基于海堤達標加固建設的水土保持設計研究

劉 鵬

（廣東博源建設工程有限公司,廣東 汕頭 515041）

0 引言

海堤是保障沿海經濟區持續穩定發展,統籌協調水環境、水資源與水生態的重要基礎設施。為提高區域防潮和防洪排澇能力,完善海堤達標加固建設是必要的。但是在工程實施過程中往往不可避免地帶來一系列環境問題,如地表受到施工機械碾壓而降低了土壤涵養水分的能力,引起地表植被破壞,地表徑流無法存蓄于土體加劇水土流失；由于水土防治區域劃分不合理、防治措施不到位導致泥沙被帶入海堤附近河流引起河道淤積等。目前,海堤加固水土保持設計中存在防治分區劃分不科學,手段欠妥,植物措施不合理等現象[1]。針對這些問題,本文以汕頭市三嶼圍海堤加固工程為例,對海堤達標加固工程水土保持設計進行系統梳理和分析。

1 項目概況

汕頭市三嶼圍海堤位于榕江出海口南岸,全長9.42 km。海堤捍衛著潮陽、濠江三嶼圍墾區,1.5 萬多畝耕地面積和防區內4.49 萬人及4.34 億元的工農業產值。三嶼圍海堤建設于20 世紀70 年代,設防標準低,又因原為圍墾區,堤體不斷下沉,所有堤圍都不足20 年一遇的設防標準,堤圍出現許多安全隱患。主要有堤基淘空,堤體沉陷、外傾,擋土墻變形破損嚴重,每遇臺風暴潮,都出現崩堤決口；堤頂高度和寬度達不到規劃的防御標準和設計要求,部分堤段車輛無法通行,對堤圍防潮搶險十分不利。因此,對三嶼圍海堤及堤上穿堤涵閘進行除險達標加固是非常必要和迫切的。

2 主體工程水土保持分析與評價

2.1 建設方案評價

項目為海堤達標加固工程,設計中主體工程結合了項目的場地布置及施工特點,根據工程建設過程中主體工程布置、施工及新增的臨時防護措施,工程施工安排有序；工程布局合理,沒有水土流失制約因素。通過對主體工程分析,各分部工程設計及施工工藝、時序等對防止水土流失具有明顯作用。主體工程區在施工期及施工結束后將形成完整的預防保護體系,達到水土保持目的。

2.2 工程占地評價

項目總占地面積6.36 hm2,其中主體工程區4.92 hm2,為永久占地,占地類型為水域及水利設施用地；施工營造區0.43 hm2,為臨時占地,占地類型為鹽堿地；棄渣場區1.01 hm2,為臨時占地,占地類型為鹽堿地。

2.3 土石方平衡評價

工程的土方開挖42877 m3,其中堤防的土方開挖3120 m3,水閘的土方開挖15038 m3,圍堰的土方開挖21424 m3；土方回填106324 m3,其中堤防的土方回填53046 m3,水閘的土方回填17571 m3,圍堰的土方回填35707 m3；需從市場購買土方83737 m3；運至渣場的廢棄土方為20290 m3。

2.4 取土棄土設置評價

項目外借土石方全部從合法渠道商購,不設置取土場。經土石方平衡,本工程總棄渣量約為2.03 萬m3。按照施工進度安排及土方利用原則,規劃1 個棄渣場,棄渣場位于濱海街道上店居委會后荒地,平均運距12 km,占地面積1.01 hm2。

2.5 施工方法與工藝評價

項目嚴格按紅線施工,未占用植被相對良好的區域和基本農田區；不在河岸陡坡等敏感區域開挖土石方；土方調運過程中采用隨填、隨壓的施工方法,避免重復開挖和多次倒運造成水土流失。從水土保持角度分析,本項目施工基本滿足水土保持要求。

3 水土流失防治措施設計

3.1 防治分區

根據項目建設情況,分區方法主要采取實地調查勘測、資料收集、數據分析相結合的方法進行分區。根據防治分區劃分依據和原則,結合工程建設情況,劃分為3個防治分區。防治分區劃分情況見表1。

