某航道整治工程水土流失预测分析

林美兰，黄 东，徐林春，孙小磊，刘画眉，蔡素芳

（1.广东省水利水电科学研究院，广东 广州 510635；2.广东省水动力学应用研究重点实验室，广东 广州510635；3.河口水利技术国家地方联合工程实验室，广东 广州 510635）

某航道整治工程水土流失预测分析

林美兰1,2,3，黄 东1,2,3，徐林春1,2,3，孙小磊1,2,3，刘画眉1,2,3，蔡素芳1,2,3

（1.广东省水利水电科学研究院，广东 广州 510635；2.广东省水动力学应用研究重点实验室，广东 广州510635；3.河口水利技术国家地方联合工程实验室，广东 广州 510635）

采用分析法和定量计算对某航道工程建设过程中产生的水土流失量进行预测，结果表明该航道工程建设过程中扰动地貌面积215.42hm2，土石方开挖总量651.46万m3。可能造成的水土流失总量为6.31万t，可能造成的新增水土流失量为6.05万t，并对水土流失产生的危害提出了有针对性的防治措施。

水土保持；航道；水土流失；预测

1 工程基本概况

某航道工程位于珠江三角洲西侧，航道范围总长约44.5km，其中分两段，分别定级为内河Ⅲ级和沿海Ⅹ级，通航海轮吨级均为5000t级。

本工程总占地面积215.42hm2，其中，永久占地2.42hm2，临时占地213.00hm2。工程占地分区包括卸泥区213.00hm2，码头工程区0.11hm2，航道站房服务区2.31hm2。

本工程土石方开挖总量为651.46万m3（其中航道疏浚636.80万m3，炸礁工程8.73万m3，码头工程开挖2.81万m3，航道站房服务区开挖3.12万m3）；填方量为60.70万m3，包括借方47.29万m3（其中，土方借量47.14万m3，石方借量0.15万m3）；弃方总量638.05万m3（其中航道疏浚弃方636.80万m3和码头工程弃方为1.04万m3全部吹填至卸泥区，临时弃表土0.21万m3全部回填作为绿化用土）。

本工程计划于2015年10月开工建设，2017年9月完工，总工期24个月。

2 预测范围、时段、内容与方法

2.1 预测范围

根据本工程的平面布局及特点，预测范围划分为卸泥区、航道站房服务区等产生水土流失的责任范围（其中码头工程全部为水域，清基物不上岸，不进行水土流失量预测）。

2.2 预测时段

依据主体工程分项工程施工进度安排，确定本工程水土流失预测时段，见表1。

表1 水土流失预测时段划分表

2.3 预测内容与方法

根据《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50343-2008）的要求，结合本工程的工程建设特点，进行水土流失预测，预测内容包括施工扰动原地貌与破坏植被面积、损坏水土保持设施面积、应交纳水土保持补偿费面积、工程弃土（渣）量、可能造成的水土流失量及其危害等。预测方法采用类比分、定性分析和定量计算相结合，水土流失预测内容和方法见表2。

3 水土流失预测

3.1 扰动原地貌、损坏土地和植被面积

本项目共计扰动、破坏原地貌土地面积、损坏土地和植被面各总计215.42hm2，详见表3。

表2 预测内容和方法对照表

表3 各分区扰动原地貌、损坏土地和植被面积 单位：hm2

3.2 损坏水土保持设施的面积

通过对工程区调查，本工程施工损坏的水土保持设施主要为具有水土保持功能的林地、内陆滩地及鱼塘，根据调查测算，本工程施工损坏的水土保持设施面积为1.08hm2。根据相关规定，结合工程设计资料和现场勘察结果，本工程需缴纳水土保持补偿费的林草植被面积为1.08hm2。

3.3 工程弃渣量预测

本工程土石方开挖总量为651.46万m3；填方量为60.70万m3，包括借方47.29万m3；弃方总量638.05万m3（其中航道疏浚弃方636.80万m3和码头工程弃方为1.04万m3全部吹填至卸泥区，临时弃表土0.21万m3全部回填作为绿化用土）。

