氣候條件下還容易產生水土流失。管線工程施工結束后，主體工程一般不對管線占地區進行防護措施設計，管線施工區的裸露地表在不利氣候條件下極易產生水土流失，并對周邊環境產生不利影響[8]。

(5)園林工程改變原有水路。河道具有收集兩岸匯流的作用，園林設計過程中，一般未對河道兩側已有水路采取專門措施。園林工程中的微地形改造很可能改變原有水路的走向，甚至形成堵塞。在暴雨條件下，產生的徑流無法有序排放，極有可能匯集成較大的地面徑流，不僅會對園內設施造成安全隱患，而且較大的徑流在向河道匯集過程中，容易沖毀地表植被，造成水土流失。

3 水土保持措施布置原則與工程施工(以深圳市某公園為例)

3.1 公園概況

深圳市屬亞熱帶海洋性季風氣候區，全市多年平均降水量(集中在4—9月)為1 935.8 mm，年均受臺風影響3.5次，再加上市內河流多為雨源型河流，水環境容量偏小。因此，在公園建設過程中，做好水土保持工作顯得尤為重要。深圳市某公園是利用城市空地建設的具有休閑服務功能的城市公園，該公園包括廣場、建筑物、運動場地、兒童活動場地、景觀水體、園路、綠化、生態停車場等設施，總用地面積408 172 m2(表1)。

表1 某公園各項建設內容所占面積

3.2 措施布置原則

堅持“預防為主、防治結合、先攔后棄”的原則，防患于未然。這里著重介紹公園裸露地表、排水管線、景觀水體、微地形改造施工區的水土保持措施布置。

3.3 工程施工

3.3.1 裸露地表臨時綠化施工

在公園主體工程施工前，在尚未開工的區域采取撒播黑麥草籽的方式進行臨時綠化，該種植物對土壤有很好的改良作用，可為后期植物措施的實施打好土壤基礎，并大大縮短建設過程中的土壤改良時間，也使公園地表綠化美化變得豐富多樣。

3.3.2 景觀河施工過程中的水土保持措施

公園東側開挖一條自北向南流向的景觀河，景觀河水面設計標高12.0～21.0 m，河底設計標高為10.8～20.7 m之間，開挖深度2～5 m，景觀河兩側堤岸設置石籠和自然置石護坡；景觀河末端(即項目區南側)設置兩處內湖，其中一處為現狀池塘改造而來，另一處為新開挖內湖，底部采用黏土結合原有土壤進行碾壓防滲處理，周邊緩坡入水。

景觀河施工時，沿河流自北向南順流過程依現狀地形洼地設置9個天然的沉沙池，最后匯流至項目南側的兩個內湖。項目施工期間結合項目排水情況開挖形成臨時排水土溝作為區內匯水設施，部分溝段需布設預制過路砼管，雨水匯集后排至排水溝或流入區內兩個內湖內，臨時排水溝規格為(0.5 m+1.0 m)×0.4 m〔(下底+上底)×高〕，梯形結構，側坡比1∶1，表面鋪土工布，溝內每隔一段距離布設一個編織土袋，以沉淀溝內匯水的沙土(如圖1、圖2)。后期在臨時排水土溝措施的基礎上修建成永久性排水溝和沉沙池，部分臨時排水土溝改造為排水盲溝(如圖3)。盲溝基坑開挖方法采用挖掘機開挖和人工配合修整，鋪設土工布后填充粗礫(碎石)。碎石大小應均勻，孔隙應清晰以便保證流水通暢。鋪設排水盲溝石子時要分層，每層鋪設完畢后都用人工整平再輕微夯實。

圖1 排水土溝平面示意

圖2 排水土溝剖面示意

圖3 盲溝剖面示意

3.3.3 濱河兩側綠化帶排水措施

公園濱河兩側設置了綠色雨水基礎設施如生態濾水帶933 m和生態草溝870 m。綠色雨水基礎設施可以收集初期雨水，合理控制下墊面雨水徑流，使用生物滯留池和透水性鋪裝，結合實際情況來利用雨水。當地表徑流向下滲流時，通過多層介質過濾地表徑流，經處理過的水由穿孔管收集后流向下游水路儲存起來，以便后期再利用(如圖4)。生態濾水帶采用過濾、延長停留時間和利用生物吸收營養物質來達到處理雨水的效果。生態草溝內種植草本植物，通過下滲、植物的吸收、儲存和過濾等原理凈化和削減雨水徑流，經過處理的雨水再進入市政管網。項目排水管線施工過程中，為防止管線施工對周邊區域產生不利影響，在管線施工前，沿占地邊緣砌筑土袋攔擋，土體開挖后及時在土體表面用土工布進行苫蓋。

3.3.4 園區人工湖建設

公園水系匯水區面積為31.60 hm2，園區人工湖施工前，將現狀內湖水抽排干凈，保證旱地施工。內湖開挖后作為大沉沙池使用，項目區內匯水均排入其中，經沉淀后利用抽排方式抽至項目南側臨時排水溝內，通過南側出口沉沙池沉淀后，最終排至市政雨水管網內。在滿足施工進度前提下，開挖要避開雨天，以減少在不利施工條件下進行作業。內湖采用自然放坡開挖，自上而下分段分層施工，每層挖土厚度不宜超過1 m，嚴禁任意到處亂挖。開挖的土方應進行隨挖隨運，就近堆置于周邊微地形改造施工區，并在土堆坡腳做好編織土袋攔擋，同時縮短開挖物料在缺乏防護措施條件下的裸露堆存時間。內湖開挖施工時段需及時抽排開挖區內的匯水，保證湖內無積水。若遇雨天應做好裸露施工區域、臨時堆放材料、開挖土方編織土袋攔擋和土工布苫蓋措施。

