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    堤岸整治工程水土流失預(yù)測(cè)及防治

    2024-12-04 00:00:00彭毅
    中國(guó)水土保持 2024年12期
    關(guān)鍵詞:水土流失佛山市防治措施

    [關(guān)鍵詞] 水土流失;預(yù)測(cè);防治措施;堤岸整治工程;眉蕉河水系;佛山市

    [摘 要] "河道整治作為水土流失防治的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其現(xiàn)狀直接關(guān)系到水資源的可持續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。以佛山市眉蕉河水系綜合整治工程中堤岸整治工程為例,提出工程水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容及方法,經(jīng)分析確定:①工程水土流失防治責(zé)任范圍為8.40 hm2;②預(yù)測(cè)范圍施工期為8.40 hm2,自然恢復(fù)期為5.66 hm2;③預(yù)測(cè)時(shí)段施工期為1 a,自然恢復(fù)期為0.7 a;④土壤侵蝕模數(shù)背景值為568.4 t/(km2·a),施工期堤岸工程區(qū)、施工臨建區(qū)土壤侵蝕模數(shù)分別為5 400、1 051.5 t/(km2·a),自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù)為700 t/(km2·a);⑤工程建設(shè)期水土流失量為345.87 t,新增水土流失量為301.13 t?;谝陨辖Y(jié)果,構(gòu)建了相應(yīng)的水土保持措施體系。

    [中圖分類號(hào)] S157.1" [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B" DOI:10.3969/j.issn.1000-0941.2024.12.003

    [引用格式] 彭毅.堤岸整治工程水土流失預(yù)測(cè)及防治:以佛山市眉蕉河水系綜合整治工程為例[J].中國(guó)水土保持,2024(12):7-9.

    經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與人口增長(zhǎng)導(dǎo)致土地過(guò)度開發(fā),在自然與人類活動(dòng)雙重因素作用下,區(qū)域水土流失現(xiàn)象日益加劇[1]。水土流失對(duì)河道的危害表現(xiàn)在多個(gè)方面,如河道淤積、水質(zhì)惡化、生物多樣性下降等[2]。河道整治作為水土流失防治的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其現(xiàn)狀直接關(guān)系到水資源的可持續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展[3-4]。當(dāng)前,我國(guó)河道水土流失治理工作雖取得了一定的成效,但仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。筆者以佛山市眉蕉河水系綜合整治工程中堤岸整治工程為例,提出工程水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容及方法,分析確定工程水土流失防治責(zé)任范圍、預(yù)測(cè)單元面積、預(yù)測(cè)時(shí)段、土壤侵蝕模數(shù),預(yù)測(cè)工程建設(shè)期水土流失量,并基于此構(gòu)建了相應(yīng)的水土保持措施體系,以期為相關(guān)工程項(xiàng)目水土保持工作提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。

    1 項(xiàng)目概況

    眉蕉河上游緊臨容桂水道,下游匯入洪奇瀝水道,是容桂街道的主干河涌,其水系包括眉蕉河、小黃圃新涌、高黎上涌、高黎下涌等18條河涌。隨著城市化水平的不斷提高,眉蕉河水系承擔(dān)了大量的污染負(fù)荷,且水系均為城市內(nèi)河涌,其水文特征、地理特點(diǎn)決定了河流的自凈能力差,環(huán)境容量小,致使河流水系水質(zhì)下降,部分河涌的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果為劣Ⅴ類,水生態(tài)環(huán)境惡化。根據(jù)《讓廣東河更美大行動(dòng)方案(2018—2020年)》及《佛山市水功能區(qū)劃》(2013年9月),規(guī)劃至2020年眉蕉河總體水質(zhì)管理目標(biāo)為V類。2018年6月眉蕉河水系綜合整治工程項(xiàng)目可研報(bào)告通過(guò)批復(fù),2019年6月正式招標(biāo),工程投資37.2億元,主體工程預(yù)計(jì)2025年12月完工。工程包括18條河涌的防洪排澇(堤岸整治工程)、點(diǎn)源治理(截污工程)、面源控制(垃圾清運(yùn)工程,農(nóng)業(yè)面源污染控制工程)、內(nèi)源治理(清淤及底泥處置工程)、水生態(tài)修復(fù)及海綿城市景觀綠化共計(jì)6部分工程內(nèi)容,其中水土流失主要發(fā)生在2020年10月至2021年3月施工的堤岸整治工程部分。堤岸整治工程區(qū)占地面積8.09 hm2,整治堤岸長(zhǎng)11.78 km,挖方量68.45萬(wàn)m 填方量33.14萬(wàn)m 棄方量35.31萬(wàn)m3。