3.4 可能造成的水土流失量预测

3.4.1 侵蚀模数确定

（1）根据工程的地形地貌、土地利用及沿线植被分布情况，结合《广东省土壤侵蚀现状图（1∶10000）》进行综合分析，确定本工程项目区现状水土流失均属轻度侵蚀，水土流失背景值取500t/km2·a。

（2）施工期侵蚀模数的预测

施工期土壤侵蚀模数的确定采用类比分析法。根据对已建同类型工程与本工程之间项目区的气候条件、地形地貌、土壤、植被、水土保持状况等进行比较分析，经分析筛选类比工程确定：本工程各分区土壤侵蚀模数详见表4。

表4 类比工程施工期和自然恢复期侵蚀模数表

3.4.2 新增水土流失面积预测

根据本工程建设特点，结合项目区环境和水土流失现状，本工程水土流失预测范围为工程占地面积内因工程建设活动而破坏地表植被造成地表被扰动和损坏的面积。施工期预测项目各分区实际扰动面积；自然恢复期预测项目分区可绿化面积。本工程施工期水土流失预测面积为215.31hm2，自然恢复期面积213.27hm2，详见表5。

表5 各分区不同时段的水土流失预测面积统计表

3.4.3 水土流失量预测

根据《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433-2008）的规定，对本工程施工期和自然恢复期水土流失量的预测，是在不采取任何水土保持措施的状况下可能产生的土壤流失量。

利用各预测单元扰动地貌类型面积、扰动区原地貌侵蚀模数及原地貌扰动后侵蚀模数，计算各预测单元及工程的水土流失总量和新增水土流失量。

（1）水土流失总量

根据扰动原地貌面积、扰动后土壤侵蚀模数和预测时段，运用（式1）计算水土流失总量。

（2）新增水土流失量

根据扰动原地貌面积、扰动原地貌前后土壤侵蚀模数的变化、表土堆放部位和数量，运用（式2）和（式3）计算新增水土流失量。

W——扰动地表土壤流失总量（t）；△W——扰动地表新增土壤流失量（t）；

i——预测单元（1，2，3，……n）；k——预测时段，1，2，3，指施工准备期、施工期和自然恢复期；Fi——第i个预测单元的面积（km2）；Mik——扰动后不同预测单元不同时段的土壤侵蚀模数（t/km2·a）；△Mik——不同单元各时段新增土壤侵蚀模数（t/km2·a）；

Mi0——扰动前不同预测单元土壤侵蚀模数（t/km2·a）；Tik——预测时段（扰动时段，a）

经计算，本工程建设可能造成的水土流失总量为6.31万t，其中施工期为6.10万t，自然恢复期为0.21万t；可能造成的新增水土流失量为6.05万t，其中施工期为5.94万t，自然恢复期为0.11万t，水土流失预测详见表6。

预测结果表明，可能新增的水土流失时段主要发生在施工期，占水土流失总量的98.24%，卸泥区是水土流失防治的重点地段，面蚀是水土流失防治的重点形式。

4 可能造成的水土流失危害

4.1 对航道的影响

某航道工程包括疏浚工程、炸礁工程、交叉工程、航标工程及支持保障系统工程等项目，均在河道范围内施工，特别是疏浚工程卸泥对鱼塘堤围地表植被产生扰动破坏，改变原地貌，降底地表抗蚀能力，若施工过程中防护措施不到位，在降雨径流作用下造成的水土流失，将随地表径流直接进入河道，对其造成短期影响。

同时，疏浚工程将会对航道所在河道及区域内的河流造成恶化水质，影响防洪，破坏两岸景观。再者，卸泥区周边现状分布较多的鱼塘和养蚝区，施工过程中可能产生的水土流失可能进入这些养殖区，对当地水产养殖产生一定的影响。

