园区水土保持区域评估实践与关键技术问题探讨

郭 进，李学明，卢喜平，鲜纪绅，巨 莉*

(1.四川水利职业技术学院，四川 崇州，611231；2.四川水利科学研究院，成都，610072)

引言

园区类项目占地几公顷至数十平方公里，建设内容复杂、开发周期长、投资主体多元、监管工作庞杂，多立足自然资源禀赋、历史人文积淀、交通区位优势，打造综合经济发展载体。园区多临河滨湖而建，地表扰损强烈，形成“两坡一面”(挖、填边坡及整平台面)裸露地貌，水文特性改变，土体松散、抗蚀能力减弱，侵蚀量剧增[1]。园区“五通一平”工程大挖大填，多工序交织，临时堆土量大；分期分区建设，企业分批入驻，整平场地二次开发，造成二次扰动流失[2]。今视网于2004年较早报道了江西省兴建的118个工业园区中，因未采取水土保持措施或措施未按水土保持方案落实，造成水土流失面积达400km2，超过该省水土流失总面积的1%[1]。水利部生产建设项目水土保持分类管理名录将工业园区列入对水土流失影响程度最高级别——重度影响类，与水电站、水利枢纽影响同级[3]。

据文献报道，福建“尤溪埔头工业园区建设与水土保持”项目最早论述了园区水土保持“三同时”要求及其成效[4]，江西[1]、湖南湖北[3]、广东[5-6]相继开展了园区水土保持监管工作试点与推进。浙江省较早系统探索了园区水土保持方案编制和防治模式[7-8]，实现了水土保持从单一项目管理向园区统一管理转变、从单一行业审批管理向“区域环评+区域水保”的“跨部门协同+多评合一”联合评估评审转变[9-11]。2018年底，浙江、重庆两省(市)相继印发区域水土保持方案编制技术要点，相关工作走在行业前列。

2019年5月，水利部正式发文(水保〔2019〕160号)要求各开发区建设“五通一平”之前编制水土保持区域评估报告报主管部门审批。本文以“普格螺髻山现代林业科技·扶贫·产业园区总体规划(2019-2030)”(以下简称“普格园区”)为例，刍议园区水土保持区域评估内容与要点。

1 评估分析案例

1.1 基本概况

普格园区位于四川凉山州普格县，涉螺髻山镇等4乡(镇)9村，规划面积20.36km2(见图1)。园内以则木河为界，西侧河谷坝地向南倾斜，东侧呈“四山夹三谷”状。最高海拔(2842.85m)位于东南部山顶，最低海拔(1900.08m)为南端干流出口。地处安宁河断陷褶皱带，低、中山河谷地貌。中亚热带高原季风气候，年均温16.7℃，年≥10℃有效积温5310℃，年均降雨1201.3mm。则木河贯穿园区南北，为金沙江二级支流，有脚莫河、侧路河、红岩河等天然支流。河谷坝地以冲积土为主，中低山区多紫色土，土地利用有耕地、林地、草地等九大类。植被类型属亚热带常绿针阔叶混交林，东侧林木茂盛、西侧多耕地和稀疏草地。园区位于西南岩溶区-川西南高山峡谷保土减灾区，属金沙江下游国家级水土流失重点治理区，五道箐乡和螺髻山镇、特尔果乡和特补乡分别为县级水土流失重点预防区和重点治理区。

图1 普格园区地理位置及规划布局示意

1.2 规划布局

园区布局为“东林西舍、文旅向北、科研居中、工业向南”的空间发展策略，规划“一带、四支、三区”产业布局，分近期(2019-2020)、中期(2021-2025)、远期(2026-2030)三期开发。园区现为总规阶段，未开展控制性详细设计，分区竖向设计与地下空间布置不明确。园内“五通”工程由园区建管单位实施，入驻企业自行场平，三期建设时空交织。则木河以西片区，规划建设6条主干道(五横、一半环)、5条次干道(三横、一纵、一半环)以及支路若干，综合管廊沿道路布置(图1)。园内现有数家建成投产企业，交通部门先期规划西昌至宁南高速穿越园区段沿则木河西岸走线(可研阶段)，园区规划无拆迁。

