城镇化开发建设项目引发的水土流失及防治进展

张 皓，何腾兵，林昌虎，樊 博，李 博

（1.贵州大学农学院，贵州贵阳 550025；2.贵州科学院，贵州贵阳 550001；3.贵州大学资源环境与工程学院，贵州贵阳 550025）

城镇化开发建设项目引发的水土流失及防治进展

张 皓1，何腾兵1，林昌虎2，樊 博1，李 博3

（1.贵州大学农学院，贵州贵阳 550025；2.贵州科学院，贵州贵阳 550001；3.贵州大学资源环境与工程学院，贵州贵阳 550025）

概述我国城镇化开发建设中管线、公路、房地产开发、垃圾填埋场等项目施工扰动原地貌，施工中产生的废渣、垃圾等造成了多种水土流失问题，针对这些问题总结前人的水土流失治理措施，并提出相应对策。

城镇化；开发建设；水土流失

城镇化是传统农业社会向非农业人口占多数的现代文明社会转变的历史过程，也是经济社会发展的必然趋势，是工业化、现代化的重要标志［1-2］。改革开放以来，我国城镇化率由1978年的17.9%提高到2011年的51.3%，年均提高1个百分点，与发达国家城镇化水平的差距迅速缩小［3］。根据发展阶段的特点和确定的城镇化目标，有学者认为到2020年，中国城镇化率将达到60%左右，还将保持年均提高1个百分点左右的速度推进［4］。

城镇化意味着更多新兴城市的崛起，农村人口将大量涌入城镇，同时城镇居民生活水平的提高会对交通、能源、住房提出更高的要求，直接带动城市建设用地需求，城镇用地压力的规模和力度都将明显增加［5］。由于城镇化开发过程中只注重项目建设，忽视水土保持工作，使得全国许多城市出现了高强度的水土流失问题［6］。因此倡导城镇化开发建设中水土资源的合理开发利用与保护，针对出现的水土流失问题提出防治措施，是“十二五”水土保持的重要内容，也是城镇化建设的重要内容。

1 水土流失

目前我国城镇化开发建设项目发展迅速，其中管线、公路、城镇建设等类工程［7］引发了较严重的水土流失问题。

1.1 管线工程

城市中跨河、跨沟段管道工程施工，公路、铁路跨河桥墩施工，每修建1 km管道平均增加355 t的水土流失量，在常年流水的河道或洪水期施工，管沟开挖出的土渣或钻孔灌注桩施工排出的大量泥浆都可能被水冲蚀［8］。泥沙堆积河流两岸，阻塞河道，影响上游输水与下游供水，严重时会引发河水溢出河道，危及安全。

城际地铁隧道，若在具有一定黏聚力的松散介质中进行开挖，无支护状态下隧道围岩会由内至外发生失稳破坏，特别是上覆地层不够厚的情况下，无法形成自然平衡的压力拱［9-10］，严重时可造成崩塌。隧道施工期间，出渣会在洞口临时堆置，如遇暴雨，会与其他地段堆放土体一样产生严重的面蚀和细沟侵蚀。

在我国城镇化高速发展的今天城市给排水管线普遍存在渗漏问题，隧道邻近这些管线施工时，扰动作用使管线渗漏加剧，甚至导致管线断裂破坏引发涌水，进而引发地层结构失稳破坏，形成地面塌陷［11］。

1.2 公路建设

城镇化进程的加快，导致大量农村人口向城市流动，进而造成城市交通量激增。为了满足出行需求，对土地进行了过度集中、强度太大的开发。在公路建设过程中，降雨强度过大，会形成坡面积水，在重力作用下积水沿斜坡流动，结果使植被度小且无工程防护的挖方边坡形成瓦状排列的侵蚀沟。据统计在我国城镇化公路建设中平均建设1 km要增加1 535 t的水土流失量，平坦路基土壤侵蚀模数1 000～2 500 t·km-2·a-1，坡面路基为18 000～30 000 t·km-2·a-1，路基边坡为20 000～50 000 t·km-2·a-1，路堑边坡为5 000～10 000 t· km-2·a-1，由于表面松散粗糙，受到雨季降水作用土壤被冲刷和搬运，形成新的侵蚀模式［12］。