4.2 对周边鱼塘及耕地的影响

卸泥区周边为鱼塘及农地，吹填卸泥施工及建成后，可能产生一定的水土流失，对水产养殖和农作物造成一定的影响。

4.3 对堤围的影响

卸泥区与堤防迎水坡坡脚的距离区为20m～125m，施工期在堤防范围内堆放物料、搭设工棚等，可能对堤防产生一定的不利影响。

4.4 对红树林等树种的影响

该工程吹填卸泥区、码头工程及航道站房服务区工程区均有一定面积的红树林，工程建设占用滩涂将破坏一定面积的红树林，另外施工过程中可能产生的水土流失会进入红树林，对其产生一定的影响。

表6 各分区不同时段的水土流失预测计算汇总表

5 预测结论及综合分析

5.1 预测结论

通过对本项目水土流失类型、分布及水土流失量进行综合分析和预测，主要预测结论如下：

（1）工程扰动原地貌、损坏土地和植被面积为215.42hm2，其中损坏水土保持面积1.08hm2，根据相关规定，需缴纳水土保持补偿费面积为1.08hm2。

（2）本项目土石方开挖总量为651.46万m3（其中航道疏浚636.80万m3，炸礁工程8.73万m3，码头工程开挖2.81万m3，航道站房服务区开挖3.12万m3）；填方量为60.70万m3，包括借方47.29万m3（其中，土方借量47.14万m3，石方借量0.15万m3）；弃方总量638.05万m3（其中航道疏浚弃方636.80万m3和码头工程弃方为1.04万m3全部吹填至卸泥区，临时弃表土0.21万m3全部回填作为绿化用土）。

（3）本工程建设可能造成的水土流失总量为6.31万t，其中施工期为6.10万t，自然恢复期为0.21万t；可能造成的新增水土流失量为6.05万t，其中施工期为5.94万t，自然恢复期为0.11万t。

（4）根据预测结果，水土流失监测的重点时段是在施工建设期，施工监测重点在卸泥区。

5.2 综合分析

从各工程区域施工期土壤侵蚀模数和水土流失预测结果看，卸泥区、航道站房服务区是本工程水土流失重点防治区，工程可能引发的水土流失主要集中在施工期间。其原因是开挖山体工程量相对较大，施工过程破坏了自然地貌及植被，造成土壤层次及结构的改变，土壤抗侵蚀能力大大降低。因此在施工期中应加强主体工程施工进度安排，缩短施工区表土裸露时间，避开强降雨节；做好施工建设期卸泥区的重点防治地段的水土流失，对剥离表土堆置场地表面，落实好防护措施，使土壤流失量降低到容许土壤流失量范围之内；做好施工期、自然恢复期和水土保持监测。

[1]赵永军.开发建设项目水土保持方案编制技术[M] .北京：中国大地出版社，2007.

[2]曾大林.对水土保持方案编制有关问题的研究[J].中国水土保持，2001，（02）.

[3]广东省水利水电科学研究院.某航道工程水土保持方案报告书[R]. 2015.

Analysis and Prediction of Soil Erosion Remediation Project of a Waterway

LIN Mei-lan1,2,3, HUANG Dong1,2,3, XU Lin-chun1,2,3, SUN Xiao-lei1,2,3, LIU Hua-mei1,2,3, CAI Su-fang1,2,3
（1 Guangdong Research Institute of Water Resources and Hydropower, Guangzhou 510635, China; 2 Hydrodynamic Research Key Laboratory of Guangdong Province, Guangzhou 510635, China; 3 National and Local Joint Engineering Laboratory of Estuary Hydraulics Technology, Guangzhou 510635, China）

The soil and water loss in a waterway engineering construction is predicted with analysis and quantitative calculation. The results show that, in the process of construction, the area of landform disturbance is 215.42 hm2, the total earthwork excavation is 651.46 million m3. The total amount of possible soil erosion is 63.1 thousand t, and the soil erosion Ris 60.5 thousand t. This paper puts forward prevention measures for the harm of soil and water erosion.

soil and water conservation; waterway; soil and water erosion; prediction

S157

A

1672-2841（2016）01-0009-04

2016-02-21

林美兰，女，高级工程师，从事水文水资源、水力学及河流动力学研究、水土保持等工作。