河道整治工程水土流失预测和防治研究

2023-11-01刘美龄

黑龙江水利科技 2023年10期

刘美龄

(东莞市水保环境工程咨询有限公司,广东东莞 523000)

0 引言

建设项目的施工过程中,水土保持是不可或缺的环节,在项目周边生态环境保护方面有重要意义[1]。科学合理的水土保持措施才能充分发挥河道效能、保护河流生态系统[2]。为做好水土保持措施,摸清建设项目的水土流失情况,分析成因及危害,对预防和治理区域水土流失,推进区域的水土保持生态建设有着积极的意义[3-4]。

1 工程概况

1.1 水土流失现状

项目所在区域东莞市水土流失的类型以水力侵蚀为主,土壤容许流失量为500t/(km2·a)。根据《东莞市水土保持公报》,东莞市陆地面积2465km2,土壤侵蚀总面积243.51km2。土壤侵蚀类型及面积详见表1。

表1 东莞市土壤侵蚀类型及面积分布表

1.2 影响因素分析

降雨、地形地貌、工程行为等影响因子是本工程水土流失主要因素,具体影响因素分析如下:

1)降雨:降雨会对地表造成一定的扰动,特别是当雨水汇集成径流后,会加强对地表的冲刷和扰动。同时径流还会作为介质将地表的松散土石冲走,产生水土流失现象。本地区4～9月期间雨量丰沛,极易造成水土流失现象,需要采取相应措施进行防治。

2)地形地貌:径流的形成与地形地貌关系密切,工程行为的扰动可能会暂时改变地形地貌。可能在降雨过程中使雨水更容易形成径流,引起水土流失。

3)工程因素影响:工程建设过程中不可避免的会进行开挖作业,破坏原有土壤结构和植物的生态环境,使地表土层裸露,降低水土保持功能。

4)施工组织设计:科学合理的施工顺序和防治措施可有效减少水土流失现象。如果选取不恰当的时间进行作业,可能会加剧水土流失现象,甚至严重破坏生态结构。如在暴雨来临前进行开挖作业,且未及时采取覆盖、硬化等措施,将加剧水土流失。

1.3 水土流失危害分析

水土流失往往会造成生态破坏、甚至是危害当地人民群众的生命财产安全,本项目可能产生的危害有以下4个方面:

1)影响工程施工:降雨过程中可能将建设施工产生的松散土堆、裸露地表的土体与雨水混合在一起,形成淤泥甚至内涝等等,影响工程正常施工。

2)影响两岸居民正常生活:本工程沿河两岸有许多居民居住,晴天时施工时,施工活动引起的扬尘会影响周边环境,降低空气质量,影响两岸居民正常生活。

3)影响沿河两岸植被及部分经济作物:本工程沿河两岸部分区域为耕地、林地及园地,主要经济作物有香蕉、龙眼和蔬菜等,林地主要植被为乔灌木及杂草。项目施工线路较长,扰动面积较大,开挖土方较为分散,施工过程中若不做好临时拦挡、排水措施,施工区泥水极易冲出河道,流入沿线耕地及果园,冲刷侵蚀耕种土壤,降低土地生产力。

4)影响土方土运输道路:弃方运输过程中散溢到运输道路上,晴天可能会产生扬尘,雨天造成道路泥泞,甚至会堵塞雨水管网。

2 水土流失分析与预测

2.1 预测单元

本工程水土流失预测单元与防治分区划分一致,详见表2。

表2 水土流失预测范围表

2.2 土壤流失预测

根据《生产建设项目水土保持技术标准》,运用下式计算土壤流失量和新增水土流失量。

土壤流失量可按下式计算:

(1)

式中:W为扰动地表土壤流失量;△W为扰动地表新增水土流失总量;i为预测单元;k为预测时段,1、2、3,指施工准备期、施工期和自然恢复期;Fi为第i个预测单元的面积;Mik为扰动后不同预测单元不同时段的土壤侵蚀模数;△Mik为不同单元各时段新增土壤侵蚀模数,只计正值,负值按0计;Mi0为扰动前不同预测单元土壤侵蚀模数;Tik为预测时段。

通过预测成果,本工程建设可能产生的水土流失总量为922.92t,其中新增水土流失量为893.38t。因此本工程需对水土流失进行防治,及时控制水土流失,保护周边生态环境。

3 水土保持措施

3.1 防治区划分

工程建设中必须要采取针对性的防治措施,否则将会造成不必要的损失。根据工程建设情况,本工程施工期划分为堤防道路及桥涵工程区、淤泥固化场区等6个防治分区,具体划分情况详见表3。

表3 水土流失防治分区表

3.2 水土流失防治措施

本项目各项措施主要目的是保障工程正常运行和确保部分措施具有水土保持功能。对各防治分区内可剥离表土区域进行表土剥离,剥离后表土集中堆置,用于后期绿化覆土;施工期间对河道整治工程区护岸挡土墙施工时产生的裸露地表及松散土体采取覆盖措施;在堤防道路及桥涵工程区施工围挡内侧修建土质排水沟,排水沟每隔一段距离及出水口位置布设土质沉沙池;在淤泥固化场区施工出入口位置布设洗车台及三级沉沙池,沿用地边界线修建砖砌排水沟,并在出水口位置布设三级沉沙池;在施工营地区沿用地边界线修建砖砌排水沟,并在出水口位置布设三级沉沙池;在临时堆土区堆土四周布设土袋拦挡,拦挡外侧修建土质排水沟及土质沉沙池,堆土表面采取临时覆盖措施。施工结束后对淤泥固化场区等区域及时进行撒播草籽绿化。本项目水土保持典型措施具体内容如下:

1)临时排水沉沙:在堤防道路一侧修建梯形截面的土质排水沟和沉沙池,两侧和底部采用水泥砂浆抹面。土质沉沙池25座,池底宽0.70m、池底长1.00m,池顶宽1.50m、池顶长1.80m,池深0.80m;土质排水沟共计布设2515m,底宽200mm、顶宽500mm、深度300mm。

2)临时拦挡覆盖:在施工过程中,为防止发生水土流失,对临时堆土的边坡坡脚处设置土袋挡墙,底宽1.05m,高0.6m,顶宽0.35m。袋装土来自工程开挖土方,施工结束后拆除就地回填[5]。对施工区域临时堆土与裸露地表应全面覆盖,覆盖材料建议选择彩条布、土工布和土工膜。覆盖材料铺设搭接宽度≥20cm,并应采用压边处理,可采用沙袋压边或竹签、钢筋等穿过覆盖材料插入土中。覆盖材料在覆盖过程中出现破损、老化等现象时应及时更换[5]。

3)表土剥离保护:项目占地为耕地、林草地的,林草地表层土所含表土的腐质较高,耕地土壤肥力较高,可用于后期绿化覆土[6]。为增加土壤墒值,项目回填时采用开工前剥离的表土。

4)临时占地撒播草籽绿化:对施工临时道路区、淤泥固化场区、临时堆土区和施工营地区等工程临时占地,施工结束后撒播草籽绿化,确保工程临时占地范围不留裸露地表。