1.3 房地产开发

一个占地面积1.32 hm2房地产开发项目，土石方挖方总量可达3.88万m3，填方总量1.90万m3，绿化覆土为0.08万m3，产生弃土1.90万m3。该类项目多位于交通便利的区域，周边为主要的交通干道。虽然大部分采取围蔽施工，但雨水仍然会携带大量泥沙从空隙中流出，造成路面大面积积水，大量泥沙淤积在路面，严重威胁交通安全［13］。在房地产基础施工阶段产生的泥浆，其含沙量可达到340.82 kg·m-3，由于此类项目临时排水设施与市政排水系统相互连接，排出的泥沙易淤积于地下管道［14］，减小管道的泄洪能力，给城市市政的运行管理和经济发展造成投资费用增加等直接或间接经济损失。

水土流失对房地产项目本身也存在极大的危害。强烈的冲刷或坍塌会影响到房屋地基及其他建筑物的稳定［15］。另外，对建成区的地面产生的冲刷，会破坏已有景观，威胁建筑物安全。在施工期间，将产生大量的裸露地表和临时堆渣，并且还会产生较多的废水，如果水土保持防护措施不到位，将破坏工程区域的景观及生态环境［16］。

1.4 垃圾填埋场

随着我国城镇化水平的加快，垃圾产生量的增长已经成为城镇化发展中必须面对的严峻问题。我国垃圾处理，按照无害化处理原则以填埋方式为主，占垃圾处理的95%以上［17］。垃圾填埋应有相当数量的覆土土源，用于填埋的分层压实、分层覆土、中间覆土及终场覆土［18］。填覆土方开挖，破坏地表植被，取土后原地形成直立陡壁，取料场土壤侵蚀模数8 000～15 000 t·km-2·a-1，遇暴雨会造成垮塌，而且垃圾填埋场会排放出垃圾渗滤液，渗滤液可直接进入含水层中，也可随地表径流进入河流，污染居民用水。

垃圾或覆盖土在填埋作业面倾倒摊铺后，需要进行碾压。国内垃圾填埋场使用的垃圾碾压设备主要有履带式推土机和垃圾填埋专用压实机2种。即使是重量较小的碾压设备，都可达22 t，机械碾压直接影响土壤的物理结构、通气、水分运移和养分状况，造成大面积土地荒芜，破坏城镇绿地景观。

2 防治措施

加强城镇水土保持是城镇化快速发展的内在要求，根据城镇的开发建设规划、地形地貌与植被情况、结合生态型城市建设目标，提出城镇水土保持规划，组织实施水土流失的防范和治理措施，建立完善防治体系［19］，是全面建设小康社会、贯彻落实科学发展观的具体措施。

对不同类别的城镇化开发建设项目进行水土流失防治分区，并按分区进行水土保持治理措施科学布局是防治水土流失的根本［20］。根据开发建设项目水土流失来源和产生的特点，可将整个水土流失防治分区分为扰动开挖防治区和弃渣防治区2大类。

2.1 扰动开挖防治区

在城镇化开发建设中扰动开挖防治区指由于开发建设项目施工对地表的扰动和挖损破坏的区域，是防治责任范围内的人为新增水土流失区域。应采取如下的防治措施。

土地整治措施。主要有建筑垃圾清理、坑凹回填平整、覆土等措施，具体措施根据工程裸露土地情况和土地利用规划确定。在永久占地区，主要为主体工程区和永久生活区，水土流失防治的重点是做好临时弃土的堆置防护、边坡防护、路基路面排水和沿线的绿化美化［21］。

边坡防护措施。在开发建设过程中形成的坡面，主要为开挖和回填产生的工程边坡。一般对边坡高度大于4 m、坡比大于1.0∶1.5的，应采取削坡开级工程；对边坡小于1.0∶1.5的土质或沙质坡面，可采取植物护坡工程；对堆置物或山体不稳定处形成的高陡边坡，或坡脚遭受水流淘刷的边坡，应采取工程护坡措施；对条件较复杂的不稳定边坡，应采取综合护坡工程。

