河道綜合治理工程水土流失預(yù)測(cè)分析

楊蓮芝

（商丘市睢陽(yáng)區(qū)水利局，河南 商丘 476100）

1 項(xiàng)目概況

河道綜合治理工程按照生態(tài)綠化修復(fù)的要求進(jìn)行生態(tài)綜合整治。對(duì)此段河道進(jìn)行河床整治疏浚，長(zhǎng)5.62 km；兩岸按要求進(jìn)行岸坡整治及修筑加固堤防，堤頂寬10 m；利用格賓、塊石對(duì)迎水坡坡腳進(jìn)行防護(hù)，總長(zhǎng)7.90 km；堤頂設(shè)置管理路，總長(zhǎng)4.78 km；對(duì)現(xiàn)狀東風(fēng)渠加固400 m，在河道適當(dāng)范圍內(nèi)新建4座生態(tài)溢流堰；為保證河道背水坡雨水排入河道，新建箱涵1座，新建穿堤涵管3座，現(xiàn)狀涵管延長(zhǎng)1處。按照生態(tài)綠化修復(fù)的要求對(duì)此段河道進(jìn)行生態(tài)綠化修復(fù)，改善生態(tài)、居住環(huán)境，為周邊居民提供一個(gè)健康、優(yōu)美的休閑場(chǎng)所。另外，按照文物部門要求，在河道適當(dāng)位置新建漫水橋2座。工程總占地76.27 hm2，其中永久占地74.78 hm2，臨時(shí)占地1.49 hm2，施工結(jié)束后臨時(shí)占地恢復(fù)為原功能區(qū)。工程總挖方57.99萬(wàn)m3，總填方51.69萬(wàn)m3，余方6.30萬(wàn)m3。

2 自然簡(jiǎn)況

該河道屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫14.20 ℃；區(qū)內(nèi)多年平均降雨量680 mm，最大1 127.20 mm，最小247.40 mm，變幅達(dá)4倍多；區(qū)內(nèi)多刮東北風(fēng)、西北風(fēng)，全年平均風(fēng)速2.60 m/s，年最大風(fēng)力為7級(jí)，最大風(fēng)速20 m/s；全年平均日照2 186.90 h，日照率為50%；多年平均無(wú)霜期216 d；土壤主要為黃棕壤土、潮土，植被類型為暖溫帶落葉闊葉林帶。

3 水土流失分析與預(yù)測(cè)

3.1 水土流失現(xiàn)狀

項(xiàng)目區(qū)在全國(guó)水土保持區(qū)劃中屬于北方土石山區(qū)-豫西南山地丘陵區(qū)-豫西黃土丘陵保水蓄水區(qū)（III-6-1 tx），容許土壤流失量200 t/（km2·a）。項(xiàng)目區(qū)屬水力侵蝕類型區(qū)，經(jīng)查閱《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘并結(jié)合有關(guān)規(guī)劃，項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕類型為輕度水力侵蝕，多年平均土壤侵蝕模數(shù)約為500 t/（km2.a）。

3.2 擾動(dòng)原地貌、土地及植被面積

3.2.1 預(yù)測(cè)方法

根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)文件、技術(shù)資料和項(xiàng)目區(qū)土地利用類型，結(jié)合實(shí)地勘察，對(duì)工程建設(shè)開挖擾動(dòng)、壓占地表和損壞植被面積進(jìn)行量測(cè)。

3.2.2 預(yù)測(cè)結(jié)果

項(xiàng)目建設(shè)擾動(dòng)原地貌、破壞地表及植被面積76.27 hm2，按占地類型分：水域及水利設(shè)施用地74.78 hm2，草地0.47 hm2，耕地1.02 hm2。

3.3 棄渣量預(yù)測(cè)

①預(yù)測(cè)方法：通過(guò)主體工程設(shè)計(jì)資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察和類比工程調(diào)查，依據(jù)土石方平衡進(jìn)行分析預(yù)測(cè)；②預(yù)測(cè)結(jié)果：工程總挖方57.99 萬(wàn)m3，總填方51.69 萬(wàn)m3，余方6.30 萬(wàn)m3，無(wú)借方。余方運(yùn)至新安縣國(guó)家儲(chǔ)備林基地建設(shè)項(xiàng)目區(qū)綜合利用，并對(duì)棄土清運(yùn)、調(diào)運(yùn)、臨時(shí)堆存過(guò)程中引起的水土流失進(jìn)行防治。

4 水土流失量預(yù)測(cè)

4.1 預(yù)測(cè)單元

4.1.1 預(yù)測(cè)單元?jiǎng)澐衷瓌t

①地形地貌、擾動(dòng)地表物質(zhì)組成相近；②土地利用現(xiàn)狀基本相同；③擾動(dòng)地表方式、形態(tài)相似，時(shí)段相同；④水土流失成因、強(qiáng)度基本一致，類型相同；⑤同一預(yù)測(cè)單元集中連片，形成一個(gè)或幾個(gè)集中區(qū)域。

按照上述原則，根據(jù)工程建設(shè)特點(diǎn)，按不同分部分項(xiàng)工程占地情況，將項(xiàng)目區(qū)水土流失預(yù)測(cè)單元?jiǎng)澐譃楹拥绤^(qū)、堤岸防護(hù)區(qū)、建筑物工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、臨時(shí)堆土區(qū)、施工道路區(qū)共計(jì)6個(gè)預(yù)測(cè)單元。