1.3 评审与批复

2019年10月，完成《普格螺髻山林业科技·扶贫·产业园区总体规划(2019-2030)水土保持区域评估报告》(以下称《评估报告》)送审稿，2020年1月，《四川省水利厅关于普格螺髻山现代林业科技扶贫产业园区区域水土保持评估报告的批复》(川水函〔2020〕70号)(以下称《批复》)予以批复。本项目是深化“放管服”改革以来，四川首个获得水行政主管部门正式批复的园区水土保持区域评估报告。

2 园区水土保持评估内容与要点思考

2.1 评估内容编排

较之单个生产建设项目，园区类项目有其特殊性。贯彻新国标要求，考虑对章、节、目适当整合简化为五章。第一章综合说明，重点明确园区规划水平年与防治标准；第二章园区规划概况，依据规划设计深度，阐明园区开发建设时间、空间安排，明晰园区平面及竖向布置方案；第三章园区水土保持评价，梳理已建、在建、未建三类区域水土保持现状，重点就近期“五通一平”及公共设施建设开展施工组织及水土保持功能评价，分析评估各区土石方活动环节，详述“集中管护、区间调配、综合利用、园内平衡”方案；第四章园区水土流失分析与综合防治，水土流失预测包括园区背景值调查和近期规划项目土壤流失量预测，水土保持分区、措施布局及监测工作要强调“园区全域覆盖、项目全部考虑、过程全面把控”的总体要求，近期重点项目匡(估)算水土保持投资；第五章园区水土保持管理，聚焦简化园(企)水土保持审批管理程序、灵活水土保持补偿费缴纳方式、明晰水土流失防治权责义务等重点阐述。对园(企)水土保持“三同时”提出原则性、约束性要求。简化后的《评估报告》更似一套水土保持管理手册，侧重定性要求，适当定量分析。

2.2 水平年及防治目标确定

2.2.1 规划水平年

园区多为中长期规划，分期开发变化大，参照水土保持方案服务期不超过8年的指导性原则，结合园区中期建设最后一年园内大部分水土保持措施基本落实到位并初步开始发挥水土保持功能的常规实际，借鉴相关经验做法，确定本项目规划水平年为中期规划完工当年(2025年)。远期规划超过方案服务期，报告建议园区建管单位届时依据园区最新情况修编或重编水保方案。

2.2.2 防治目标

普格园区为建设类新建项目，经水土流失分析评价，园区总体执行西南岩溶区建设项目一级水土流失防治标准。园区涉及乡镇均为普格县水土流失重点防治区、且毗邻邛海-螺髻山省级风景名胜区，水土流失人为扰动敏感，依法应提高水土流失防治标准。根据新国标要求，六项指标修正取值坚持就高不就低原则，将林草覆盖率提高2%，土壤流失控制比、渣土防护率均不降低，水土流失治理度、表土保护率及林草植被恢复率均不变。

总体防治标准是园区水土流失防治目标的平均值，可根据园区规划建设特点，分部设置防治标准，实现“项目-地块-区块-园区”逐级达标。总规阶段，“五通一平”工程在近期规划中基本明确，可单列六项指标要求；详规阶段，地块用地属性明确，宜“以基本地块为单元，按照区块确定防治目标”[12]，入驻项目可根据建设特点单独制定防治标准，部分指标(如林草覆盖率)可适当放宽要求，但原则上应采取不低于园区的防治标准。

2.3 水土流失防治分区方案

鉴于园区类项目开发建设特点，提出三种分区构思。

(1)以主体规划功能定位划分一级区。基于园区空间布局划分防治区，优点是与主体设计功能区划衔接较好，利于保持分区连续性、实现区域空间闭合，分区建设信息清晰，便于针对规划地块，精准施策；难点在于分类过细、工作量较大，对园区规划深度要求较高，对各类项目特点要有较全面的掌握。

(2)以施工用地属性划分一级区。重点体现建设内容及扰动特点差异，园区一级防治分区为公共设施区、规划功能区、临时设施区(含临时转运场)。采用此类分区，不再困扰于园区开发时空错综交织，便于按项目分类提出水土保持要求，操作方式较灵活，具有一定的普适性。但此种以建设内容为主导的分区方式，归类稍显笼统，对各类园区特点体现不够，水土保持措施针对性偏弱，措施精准度有待提升。

(3)以规划开发时序划分一级区。依据园区开发时序和实施进度，可划分为近期项目区、中期项目区、远期项目区等3个一级区。次级分区参照主体功能定位、建设内容、用地属性等因素进一步划分。此分区便于以近期为典型推算中、远期水土保持措施工程量及投资，但需考虑园区类项目分期规划变化大的特点。