植被恢复措施。一般在永久占地区形成的裸露地面，施工结束后应全部恢复植被；施工临时占地区，施工结束后应根据实际情况恢复植被或恢复为农地。项目区内的永久性道路，进行路旁绿化；项目区的四周，进行周边绿化；居住区、办公区，应进行园林绿化；可种植各类观赏树种也可利用原地形地貌修建风景观赏点［22］。

临时防护措施。主要是对施工过程中地表的临时保护，以避免施工期的水土流失。对裸露地表应及时采取苫盖、砾石铺压等防护措施，防止雨水对地表的直接冲刷。对临时施工道路，应采取洒水等措施，减少风蚀危害。在施工场地的周边，应修建临时排水设施。

2.2 弃渣防治区

弃渣防治是城镇化开发建设水土流失防治的一项重要内容和防治重点。对开发建设项目产生的大量弃渣，根据其堆放的位置和堆放方式，结合地形、地质、水文条件等，应修建拦渣工程，有效控制水土流失。

挡渣墙。挡渣墙应根据弃渣场的地形、当地建材、堆渣高度等布设。有时可不采取临时拦挡措施。但是在永久性弃渣场，挡渣墙等工程是必需的，且应该“先挡后弃”［23］。沿弃渣坡脚或相对较高的坡面上布置挡渣墙，挡渣墙线应尽量顺直，长度方向应尽量与水流方向一致，避免截断沟谷和水流。渣体顶部不宜有过大的集水面积，并在渣面与坡脚交界处布置排洪沟，将雨水排入天然沟道。布置横向排水沟，沿渣体长度方向布设纵向排水沟［24］。渣面上要植树种草，防止弃渣流失。

拦渣堤。弃土弃渣等堆置于河（沟）道旁时，必须按防洪治导线布置拦渣堤。拦渣堤应尽量选择在河道较宽处，尽量避免在河流凹岸侧建设，尽量减少占用河床的面积，尤其在河漫滩地上建设拦渣堤，应尽量减少占地面积，不能影响河道的行洪宽度。拦渣堤的设计应与其相应的河道的防洪标准相对应。弃土弃渣堆置于沟道侧边时，应采用沟岸拦渣堤。拦渣堤相对较低，高约3 m以下。若拦渣堤在洪水位以上，堤的高度由堆渣量和地面面积确定［25］。

拦渣坝（尾矿库）。在沟道中堆置弃渣、尾矿时，必须修建拦渣坝或尾矿库。根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL 204—1998）和《水土保持治沟骨干工程技术规范》（SL 289—2003），结合沟道具体情况和计划弃渣量，拦渣坝的洪水设计标准分别采用30年一遇设计，50年一遇校核［26］。其排水形式，根据拦渣坝控制流域面积、降雨量、工程等级及相应设计洪水标准确定。

防洪排水工程。夏季暴雨易形成坡面冲蚀，危害土坝的安全，同时通过反滤体渗出的水会侵蚀坝体坡角，因此在坝体上下游面与坝体交线处设纵向排水沟，戗台设置横向排水沟［26］，为防止雨水径流对渣面的冲刷，可在渣面上布设排水设施。防洪排水工程的主要形式有明渠、暗管、竖井和涵洞等。

植被恢复工程。弃渣场植被恢复是弃渣场治理的重要内容。弃渣场在绿化前，一般需要进行整地和覆土，植被恢复工程布置时要注意植被条带类型、宽度、覆盖度和位置，这些都是影响其控制水土流失的重要因素［27］。有条件的地方，在弃渣堆放过程中，应把渣和土分开，先堆放渣，后堆放土，这样可减少后期的覆土数量。

临时措施。项目建设施工中，临时堆土（石、渣）及建材应集中堆放，用塑料膜等覆盖，建临时性挡渣、排水、沉沙等工程，对堆放时间长的土、石、渣体，应临时种草［28］。

3 对策与建议

针对城镇化开发建设引发的水土流失具有人为因素决定性、复杂性、突发性、扰动规模大、侵蚀类型多的特点，在实践中要充分发挥人在城镇化开发建设水土保持中的积极作用，采取有效措施，推进城镇化过程中水土保持工作，使城镇化步入可持续发展的轨道。