4.1.2 預(yù)測(cè)單元面積的確定

施工期土壤流失預(yù)測(cè)面積為各預(yù)測(cè)單元擾動(dòng)地表面積，自然恢復(fù)期預(yù)測(cè)面積應(yīng)在各預(yù)測(cè)單元擾動(dòng)面積的基礎(chǔ)上扣除硬化面積、建筑物占地面積和水面面積。各預(yù)測(cè)單元不同時(shí)段預(yù)測(cè)面積見表1。

表1 各預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)面積表 單位：hm2

4.2 預(yù)測(cè)時(shí)段

施工期可能產(chǎn)生的水土流失量預(yù)測(cè)，擬采用綜合分析確定區(qū)域施工擾動(dòng)后的土壤侵蝕模數(shù)，計(jì)算新增的水土流失量。施工期為18個(gè)月。自然恢復(fù)期，大規(guī)模的施工活動(dòng)基本停止，水土流失得到一定程度的控制，由于植物措施還未完全發(fā)揮作用，其間仍將會(huì)產(chǎn)生水土流失。依據(jù)當(dāng)?shù)貧夂虻茸匀粭l件，半濕潤(rùn)區(qū)自然恢復(fù)期取3 a。

由于項(xiàng)目各防治區(qū)的施工時(shí)間不一，根據(jù)各預(yù)測(cè)單元施工可能產(chǎn)生水土流失的時(shí)間，考慮最不利因素確定各預(yù)測(cè)單元的預(yù)測(cè)時(shí)段，超過(guò)雨季（項(xiàng)目區(qū)每年雨季為6-9月）長(zhǎng)度的按一年計(jì)算，不超過(guò)雨季長(zhǎng)度的按占雨季長(zhǎng)度的比例進(jìn)行計(jì)算。項(xiàng)目各預(yù)測(cè)單元及其具體預(yù)測(cè)時(shí)段劃分詳見表2。

表2 水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段表

4.3 預(yù)測(cè)結(jié)果

預(yù)測(cè)結(jié)果包括2部分內(nèi)容：第一，建設(shè)期（即施工期和自然恢復(fù)期）可能產(chǎn)生的土壤流失總量；第二，建設(shè)期（即施工期和自然恢復(fù)期）原地貌下可能產(chǎn)生的土壤流失總量（背景值），兩者之差即為因本項(xiàng)目建設(shè)新增的土壤流失量。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和分析有關(guān)資料，確定不同預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)各預(yù)測(cè)單元的土壤侵蝕模數(shù)值，采用公式計(jì)算擾動(dòng)地表新增土壤侵蝕量，新增土壤侵蝕量計(jì)算公式如下：

式（1）（2）中：W—土壤流失量（t）；⊿W—新增土壤流失量（t）；j—預(yù)測(cè)時(shí)段，j=1，2，指施工期（含施工準(zhǔn)備期）和自然恢復(fù)期；i—預(yù)測(cè)單元，i=1，2，3，n—1，n；Fji—第j預(yù)測(cè)時(shí)段、第i預(yù)測(cè)單元的面積（km2）；Mji—第j 預(yù)測(cè)時(shí)段、第i 預(yù)測(cè)單元的土壤侵蝕模數(shù)［t/（km2·a）］；⊿Mji—第j預(yù)測(cè)時(shí)段、第i預(yù)測(cè)單元的新增土壤侵蝕模數(shù)［t/（km2·a）］；Tji—第j 預(yù)測(cè)時(shí)段、第i 預(yù)測(cè)單元的預(yù)測(cè)時(shí)段長(zhǎng)（a）。

根據(jù)以上確定的預(yù)測(cè)時(shí)段、侵蝕強(qiáng)度、預(yù)測(cè)分區(qū)劃分的土壤流失面積計(jì)算新增土壤流失量。建設(shè)期水土流失預(yù)測(cè)：根據(jù)預(yù)測(cè)計(jì)算，項(xiàng)目施工期原生水土流失量為571.86 t，預(yù)測(cè)水土流失總量為3 237.61 t，新增水土流失量2 665.75 t。自然恢復(fù)期水土流失預(yù)測(cè)：通過(guò)預(yù)測(cè)計(jì)算，自然恢復(fù)期原生水土流失量為339.75 t，預(yù)測(cè)水土流失總量為611.55 t，新增水土流失量為271.80 t。通過(guò)上述水土保持方案的實(shí)施可有效地解決新增水土流失量的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)項(xiàng)目可能造成的水土流失危害的預(yù)測(cè)，采取相應(yīng)防治措施，以便有效地減少水土流失。水土保持方案實(shí)施以后，項(xiàng)目區(qū)及周邊的生態(tài)環(huán)境將得到有效改善。水土保持方案中對(duì)可綠化的占地采取了恢復(fù)植被和綠化措施，隨著林草逐年生長(zhǎng)，植被覆蓋率不斷提高，植物根系也逐漸發(fā)達(dá)，使得被治理區(qū)域攔截徑流蓄水能力、土壤抗蝕能力都會(huì)逐步增強(qiáng)，從而會(huì)使項(xiàng)目區(qū)內(nèi)新增土壤侵蝕及原有自然侵蝕從根本上得到有效的主動(dòng)控制。另外隨著項(xiàng)目區(qū)內(nèi)植被覆蓋度的提高，對(duì)于工程建設(shè)區(qū)及周邊地區(qū)的生態(tài)和氣候也會(huì)帶來(lái)很多有益影響。