大陂河水环境整治工程水土流失预测及防治建议

卢 谌

(广东熙霖节能环保工程咨询服务有限公司，广东 东莞 523000)

1 项目概况与水土流失现状

1.1 项目概况

大陂河水环境综合整治项目(清淤项目)位于东莞市厚街镇涌口、珊美、河田等社区[1]。

东莞市行政区域面积中总侵蚀面积为243.51 km2，其中，自然侵蚀面积186.45 km2，人为侵蚀面积57.06 km2。自然侵蚀中，轻度侵蚀面积最大，为161.90 km2，占自然侵蚀总面积的86.83%；人为侵蚀中，生产建设用地侵蚀面积较大，为56.79 km2，坡耕地侵蚀面积次之，为0.27 km2。

东莞市生产建设用地侵蚀以开放区建设为主。其中开放区建设侵蚀面积为42.95 km2，占工程侵蚀总面积的75.63%，交通运输工程的侵蚀面积为9.37 km2，占工程侵蚀总面积的16.50%，另外采石取土侵蚀面积3.72 km2，水利电力工程侵蚀面积0.75 km2。

大陂河水体发绿暗沉，透明度低，水面多有黑色漂浮物，河道黑色淤泥堆积，有腥臭味，景观效果较差，对城市风貌及周边居民的生活和工作产生了较大的影响[2]。本项目针对大陂河进行清淤工作，因此，项目建设是必要的。

项目的清淤过程将损坏一定的水土保持设施，改变原有地形地貌和排水系统，若不采取水土保持措施，造成的水土流失极有可能淤塞周边低洼地和道路排水系统[3]，导致直接或间接的经济损失。

1.2 项目水土流失现状

项目区地形较平坦，地表有植被覆盖，水土流失较轻。实地调查后，根据有关资料分析，本项目扰动用地范围内原地貌为草地及裸地，水土流失较轻微，项目区现状土壤侵蚀模数为474.29 t/(km2·a)，属轻度侵蚀(见表1)。

表1 现状土壤侵蚀模数

1.3 区域水土保持现状

项目区所在地的东莞市不属于国家级、省级水土流失重点预防区和水土流失重点治理区。截至2014年，森林覆盖率42.42%，森林覆盖率高，蓄水保土能力强。

2 水土流失预测

根据项目实际情况，项目施工过程中水土流失主要发生在施工建设期，由于扰动原地貌，使得覆盖植被遭受破坏，土壤的结构发生改变，保持水土的能力大大降低甚至丧失，水土流失现象日益严重。本工程项目施工产生新增水土流失的主要特点是：建筑基础开挖与回填造成大面积的地表裸露；地表扰动范围呈面状分布[4]；扰动区水土流失以水力侵蚀为主。

2.1 预测单元与时段

预测范围为各水土流失防治分区的扰动面积。根据项目的施工布局与工艺及运行条件，结合现场施工条件划分水土流失预测单元为淤泥临时堆放区和弃土区，见表2。

表2 水土流失预测范围 hm2

本工程项目预测工程建设期的水土流失，工程建设完成后基本不产生新增水土流失。因此，确定本工程项目水土流失预测时段包括工程施工期(含施工准备期)和自然恢复期[5]，恢复期时间为1 a。水土流失预测时段见表3。

表3 水土流失预测时段表

2.2 扰动后土壤侵蚀模数

在施工过程当中，不同预测单元在不同预测时段的施工内容与方法各异，所以分区内地表所受扰动及破坏程度各异，不同预测单元的水土流失强度是不同的[6]。项目区原为草地，水土流失量达到微度，水土流失背景值为474.29 t/(km2·a)。扰动地表后土壤侵蚀模数通过类比法获得。对类似项目与本项目之间的特性、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，经筛选确定“东深供水改造工程项目”作为本项目的类比工程。类比工程与本项目扰动地表土壤侵蚀模数相关因子对照见表4。各区扰动后土壤侵蚀模数取值，见表5。

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表4 扰动地表土壤侵蚀模数相关因子类比表

表5 各区扰动后的侵蚀模数 t·(km2·a)-1

2.3 预测内容与方法

(1)预测内容。 根据项目实际情况，水土流失预测内容包括：扰动原地貌、损坏土地面积；弃土、弃渣量；侵占水土保持设施面积与数量；水土流失总量；水土流失危害。

(2)预测方法。 不同预测分区依据不同的预测内容采取不同的预测方法。首先预测扰动原地貌与破坏的土地面积，结合项目实际情况，查阅资料实地调查，结合图面量测与数据统计进行测算。然后据现场调查，统计损坏水土保持设施的面积与数量。而弃土弃渣量需要根据平衡分析施工设计中给定的土石方量得到。

工程项目水土流失总量预测，采用土壤侵蚀模数法进行计算。见式(1)～式(2)为[5]：

(1)

(2)