本项目基于园区“一带、三区”空间格局和“五脉、九片”景观构造，按施工用地属性差异划分为公共设施区、规划功能区和临时设施区3个一级区，按产业布局划分15个二级区，按项目类型划分24个三级区。

2.4 水土保持措施体系与防治重点

坚持“因地制宜、因需布措、因害设防”防治思路，工程措施、植物措施、临时措施有机结合。《评估报告》基于二级防治分区，对园区道路工程区、管网工程、绿化工程区、输变电工程区、场站区、建构筑物区、多彩花卉区、蔚蓝湿地区、水系涵养区、丰收田园区、产业花卉区、原生保育区、临时道路、临时转运场、临时施工营地等15个方面提出规范性水土流失防治要求。详规阶段借助近期项目开展典型设计，推算中、远期同类项目措施量。

重点建议：一是表土保护应剥尽剥，园区东侧紫色壤土片区扰动地块表土应全部剥离，园区西侧河谷平坝区剥离困难，宜筛分表层砂土混合物，表土综合利用。建议管、线、路项目采用“分层开挖、分边堆放、分步回填”开挖工艺，就地保护表土。二是土石方最大限度综合利用，充分借助增加标高、环湖造景、园内造“山”、沿路造“带”、围户造“墙”等手段，提升绿化趣味、隔声降噪等生态服务功能，实现土石方园内平衡。如拟新建索玛花公园规划面积76.76hm2，地形起伏可观，宜设置为临时转运场，以便土石方分区、分期调度利用。三是重视临时措施及时性，临时苫盖、拦挡、截排、沉沙等防护措施十分必要且重要，应避免“先损坏流失为赶进度，后修补措施应付验收”的“亡羊补牢”式不合理做法。

2.5 土壤流失量模型预测技术路线

本项目参照《生产建设项目土壤流失量测算导则》(SL 773-2018)(以下简称《导则》)，采用数学模型法确定土壤侵蚀模数及流失量预测。

2.5.1 预测时段确定

预测时段包括施工期(含准备期)、自然恢复期。按最不利因素考虑，施工准备及施工期以各类建设项目为主体，结合园区阶段性建设规划与分期验收要求，综合确定各单元预测时段(1.0a～10.5a)。园区为半湿润气候，自然恢复期预测时长均为3.0a。

2.5.2 预测单元划分

(1)扰动单元分类。同类扰动单元要求扰动方式相仿、扰动强度相近、土壤类型质地相同且空间连续。园区东侧中、低山紫色土区域，土壤质地为壤土；园区西侧则木河谷平坝，地表组成物质为砂卵石，土壤质地为砂土。根据扰动方式差异，将防治责任范围分为一般扰动地表、工程开挖面和工程堆积体三种类型(见表1)，前两种扰动类型参照园区规划分区，工程堆积体考虑为渣土临时转运场。

表1 普格园区土壤流失量预测扰动单元划分

(2)计算单元。基于扰动单元分类(见表1)，以主体规划分区为主线，以建设内容为依据，以土地利用类型细分基本测算单元，将园区共划分出117个扰动单元。现场测量典型扰动单元几何形状、植被状况、水保措施、物质组成、汇水面积，收集气象资料，地势偏远区域通过图上测量(DOM、DSM)补充。

(3)预测面积。园区防治责任范围面积2036.29hm2，施工准备及施工期，除现状河流、坑塘水域面积外，其余图斑按全部扰动计(最不利条件考虑)，预测面积1997.13hm2。鉴于入驻企业多样性，以项目为单元计列恢复期预测面积难度大，《评估报告》依据建设内容，引入“项目绿化率”指标计算各图斑概化评估面积(见表2)，扣除建构筑物、硬化面、水域(天然/人工水面、坑塘)占地，统计出自然恢复期园区土壤流失量预测面积1773.58hm2。