    眉蕉河水系綜合整治工程位于佛山市順德區(qū)容桂街道,地理坐標(biāo)為22.76°N、113.28°E。區(qū)內(nèi)氣候溫和,雨量充沛,屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)性氣候區(qū),年均氣溫22.3 ℃,年均降水量1 660 mm。地形以平地為主,地表水系發(fā)達(dá),施工區(qū)內(nèi)土壤有黏性土、粉土、砂土及淤泥質(zhì)土,土層厚幾米到數(shù)十米不等,土壤抗蝕性弱,遇降雨易產(chǎn)生水土流失。河道兩岸多為淺根野生藤本植物與低矮灌木,無(wú)高大樹木,多處洼地種植蔬菜。

    2 水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容與方法

    1)根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50433—2018)和建設(shè)項(xiàng)目水土流失特點(diǎn),水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容和方法見表1。

    2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和分析有關(guān)資料,經(jīng)過(guò)必要修正后,確定不同預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)各預(yù)測(cè)單元的土壤侵蝕模數(shù),采用以下公式計(jì)算土壤流失量:

    W=∑ni=1∑2k=1(F i×M ik×T ik)(1)

    ΔW=∑ni=1∑2k=1(F i×ΔM ik×T ik

    (2)

    ΔM ik=(M ik-M i0)+M ik-M i02(3)

    式中:W為擾動(dòng)后土壤流失量,單位t;i為預(yù)測(cè)單元,i= …,n;k為預(yù)測(cè)時(shí)段,k= 其中施工期取值1,自然恢復(fù)期取值2;F i為第i預(yù)測(cè)單元面積,單位km2;M ik為第i預(yù)測(cè)單元第k時(shí)段的土壤侵蝕模數(shù),單位t/(km2·a);T ik為第i預(yù)測(cè)單元第k預(yù)測(cè)時(shí)段的時(shí)長(zhǎng),單位a;ΔW為擾動(dòng)后新增土壤流失量,單位t;ΔM ik為擾動(dòng)后第i預(yù)測(cè)單元第k時(shí)段土壤侵蝕模數(shù)增量,單位t/(km2·a);M i0為擾動(dòng)前第i預(yù)測(cè)單元土壤侵蝕模數(shù),單位t/(km2·a)。

    3 水土流失預(yù)測(cè)

    3.1 水土流失防治責(zé)任范圍

    工程水土流失主要發(fā)生在堤岸整治工程建設(shè)期,開挖、取土、填筑等建設(shè)活動(dòng)擾動(dòng)原地貌,占?jí)和恋?,破壞原有植被,造成土體結(jié)構(gòu)疏松,易產(chǎn)生水土流失。根據(jù)工程布局、施工特點(diǎn)及所造成的水土流失特點(diǎn)(見表2),將工程區(qū)分為堤岸工程區(qū)、施工臨建區(qū)2個(gè)水土流失防治分區(qū),占地面積分別為7.73、0.36 hm2,并依據(jù)工程施工對(duì)周邊區(qū)域的影響情況,劃定各區(qū)的直接影響區(qū),面積分別為0.30、0.01 hm2,因此堤岸整治工程水土流失防治責(zé)任范圍為8.40 hm2。

