河道综合治理工程水土流失预测分析

杨莲芝

（商丘市睢阳区水利局，河南 商丘 476100）

1 项目概况

河道综合治理工程按照生态绿化修复的要求进行生态综合整治。对此段河道进行河床整治疏浚，长5.62 km；两岸按要求进行岸坡整治及修筑加固堤防，堤顶宽10 m；利用格宾、块石对迎水坡坡脚进行防护，总长7.90 km；堤顶设置管理路，总长4.78 km；对现状东风渠加固400 m，在河道适当范围内新建4座生态溢流堰；为保证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，现状涵管延长1处。按照生态绿化修复的要求对此段河道进行生态绿化修复，改善生态、居住环境，为周边居民提供一个健康、优美的休闲场所。另外，按照文物部门要求，在河道适当位置新建漫水桥2座。工程总占地76.27 hm2，其中永久占地74.78 hm2，临时占地1.49 hm2，施工结束后临时占地恢复为原功能区。工程总挖方57.99万m3，总填方51.69万m3，余方6.30万m3。

2 自然简况

该河道属暖温带大陆性季风气候，多年平均气温14.20 ℃；区内多年平均降雨量680 mm，最大1 127.20 mm，最小247.40 mm，变幅达4倍多；区内多刮东北风、西北风，全年平均风速2.60 m/s，年最大风力为7级，最大风速20 m/s；全年平均日照2 186.90 h，日照率为50%；多年平均无霜期216 d；土壤主要为黄棕壤土、潮土，植被类型为暖温带落叶阔叶林带。

3 水土流失分析与预测

3.1 水土流失现状

项目区在全国水土保持区划中属于北方土石山区-豫西南山地丘陵区-豫西黄土丘陵保水蓄水区（III-6-1 tx），容许土壤流失量200 t/（km2·a）。项目区属水力侵蚀类型区，经查阅《土壤侵蚀分类分级标准》，经现场踏勘并结合有关规划，项目区土壤侵蚀类型为轻度水力侵蚀，多年平均土壤侵蚀模数约为500 t/（km2.a）。

3.2 扰动原地貌、土地及植被面积

3.2.1 预测方法

根据主体工程设计文件、技术资料和项目区土地利用类型，结合实地勘察，对工程建设开挖扰动、压占地表和损坏植被面积进行量测。

3.2.2 预测结果

项目建设扰动原地貌、破坏地表及植被面积76.27 hm2，按占地类型分：水域及水利设施用地74.78 hm2，草地0.47 hm2，耕地1.02 hm2。

3.3 弃渣量预测

①预测方法：通过主体工程设计资料，结合现场勘察和类比工程调查，依据土石方平衡进行分析预测；②预测结果：工程总挖方57.99 万m3，总填方51.69 万m3，余方6.30 万m3，无借方。余方运至新安县国家储备林基地建设项目区综合利用，并对弃土清运、调运、临时堆存过程中引起的水土流失进行防治。

4 水土流失量预测

4.1 预测单元

4.1.1 预测单元划分原则

①地形地貌、扰动地表物质组成相近；②土地利用现状基本相同；③扰动地表方式、形态相似，时段相同；④水土流失成因、强度基本一致，类型相同；⑤同一预测单元集中连片，形成一个或几个集中区域。

按照上述原则，根据工程建设特点，按不同分部分项工程占地情况，将项目区水土流失预测单元划分为河道区、堤岸防护区、建筑物工程区、施工生产生活区、临时堆土区、施工道路区共计6个预测单元。

4.1.2 预测单元面积的确定

施工期土壤流失预测面积为各预测单元扰动地表面积，自然恢复期预测面积应在各预测单元扰动面积的基础上扣除硬化面积、建筑物占地面积和水面面积。各预测单元不同时段预测面积见表1。

表1 各预测单元预测面积表 单位：hm2

4.2 预测时段

施工期可能产生的水土流失量预测，拟采用综合分析确定区域施工扰动后的土壤侵蚀模数，计算新增的水土流失量。施工期为18个月。自然恢复期，大规模的施工活动基本停止，水土流失得到一定程度的控制，由于植物措施还未完全发挥作用，其间仍将会产生水土流失。依据当地气候等自然条件，半湿润区自然恢复期取3 a。

由于项目各防治区的施工时间不一，根据各预测单元施工可能产生水土流失的时间，考虑最不利因素确定各预测单元的预测时段，超过雨季（项目区每年雨季为6-9月）长度的按一年计算，不超过雨季长度的按占雨季长度的比例进行计算。项目各预测单元及其具体预测时段划分详见表2。

表2 水土流失预测时段表

4.3 预测结果

预测结果包括2部分内容：第一，建设期（即施工期和自然恢复期）可能产生的土壤流失总量；第二，建设期（即施工期和自然恢复期）原地貌下可能产生的土壤流失总量（背景值），两者之差即为因本项目建设新增的土壤流失量。

通过现场调查和分析有关资料，确定不同预测时段内各预测单元的土壤侵蚀模数值，采用公式计算扰动地表新增土壤侵蚀量，新增土壤侵蚀量计算公式如下：

式（1）（2）中：W—土壤流失量（t）；⊿W—新增土壤流失量（t）；j—预测时段，j=1，2，指施工期（含施工准备期）和自然恢复期；i—预测单元，i=1，2，3，n—1，n；Fji—第j预测时段、第i预测单元的面积（km2）；Mji—第j 预测时段、第i 预测单元的土壤侵蚀模数［t/（km2·a）］；⊿Mji—第j预测时段、第i预测单元的新增土壤侵蚀模数［t/（km2·a）］；Tji—第j 预测时段、第i 预测单元的预测时段长（a）。

根据以上确定的预测时段、侵蚀强度、预测分区划分的土壤流失面积计算新增土壤流失量。建设期水土流失预测：根据预测计算，项目施工期原生水土流失量为571.86 t，预测水土流失总量为3 237.61 t，新增水土流失量2 665.75 t。自然恢复期水土流失预测：通过预测计算，自然恢复期原生水土流失量为339.75 t，预测水土流失总量为611.55 t，新增水土流失量为271.80 t。通过上述水土保持方案的实施可有效地解决新增水土流失量的问题。

5 结语

通过对项目可能造成的水土流失危害的预测，采取相应防治措施，以便有效地减少水土流失。水土保持方案实施以后，项目区及周边的生态环境将得到有效改善。水土保持方案中对可绿化的占地采取了恢复植被和绿化措施，随着林草逐年生长，植被覆盖率不断提高，植物根系也逐渐发达，使得被治理区域拦截径流蓄水能力、土壤抗蚀能力都会逐步增强，从而会使项目区内新增土壤侵蚀及原有自然侵蚀从根本上得到有效的主动控制。另外随着项目区内植被覆盖度的提高，对于工程建设区及周边地区的生态和气候也会带来很多有益影响。