表2 普格园区不同类型项目地块绿化率经验取值

2.5.3 预测模型及参数解析

(1)一般扰动地表。《导则》中一般扰动单元(植被破坏型、地表翻扰型)的背景值流失量计算(式1)及地块(林草地、耕地)流失量测算(式15～式22)的模型结构、参数定义基本相同，仅土壤可蚀性因子(R)取值考虑略异。《评估报告》依据参数定义(式2～式14)逐一赋值。植被破坏型一般扰动单元，预测单元面积(A)以园区规划用地数据为准，降雨侵蚀力因子(R)、土壤可蚀性因子(K)取项目县经验值；坡长因子(Ly)、坡度因子(Sy)现场实测，辅以园区航测三维模型(DSM)图上测量提取；植被管理因子(B)、工程措施因子(E)、耕作措施因子(T)采取现场典型实测，结合正射影像(DOM)人机交互解译获取背景值参数。地表翻扰型一般扰动单元，扰动后土壤可蚀性因子增大系数(N)采用《导则》推荐无实测经验值，其余因子取值方法同前。施工期地表覆被及现有水保设施按照全部损坏最不利因素考虑。

(2)工程开挖面。园区西侧河谷坝地砂土区，砂卵石覆盖层厚；园区东侧中、低山紫色壤土区，紫色初育土无明显剖面分层特征，故两片区工程开挖面土壤流失量预测皆按均质剖面考虑。依据《导则》模型(式23～式31)预测上方有来水、无来水工程开挖面土壤流失量及因子计算。坡度因子(Skw)采取现场选取典型坡面实测，辅以图上(DSM)测量获取；工程开挖面土质因子(Gkw)，需现场采取典型剖面样，室内测试分析土体密度(ρ)、黏粒含量(CLA)及粉粒含量(SIL)；径流冲蚀力因子(Fky)求算。水环境治理工程开挖面需现场测定治理河道上方单宽次来水总量(W)，降雨型上方来水开挖面可通过气象资料计算当地设计暴雨(5～20年一遇)上坡面单宽次来水总量。总规阶段竖向设计深度欠缺，施工期工程开挖面坡长因子(Lkw、Lky)、坡度因子(Skw、Sky)采取类比项目法赋值。

(3)工程堆积体。《评估报告》要求设置土石方临时转运场，对总规阶段已明确建设标高及断面尺寸的道路及管网工程堆积体(临时堆土)开展土壤流失量预测。工程堆积体均按无上方来水考虑，侵蚀面取倾斜平面，形态因子(X)取值为1，渣土砾石含量(δ)现场典型采样分析获取，其余参数赋值参照《导则》公式(式32～式35)解算。详规阶段若开展全园区工程堆积体土壤流失量预测，可参照类比项目法估算各规划图斑内项目土石方量，预测方法同前。

综上测算，园区土壤侵蚀背景值3100t/km2·a，中度水力侵蚀；园区建设土壤流失总量74×104m3，新增土壤流失量15×104m3。《评估报告》基于对《导则》模型法计算土壤流失量技术流程的系统解析的目的是对园区全覆盖预测，测算结果指导意义受规划设计深度影响。园区水土保持评估报告宜重点针对近期规划已基本明确、由园区建管单位负责的“五通一平”等工程预测，入驻企业水土流失量预测建议由项目水土保持方案开展。

2.6 水土保持监测方法选择

园区水土保持监测总体思路为重要部位地面定点观测、一般部位调查监测、全域实施遥感监测。监测时段自施工准备期至规划水平年，施工准备期进行本底值监测。鉴于普格园区范围大、水系全的特点，《评估报告》要求重点开展控制站监测和遥感监测。

(1)控制站监测。园区边界明确、有集中出口；园内河网水系发达，“一干、四支”河网贯穿全域，排灌沟渠、小型溪沟纵横交错。施工扰动造成水土流失最直观表现为干、支流河道径流泥沙含量升高，水土流失现状监测重点应聚焦主要河道径流输沙变化。宜于干、支河流设置把口站，定期观测，将排水含沙量不超标作为控制指标，定量评估水资源损失与外排泥沙量[13]。

(2)遥感监测。园区地形复杂，交通不便。借助遥感技术，可从全局角度监测园区水土流失因子，实时掌握扰动情况，发现偏远地段、隐秘区域、人力不及角落水土流失隐患；便于对比设计资料、现场踏查，把控水保措施建设进度与质量，提出整改意见与建议；可为水保设施验收评估防治责任范围及土石方量、评价水保措施落实情况及效益提供有力支撑[14]。

2.7 园、企水土保持管理与责任

园区建管单位对园区规划范围内水土流失防治负总责，编制园区水土保持评估报告；入驻企业对项目防治责任范围水土流失负责，编制项目水土保持方案报告。重点理清已建、在建、未建等三种情况的水土保持要求，查漏补缺、明确权责、统筹规划[13]。明晰园、企两级主体水土保持建设管理、后续设计、施工、监理、监测、设施验收要求。