搞好设计施工有效防治水土流失。在城镇化高速发展的今天，狠抓开发建设项目前期和设计阶段的工作，在项目的可行性研究阶段及时实施水土保持方案制度和水土保持“三同时”制度，在开发建设和防治水土流失之间找到平衡点和结合部；建设的同时采取措施把建设和生产过程中的水土流失降到最低程度［29］。

建立水土保持功能补偿制度和标准。“十八大”报告明确要求深化资源性产品价格和税费改革，建立反映市场供求和资源稀缺程度、体现生态价值和代际补偿的资源有偿使用制度和生态补偿制度。开展水土保持功能指标体系和评价研究，建立监测评价指标体系，科学合理地测评水土保持功能和效益［30］。

充分发挥地方积极性，做好水土保持工作。城镇化开发建设土保持工程建设的主体在地方，涉及多行业、多部门，是改善生态环境，提高人民生活质量，建设小康社会、美丽乡村、美丽城市的重要抓手。地方水土保持部门要主动当好参谋，顺势而为，发挥优势，积极引导，科学规划，搞好服务，真正把地方开展生态文明建设的积极性调动起来。上级业务部门要在项目上、资金上、政策上、宣传上给予大力支持［31］。

做好水土保持监测研究，防患于未然。做好水土保持监测预测研究，科学分析城镇化开发建设项目区的植被情况、土壤情况、扰动地表的组成物质和坡度等影响水土流失的主要因素，使城镇化开发建设项目水土流失预测结果实现从定性到准确定量的飞跃，及时避免突发性、复杂化的水土流失问题造成人身财产损失。

4 展望

2010年我国城镇化率达到47.7%，与2000年相比上升了十多个百分点，按目前的发展速度，“十二五”期间我国的城镇化率会超过50%，将出现城市常住人口超过农村人口的转折点［32］。城乡格局的变化使得原本狭小的城市空间在资源的重新分配上增大难度，同时城市发展高速外延，如果处理不当就会诱发更多的水土流失问题。避免这些弊端，并将已经产生的危害控制在最小的影响范围内，是当前城镇化开发建设亟待解决的问题。

但是目前我国城镇化开发建设项目引发水土流失问题的研究尚存在许多不足，比如水土流失类型和强度分级研究较少，尚未形成统一的分类方法、分级指标和标准。水土流失预测采用的水土流失面积不准确、新增土壤侵蚀模数偏小、弃土弃渣等固体物质流失量计算方法过于简单等。首先要解决的是城市水土流失学科理论体系的构建和一些基本理论问题。同时要确定主体工程、临时工程征占地面积，明确水土流失预测项目分类，在开展自然水土流失长期实验基础上得到城镇化开发建设项目的土壤侵蚀模数的经验值从而展开水土流失量的科学预测，为城镇化开发建设项目施工提供指导。

［1］ 徐新刚.我国城镇化发展面临的问题及对策研究［J］.安徽电子信息职业技术学院学报，2013，12（2）：95-99.

［2］ 何赛萌.浅谈国外城镇化发展的经验和启示［J］.现代经济信息，2013（3）：2-5.

［3］ 赵玉红，陈玉梅.我国城镇化发展趋势及面临的新问题［J］.经济纵横，2013（1）：54-56.

［4］ Jian X H，Huang K.An empirical analysis and forecast of the level and speed of urbanization in China［M］.Studies on Socialism with Chinese Characteristics，2011：64-71.

［5］ 宋戈，吴次芳，王杨.城镇化发展与耕地保护关系研究［J］.农业经济问题，2006（1）：64-67.

［6］ 王继增，吴志峰，朱立安，等.关于城市水土流失研究中若干问题的探讨［J］.水土保持通报，2005，25（4）：106-110.

［7］ 熊锦.火电厂建设过程中水土流失特点与水土保持规划［D］.武汉：华中农业大学，2008.

［8］ 赵永军，姜德文，袁普金.线状工程建设项目的水土保持监测：以西气东输项目为例［J］.水土保持研究，2005，12（6）：72-75.

［9］ He K Q，Wang B，Wang JT.Study on formingmechanism of Zaozhuang karstcol land collapse model［J］.Rock and Soil Mechanics，2002，23（5）：564-569.

