合裕線航道改造工程水土流失預(yù)測

崔 雷，熊竹陽

（1.巢湖市巢湖閘管理處，安徽 巢湖 238000；2.巢湖市水利規(guī)劃設(shè)計院，安徽 巢湖 238000）

水土保持是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ)，是我們必須長期堅持的一項基本國策。合裕線航道改造工程屬于建設(shè)類項目，在施工建設(shè)過程中，人為活動將使地表結(jié)構(gòu)被破壞，在降雨、地表徑流等自然因子的綜合影響下，導(dǎo)致項目區(qū)水土流失增加，如疏浚排泥、土方開挖運輸、河堤退建加固等作業(yè)均會造成一定程度的水土流失。本文運用類比法預(yù)測合裕線航道改造工程建設(shè)過程中可能產(chǎn)生的水土流失量，以供工程規(guī)劃設(shè)計參考。

1 項目概況

合裕線航道起點為合肥市合肥新港，終點為裕溪河入江口，由南淝河、巢湖、裕溪河三段組成，全長138km。建設(shè)標準為：南淝河航道合肥新港至合肥港綜合碼頭段6.1km維持Ⅳ級航道標準；合肥港綜合碼頭至施口段16.7km采用限制性航道Ⅲ級標準、Ⅱ級水深；巢湖湖區(qū)航道53.1km，采用天然及渠化河流航道Ⅱ級標準；裕溪河航道62.1km，采用限制性航道Ⅱ級標準。工程由堤防退建區(qū)、護坡工程區(qū)、疏浚拋泥區(qū)、取土區(qū)、施工場地區(qū)和施工道路區(qū)組成，工 程 總 占 地535.82hm2，其 中 永 久 占 地92.16hm2，臨 時 占 地 443.66hm2；土 方 開 挖1 537.52萬 m3，回填292.12萬 m3，調(diào)運方10.4萬m3，外借土方42.5萬 m3，棄方1 287.9萬 m3。拆遷各類房屋4.23萬m2。于2011年12月底正式開工，2015年12月底竣工試運行。

項目區(qū)屬北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，多年平均氣溫 為15.7℃ ～16.1℃，≥10℃ 積 溫4 869℃ ～5 220℃。多年平均降水量983～1 183mm，20年一遇最大24h暴雨量205～242mm。項目區(qū)土壤以水稻土、潮土、黃棕壤土為主，植被屬北亞熱帶常綠闊葉落葉林帶，林草植被覆蓋率約為18.8%。水土流失以微度水力侵蝕為主，容許土壤流失量500t／km2·a。根據(jù)水利部《關(guān)于劃分國家級水土流失重點防治區(qū)的公告》，項目區(qū)不在國家級水土流失重點防治區(qū)內(nèi)。依據(jù)安徽省人民政府《關(guān)于劃分全省水土流失重點防治區(qū)加強水土保持工作的通知》，巢湖閘以上不在省級水土流失重點防治區(qū)內(nèi)，但巢湖閘以下至裕溪河口屬安徽省人民政府公告的水土流失重點監(jiān)督區(qū)。因本工程屬于航道整治工程，其建設(shè)可能對巢湖及其相關(guān)重點防洪河段等直接產(chǎn)生重大水土流失影響，根據(jù)有關(guān)標準，水土流失防治執(zhí)行建設(shè)類一級標準。

2 水土流失預(yù)測

2.1 預(yù)測范圍和預(yù)測時段

水土流失預(yù)測范圍包括堤防退建、護岸工程、疏浚拋泥、取土場、施工場地和施工道路等6個分區(qū)。本項目為建設(shè)類項目，運行期不需進行水土流失預(yù)測。故水土流失預(yù)測時段分為施工準備期、施工期和自然恢復(fù)期三個時段，各預(yù)測時段劃分一覽表詳見表1。

表1 工程建設(shè)期各預(yù)測時段劃分一覽表

2.2 預(yù)測內(nèi)容

水土流失預(yù)測主要包括擾動地表面積、損壞水土保持設(shè)施的數(shù)量、可能造成的水土流失量、可能造成的水土流失危害等方面的內(nèi)容。

2.2.1 擾動地表面積

本工程擾動地表面積535.82hm2，其中永久占地（包括退建堤防、護坡護岸、加固改建等）92.16hm2，臨時占地（主要為拋泥、取土、施工場地和施工道路等）443.66hm2。主要占地類型有耕地、坑塘水面和內(nèi)陸灘涂等。詳見表2。