(1)简化水土保持审批程序。园区统一场平项目，可实行登记管理，登记表明确水土流失防治责任主体与责任范围、土石方平衡、防治目标、水土保持措施设计衔接及水土保持投资；自行场平项目，《批复》建议占地20hm2(含)以下的可简化为编报水土保持方案报告表，实行承诺制管理，其余项目可按要求编制水土保持方案报告书，实行备案制管理。登记、承诺、备案监管主体为各级水行政主管部门。

(2)明晰责任主体，灵活水土保持补偿费缴纳方式。通常为园区负责的基础设施建设(如“五通”工程)由园区监管单位缴纳补偿费；园区场平工程视其实施责任主体不同，可由入驻企业按征占地面积缴纳补偿费、或由园区监管单位按场平面积缴纳补偿费。园区建管单位承担入驻企业水土保持补偿费督缴责任和义务，若建管单位自行缴纳补偿费，可根据开发利用规划申请一次性或分期缴纳，应明晰权责，避免重复征收。

2.8 “无人机+”技术应用

轻小型无人机低空遥感是一种快速开展水土保持现场调查的有效手段。本项目中，园区航测使用大疆精灵4Pro无人机，借助无人机管家(UAVManager)飞控系统，划分园区区块、规划三维航线、实现精准变高仿地飞行测摄，获取相对一致地面分辨率(1∶1000，GSD10cm，未设置像控点)；利用Pix4Dmapper生成园区正射影像(DOM)，引入ContextCapture(CC)软件进行园区三维建模，获得带地面特征的数字地表模型(DSM)；基于ArcGIS、EPS三维测图软件进行园区地理信息要素提取分析。

实践表明，利用“无人机+摄影测量”技术辅助水土保持报告编制，可快速解析地形地貌、辨识土壤类型、划分土地利用类型、解译植被覆盖情况、明确现状管理方式；可借助园区三维建模开展图上测量，提取典型地物要素数据，估算挖(填)方量，为基于《导则》模型预测水土流失量提供了一种快速解算方案。利用无人机开展水土保持监测，时效性强、角度全面、效率高，尤其适合园区类项目大比例成图需求。

3 结语

开展园区类项目水土保持区域评估，目的在于明确责任主体与责任范围，做好水土保持顶层设计，进一步落实“放管服”改革，简化审批程序、提升实效，减轻园、企双重负担。通过优化建设用地方案，提倡集约用地、节约用地；统筹考虑“近、中、远”三期建设时空交叉互补特点，科学制定土石方调配方案，实现园内平衡；系统安排园区水土保持措施布局，实施项目建设“前、中、后”综合防治，最大限度减小、减轻扰动范围、程度，防治水土流失，保护绿水青山。

基于模型计算法预测土壤流失量技术难度颇高。一是模型结构较复杂。基于通用土壤流失方程(USLE)及其改进模型的理论内涵颇丰、对从业人员技术水平提出更高要求，模型如何指导36大类生产建设项目土壤流失量预测，需要广泛实践、深入探究。二是模型参数赋值条件严苛。降雨侵蚀力因子(R)、土壤可蚀性因子(K)是影响水土流失的重要参数，为克服基于精准降雨资料求算R因子的工作量、回避标准径流小区缺乏及土壤采样测试分析计算K因子涉及的专业技术工作，《导则》详列了经验值供参考，但跨区域线型项目R、K因子取值需协调好防治分区与行政区域的双重要求；模型参数解算涉及内、外业工作量较大。三是预测单元划分及其工况不便明确。土壤流失量预测是在扰动发生前假定扰动既定事实，以最不利因素预设地表扰动状况。背景值参数可通过现状调查获取，但施工期、自然恢复期受阶段设计深度限制，一般扰动地表、工程开挖面、工程堆积体等扰动单元参数较难确定，或影响三种单元土壤流失量预测准确性。

轻小型无人机遥感平台技术成熟，航测后处理软件较容易上手，为快速提取项目区地理信息指标提供了极大的方便。有利于实现项目图斑矢量化、精细化，更好衔接水土保持监测、水土保持设施验收评估工作，真正实现“3S”技术服务于生产建设项目全过程水土保持。