［10］ Wang B，He KQ.Study on limitequilibrium heightexpression of critical soil cave of karstcol collapse［J］.Rock and soil Mechanics，2006，27（3）：458-462.

［11］ 张成平，张顶立，王梦怒，等.城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机理及其控制［G］／／第2届全国工程安全与防护学术会议论文集.北京：中国科学技术出版社，2010：51-57.

［12］ 张秀海.公路建设引起的人为水土流失及防治［G］／／第1届全国公路科技创新高层论坛论文集.北京：人民交通出版社，2002：38-42.

［13］ 赵晓灵.房地产开发建设项目水土流失危害分析［J］.广州水利水电，2009（8）：78-79.

［14］ 陈鹏宇，康剑萍.房地产类开发建设项目水土流失防治措施浅析［J］.广东水利水电，2012（10）：53-54.

［15］ 李元，樊华，张颂.房地产开发建设项目水土流失成因及防治对策［J］.山西水土保持科技，2013（1）：41-43.

［16］ 朱艳艳，唐道锋.城市房地产开发项目水土流失防治对策［J］.山西水土保持科技，2010（3）：44-46.

［17］ 刘艳辉，魏天兴，孙毅.城市垃圾填埋场植被恢复研究进展［J］.水土保持研究，2007，14（2）：108-111.

［18］ 乔蓉娜.浅谈城市生活垃圾填埋场环境影响评价要点［J］.黑龙江环境通报，2012，36（3）：11-14.

［19］ 柳礼奎，路紫.论城镇水土保持生态建设：以河北省鹿泉市为例［J］.水土保持研究，2007，14（3）：256-258.

［20］ 冀秉信.论开发建设项目与水土保持［J］.山西科技，2002（6）：55.

［21］ 彭冬水.开发建设项目水土保持管理指标体系研究：塔景高速公路水土保持工程研究［D］.南昌：南昌大学，2007.

［22］ 周祥，武平.开发建设项目水土保持植被重建与绿化基础工程技术［J］.中国水土保持，2006（3）：38-39.

［23］ 罗雷，何丙辉，王锐亮.弃渣场堆渣及挡渣墙稳定性分析［J］.水土保持研究，2006，13（2）：253-256.

［24］ 王禹生，万彩兵.开发建设项目弃渣场设计探讨［J］.人民长江，2004，35（10）：11-13.

［25］ 孙厚才.我国开发建设项目水土保持现状及发展趋势［J］.中国水土保持，2007（1）：50-52.

［26］ 时乐，张维，李占斌.石窑店煤矿水土保持与生态修复措施体系研究［J］.水资源与水工程学报，2009，20（1）：104-108.

［27］ Gumiere S J，Bissonnais Y L，Raclot D，et al.Vegetated filter effects on sedimentological connectivity of agricultural catchments in erosionmodelling：a review［J］.Earth Surface Processes and Landforms，2011，36（1）：3-19.

［28］ 高旭彪，黄成志，刘朝晖.开发建设项目水土流失防治模式［J］.中国水土保持科学，2007，5（6）：93-97.

［29］ 焦居仁.依法防治生产建设项目水土流失推动经济社会科学发展［J］.中国水土保持，2013（2）：1-4.

［30］ 姜德文.生态文明新时代的水土保持探索［J］.中国水土保持，2013（4）：10-13.

［31］ 曹文洪.我国水土保持科技近期进展与展望［J］.2013（5）：14-18.

［32］ 赵峥，倪鹏飞.当前我国城镇化发展的特征、问题及政策建议［J］.战略研究，2012（2）：10-13.

（责任编辑：张才德）

S 157 < class="emphasis_bold">文献标志码：A

A

0528⁃9017（2014）01⁃0095⁃04

文献著录格式：张皓，何腾兵，林昌虎，等.城镇化开发建设项目引发的水土流失及防治进展［J］.浙江农业科学，2014（1）：95-99.

2013⁃10⁃12

贵州省重大专项项目［黔科合重大专项字（2012）6010号；黔省专合字（2005）353号；黔科合重大专项字（2011）6012号］

张 皓（1988-），男，河北人，在读硕士，研究方向为土地利用与信息技术。E⁃mail：hao.0210＠163.com。

何腾兵，教授。E⁃mail：hetengbing＠163.com。