表2 擾動地表面積統(tǒng)計表

2.2.2 損壞水土保持設(shè)施

根據(jù)國家規(guī)范，損壞水土保持設(shè)施范圍為擾動地表范圍用地扣除水面。本項目損壞的水土保持設(shè)施面積共213.45hm2。

2.2.3 可能造成的水土流失量

（1）預(yù)測方法。項目水土流失總量和新增水土流失量的預(yù)測分別按公式①、②計算。

式中：W—擾動地表土壤流失量，t；△W—擾動地表新增土壤流失量，t；Fji—j時段i單元的預(yù)測面積，km2；Mji—j時段i單元的土壤侵蝕模數(shù)，t／（km2·a）；△Mji— 某時段某單元的新增土壤侵蝕模數(shù)，t／（km2·a）；Tji— 某時段某單元的預(yù)測時間，a；i— 預(yù)測單元，i＝1、2、3、……、n；j— 預(yù)測時段，j＝1、2、3，指施工準備期、施工期和自然恢復(fù)期。

（2）預(yù)測基本參數(shù)。①土壤侵蝕模數(shù)背景值：現(xiàn)狀土壤侵蝕強度為微度，土壤侵蝕模數(shù)本底值為200～300t／（km2·a）。②擾動后侵蝕模數(shù)。擾動后的侵蝕模數(shù)采用類比法分析，并與類似工程對比進行合理分析后綜合確定。本工程類比華能巢湖電廠工程，基本情況對照表如表3所列。華能巢湖電廠土壤侵蝕強度監(jiān)測成果由安徽省水土保持監(jiān)測總站所測得，對監(jiān)測成果進行適當修正，修正后本工程土壤侵蝕模數(shù)取值見表4。

（3）預(yù)測成果。根據(jù)水土流失量預(yù)測方法、預(yù)測參數(shù)以及各施工單元水土流失面積，本項目建設(shè)可能造成水土流失總量為121 804t，其中背景水土流失量2 722t，新增水土流失量119 082t，詳見表5。

2.2.4 水土流失危害分析

由上述預(yù)測結(jié)果可知，項目施工建設(shè)過程中，由于擾動和破壞了原地貌，加劇了建設(shè)區(qū)水土流失，預(yù)測建設(shè)期可能造成水土流失總量為121 804t，其中新增水土流失量119 082t。若不采取有效水土保持措施，將對工程及周邊的水土資源及生態(tài)環(huán)境帶來一定的不利影響。

3 預(yù)測結(jié)論及綜合分析

水土流失主要發(fā)生在施工期，疏浚拋泥區(qū)是本工程水土流失重點防治區(qū)，也是水土保持監(jiān)測的重點區(qū)域。拋泥區(qū)圍堰應(yīng)按照設(shè)計要求填筑，并做好圍堰的排水及其與周邊水系的銜接措施，圍堰外應(yīng)做好截水、沉砂池等，將拋泥區(qū)的滲水收集經(jīng)過充分沉淀后方可對周邊排放。施工前對取土拋泥區(qū)進行表土剝離，以便拋泥區(qū)終期覆土。臨時堆放的表土應(yīng)做好防護及排水措施。對于施工道路及施工場地區(qū)施工期采取臨時排水、沉砂措施，施工結(jié)束應(yīng)及時進行跡地恢復(fù)，植被恢復(fù)等措施。

表3 本工程與類比工程基本情況對照表

表4 修正后土壤侵蝕模數(shù)取值表

拋泥區(qū)、護岸工程區(qū)為本工程水土保持監(jiān)測的重點區(qū)域和重點監(jiān)測時段，監(jiān)測采用簡易坡面量測法和沉沙池法。水土流失主要發(fā)生在雨季，對雨季應(yīng)增加監(jiān)測頻次。取土、棄渣、水土保持措施建設(shè)情況等至少每10天監(jiān)測記錄1次；擾動地表面積、水土保持工程措施攔擋等至少每月監(jiān)測記錄1次；主體工程建設(shè)進度、水土流失影響因子、水土保持植物措施生長情況等至少每3個月監(jiān)測記錄1次。遇暴雨、大風(fēng)等情況應(yīng)及時加測，水土流失災(zāi)害事件發(fā)生后1周內(nèi)完成監(jiān)測。

表5 各區(qū)域水土流失量匯總表