式中：W为土壤流失量，t；i为预测单元，i=1、2、…、n；k为预测时段，k=1、2、3，分别指施工准备期、施工期和自然恢复期；Fik为某时段某单元的预测面积，km2；Mik为某时段某单元的土壤侵蚀模数，t/(km2·a)；Tik为某时段某单元的预测时间，a；ΔW为新增土壤流失量，t；ΔMik为某时段某单元的新增土壤侵蚀模数，t/(km2·a)，只计正值，负值按0计。

2.4 预测结果

(1)扰动原地貌、损坏土地和植被面积。 经预测，本工程项目建设区全部扰动，共扰动地表面积3.50 hm2，项目区为草地及裸地，植被损坏面积为1.85 hm2。

(2)损坏的水土保持设施面积。工程施工前，项目建设区内无人工修建的水土保持设施，且工程动工前，项目区占地为草地及裸地，项目施工期间将损坏植被面积1.85 hm2。

(3)工程弃土、弃渣量。根据土石方平衡分析结果，本工程项目建设过程中，开挖土石方量为3.40万m3，无外借方，外弃土石方量为3.40万m3。

(4)水土流失量预测分析。本工程项目背景水土流失总量22.08 t，预测水土流失总量147.41 t，由于工程建设带来的扰动地表新增水土流失总量达到125.33 t，其中施工期流失总量为106.93 t，自然恢复期18.40 t，施工建设期新增水土流失量占水土流失总量的85.02%，是水土流失的主要时段，见表6。

表6 水土流失量预测统计

3 水土流失危害分析及防治建议

3.1 水土流失危害分析

在工程建设过程中，施工期及自然恢复期地表将被不同程度的扰动、破坏，造成严重水土流失，对项目建设区可能造成的危害与不利影响主要有：

(1)对周边道路的影响。本工程项目施工利用周边道路，运输车辆驶经该道路时，车辆运载的土料散落，以及汽车对道路的碾压等，在晴天大风天气情况下易产生扬尘，遇雨水则道路泥泞，可能影响当地道路通畅。

(2)对排水管网的影响。在清淤过程中，若淤泥漏出，流入雨水管网，淤积和堵塞雨水管网的，影响城市排洪除涝，造成城市内涝。

(3)对周边居民生产生活的影响。本工程项目河道清淤及挡墙施工离居民区较近，淤泥运输及土方运输过程中易对当地居民造成影响，施工时应及时清理遗漏渣土，减少影响周边居民生产生活。

(4)对市政环境影响。本工程项目淤泥临时堆放场及弃土场周边均有道路，施工期间弃土场内泥土易进入市政道路，造成市政道路土石堆积，尘土飞扬，道路泥泞，影响城市空气质量和交通顺畅。

(5)降低土壤肥力。因为项目建设过程对地表的开挖、填筑、碾压等活动，当雨季来临，地表经过雨水的冲刷，地层中的矿物质及营养元素会被携带流走，从而破坏土地资源的再生利用[7-8]。

3.2 防治建议

为了全面、有效防治工程建设新增水土流失，本方案在主体工程设计的基础上，建议该项目的水土保持措施应以排水沉沙工程为主，并结合植物措施，针对本工程河道特点，包括明河及涵河，在明河区域通过长臂挖机进行清淤疏浚，在涵河段通过采用挖泥船进行疏浚清淤后堆放至合适场地进行自然脱水，然后再进行填埋处理，采用分段清淤，挖出淤泥采用集中堆放在临时堆土区进行风干，对风干后的淤泥再运至弃土场填埋，回填时夯实地基，提基处理后逐步分层填筑，每层填筑厚度300～500 mm。水土流失防治建议如下：

(1)施工期水土保持工作重点是对开挖基础采取有效的水土保持措施，预防和控制施工期水土流失。

(2)为防止淤泥临时堆放区地表积水引起施工营造区场地泥泞，影响施工，在施工营造区四周设置填土草包挡土墙，修建沉砂池，淤泥运输车辆出入口设置洗车枪等。施工结束后，拆除挡土墙，沉砂池，草袋集中清运出场，土方取出用于项目区其他工程建设回填。堆土场拆除后，对堆土场地进行平整，恢复原用地性质。

(3)弃土区要在弃土过程层层压实，并设置沉砂池，防止水土流失。车辆运输出入口设置洗车枪，防止运输途中泥土散落和产生灰尘。弃土完毕后进行撒播草籽恢复植被。

4 结 语

本文以东莞大陂河水土保持工程为例，通过土壤侵蚀模数法详细预测了各分区水土流失量，并制定科学的水土保持设计，形成了完整的水土保持措施体系与监测方案，有效地防治了施工期及项目建成后的水土流失，减少了附近水域的泥沙淤积量和水体污染，有效地改善项目区水、土资源质量。同时近年来在河道生态治理，治理流域水土保持时，往往重视生物治理和生态环境的自然修复，本文在研究水土保持的生物影响因素和生物治理方面涉及的较少。