表1 水土流失防治分區表

3.2 土壤流失量

根據擾動方式,本項目預測單元劃分為主體工程區、施工營造區、棄渣場區。運用下式計算土壤流失量和新增水土流失量。

式中：W為擾動地表土壤流失量,t；ΔW為擾動地表新增水土流失總量,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）,只計正值,負值按0計；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；

經計算,本項目可能產生的總的水土流失量為69.20 t,新增水土流失量為34.60 t,見表2。

項目建設將造成水土流失總量706.18 t,其中項目已造成水土流失總量636.98 t,仍可能造成水土流失量69.20 t,預測新增水土流失量34.60 t。根據水土流失預測,項目建設過程中的水土流失主要產生在施工期,施工期約占土壤流失總量的90.20%,因此本項目水土流失監測重點時期為施工期。主體工程區為本項目的重點流失區域,預測水土流失量分別占流失總量的75.39%。

3.3 措施總體布局

水土流失防治措施總體布局遵循“預防為主、保護優先、全面規劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學管理、注重效益”的方針,按照預防和治理相結合的原則,堅持局部與整體防治、單項措施與綜合防治相協調、兼顧生態效益與經濟效益,同時借鑒當地同類生產建設項目防治經驗,進行措施布設。本項目施工時,主體工程現已實施攔擋、臨時覆蓋、排水及沉砂措施。水土流失防治措施體系布設具體見表3。

表3 水土流失防治措施體系表

3.4 各分區防治措施

3.4.1 主體工程區

主體已實施：

（1）臨時措施

①臨時攔擋：海堤后坡沒有格賓網塊石擋墻的海堤段堆土后坡采用編織土袋臨時攔擋,設置臨時土袋攔擋長度460 m,編織土袋量368 m3。

②臨時覆蓋：海堤后坡采用臨時苫蓋措施,鋪放一層彩條布遮蓋海堤后坡,從而避免海堤后坡造成影響。彩條布苫蓋面積為8605.52 m2。

（2）植物措施

海堤后坡采用撒草籽,播撒面積為2.02 hm2。

本方案新增：植物措施。由于本工程現階段完工竣收,草籽還未長出,故本方案新增植草皮2.02 hm2。

3.4.2 施工營造區

主體已實施：

（1）臨時措施

①臨時排水溝：在施工營造區四周布設0.5 m×0.5 m 臨時排水溝總長960 m,其中,布置區H1的排水溝長180 m,布置區H2的排水溝長470 m,布置區H3 的排水溝長310 m。

②沉砂池：在排水出口出修建沉砂池,池長2.5 m、池寬1.5 m、池深1.5 m,共3 座。

（2）植物措施

對原地復墾,土地整治面積為0.32 hm2,播撒草籽0.32 hm2。

本方案新增：植物措施。目前已拆除2 個布置區（H1、H2）,本方案對布置區H3 原地復墾,土地整治面積為0.11 hm2,鋪草皮0.11 hm2。

3.4.3 棄渣場區

主體已實施：

（1）工程措施

①M7.5漿砌石擋墻：在棄渣場區四周修建40 m,工程量為123.2 m3。

②排水溝：在棄渣場區四周修建一條40 m 的排水溝,斷面尺寸0.5 m×0.5 m,呈梯形,土方開挖為216 m3,C15 砼68 m3。

③沉砂池：在排水出口出修建沉砂池,池長2.5 m、池寬1.5 m、池深1.5 m,共1 座。

（2）植物措施

對原地復墾,土地整治面積為1.01 hm2,播撒草籽1.01 hm2。

4 結語

本文以汕頭市三嶼圍海堤加固工程為例,從主體工程水土保持分析與評價、水土流失防治分區劃分、水土流失量預測及水土保持措施布局等各方面梳理了海堤達標加固工程水保措施設計思路。本方案提出的各項防治措施實施后,能有效改善周邊區域的環境,控制水土流失的發生,從而起到減少泥沙淤積農田等自然災害的目的,具有顯著的經濟生態效益。