圖4 生態排水溝剖面示意

雨水徑流流入路旁排水溝時會對坡面造成一定的水土流失，因此需在排水溝坡面處結合景觀考慮沿坡面修水簸箕，并結合現狀地形和現狀魚塘、低洼地打造景觀湖面，既突出公園特色，又可對雨水資源進行收集回用。

在城市生態園林建設中，水體邊緣處的護坡是重要部分，正常蓄水水位以上的邊坡可以采取植物護坡或綜合護坡形式進行防護，不僅可以提高植被覆蓋率，營造綠化景觀，還可以作為親水平臺，最終達到維持陸地與水面相對穩定的狀態，防治水體污染和邊坡滑坡。

3.3.5 微地形改造臨時措施

人工湖疏挖、平整過程中，臨時堆放的土方量較大，為了防止臨時堆土產生水土流失，斜坡表面需要進行土工布苫蓋。景觀河及內湖開挖的土方采取隨挖隨運至需要回填的區域，不能及時運走的就近堆放于微地形改造區域，后期用于微地形改造，開挖的淤泥在項目區南側設置淤泥收集池，經晾曬后用于周邊微地形改造，本項目景觀水體區約有6.78萬m3土方填入微地形改造區。

微地形改造面積約31 285 m2，在進行微地形改造前，區內開挖的土石方臨時堆放于微地形需改造處，并修建臨時排水土溝進行排水，雨水匯集后排至項目區內磚砌排水溝或流入區內兩個內湖內，雨天裸露地表尤其需用土工布進行苫蓋。微地形土方開挖坡面地表裸露，坡度較大，遇到降雨等不利條件極易受到沖刷，產生水土流失，因此在主體工程實施植物措施前也需要對新開挖坡面進行苫蓋。微地形堆土坡腳采用編織土袋攔擋，微地形改造后再進行水體駁岸修復，駁岸修復需抽干湖域水體進行旱地施工，并利用好周邊排水措施，無須布設新的水土保持措施。

4 總結與展望

城市公園屬于生態建設工程，但是在公園施工過程中，可能產生比較嚴重的水土流失。作者對某公園的建設過程中裸露地表、景觀河、濱河綠化帶、人工湖、微地形改造施工過程中的水土保持措施進行分析并總結展望如下，以期為城市公園水土保持提供技術支持。

4.1 自然景觀相協調：尊重自然規律

本項目建設過程中根據施工特點及項目區地形地貌，層層攔截泥沙，結合項目區匯水情況，在出口位置有效控制泥沙流出，使公園建設過程中的水土流失量有效降低，主體工程功能發揮更加完善，減少了工程建設期和運行期的水土流失。公園建設過程中及時將河道中的淤泥疏通，滿足水體改善的要求，為水生生物的生存創造良好環境，提高了水體自凈能力。另外本項目實現了園區內部土方挖填平衡，采用低影響城市建設模式，降低了工程本身對城市生態環境的負面作用，促進了城市與大自然共生系統的發展。

4.2 從排污到利用：水資源利用條件的完善

本項目利用公園現有水塘進行造景、水質提升，結合海綿城市措施實現園內水循環，根據現場地勢攔截雨洪、削減洪峰，充分發揮水生態系統的城市雨水徑流調節功能。在城市生活水平不斷提高的影響下，污水處理的要求越來越高，將污水處理后的中水進行回收利用，可促進海綿城市建設的順利進行，并且為城市水資源利用效率的提升創造有利條件。

4.3 自然與美：公共生態教育與科普

本案例多處優點值得推廣，如城市綠化面積較大，喬灌木選種得當；海綿城市及水生態建設良好，城市中水資源回收利用率高；積極開展水環境安全治理工作，結合當地特色，將水環境治理與城市居民游憩結合在一起，使之成為協調統一的有機整體；采取多種措施減輕項目建設對水土生態環境的沖擊和破壞，恢復和重建受損的城市環境生態系統等，將以上理念對公眾進行積極的宣傳引導，提高公眾對生態環境的認知，多維度探索自然與美的新模式。

4.4 公平與公正：發展模式的改革

城市建設應建立在水土保持生態環境基礎之上，以維護生物物種的多樣性和生態系統的平衡。城市發展應淡化時間期限，強調動態運作，進而更好地解決城市復雜生態系統出現的新問題。城市水土保持是一項復雜而綜合的系統性工程，需要在水土保持管理機制、管理手段和防治措施上不斷創新。在公園建設過程中專家與政府、市民與游客、相關組織等多個利益主體方應積極參與，關注細節，強化城市建設發展過程中的公平性與公正性。隨著城市水土保持研究的深入開展，以城市水土流失治理為核心的城市水土保持工程作為水生態文明建設的基礎和重要內容，必將為人民創造更好的生產生活環境。