    3.2 預(yù)測(cè)范圍及預(yù)測(cè)時(shí)段

    堤岸整治工程屬于建設(shè)類項(xiàng)目,運(yùn)營(yíng)期場(chǎng)地硬化及綠化措施已完善,基本不產(chǎn)生水土流失,故水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段只計(jì)施工期和自然恢復(fù)期,不計(jì)運(yùn)營(yíng)期。施工期時(shí)段為2020年10月至2021年4月,自然恢復(fù)期為2021年4月至2023年3月。各階段的水土流失預(yù)測(cè)范圍和時(shí)段按最不利情況計(jì)算,具體為:①堤岸整治工程施工期主要進(jìn)行堤岸開挖、回填施工,大量裸露地表易產(chǎn)生水土流失,預(yù)測(cè)范圍為整個(gè)水土流失防治責(zé)任范圍,即8.40 hm2,預(yù)測(cè)時(shí)段按0.7 a計(jì)。②自然恢復(fù)期堤岸工程區(qū)、施工臨建區(qū)等植被恢復(fù)區(qū)域產(chǎn)生水土流失,預(yù)測(cè)范圍為5.66 hm2,依據(jù)佛山市植被恢復(fù)時(shí)間,預(yù)測(cè)時(shí)段均按1 a計(jì)(見表3)。

    3.3 土壤侵蝕模數(shù)的確定

    1)土壤侵蝕模數(shù)背景值的確定。項(xiàng)目施工前場(chǎng)地占地類型主要為草地、公用設(shè)施用地,經(jīng)實(shí)地調(diào)查,土壤侵蝕強(qiáng)度為輕度侵蝕,土壤侵蝕模數(shù)背景值為568.4 t/(km2·a)。

    2)施工期土壤侵蝕模數(shù)的確定。在自然因子相似或基本相同的情況下,水土流失量的大小主要與施工建設(shè)擾動(dòng)的地形地貌有關(guān)。本項(xiàng)目為城鎮(zhèn)區(qū)域的建設(shè)類項(xiàng)目,地形地貌單一,場(chǎng)地及周邊狀況不復(fù)雜。對(duì)預(yù)測(cè)單元施工期土壤侵蝕模數(shù)按相近地區(qū)的侵蝕模數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修正后,得到擾動(dòng)后的土壤侵蝕模數(shù),見表4。

    3)自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù)的確定。類比省內(nèi)已建工程自然恢復(fù)期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),分析確定此期間土壤侵蝕模數(shù)為500~1 000 t/(km2·a),考慮工程建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)除建筑物和硬化地面外,其余均為綠化區(qū)域,土壤侵蝕強(qiáng)度較輕微,本方案取700 t/(km2·a)。

    3.4 預(yù)測(cè)結(jié)果

    經(jīng)預(yù)測(cè),在不采取任何水保措施的情況下項(xiàng)目區(qū)水土流失量為345.87 t,其中新增水土流失量為301.13 t(見表5)。

    4 水土保持措施體系

    工程遵循“以預(yù)防為核心,以保護(hù)為先”的指導(dǎo)思想,將工程措施與植物措施、長(zhǎng)期措施與短期措施相結(jié)合,構(gòu)建水土保持措施體系,以減少雨水沖刷,降低土壤侵蝕強(qiáng)度和河水濁度,減少河道淤積,提高河道的行洪能力及水體的自凈能力,為水生生物和兩棲動(dòng)物提供良好的棲息地,實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。堤岸整治工程水土保持措施體系見圖1。

    [參考文獻(xiàn)]

    [1] 李瑞.交口縣小流域水土保持綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)研究[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2023(3):15-17,31.

    [2] 楊文軍.河道邊坡水土流失成因及治理方案思路總結(jié)[J].智能城市,2020,6(15):101-102.

    [3] 閆莉,佘建軍.河流治理工程水土保持關(guān)鍵技術(shù)研究[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備,2022(1):91-93.

    [4] 安亞鵬,曹喆,張芮,等.汭河流域水土流失敏感性分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2023(3):58-63.

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