類比預(yù)測(cè)法在秀水河流域水土保持中的應(yīng)用

孟繁星

（遼寧省朝陽水文局，遼寧 朝陽 122000）

類比預(yù)測(cè)法在秀水河流域水土保持中的應(yīng)用

孟繁星

（遼寧省朝陽水文局，遼寧 朝陽 122000）

本工程損壞水土保持設(shè)施的途徑主要來源于工程建設(shè)，水土流失防治責(zé)任范圍主要為工程建設(shè)區(qū)和由于工程的建設(shè)活動(dòng)而造成水土流失及危害的直接影響區(qū)，為此，采用類比預(yù)測(cè)法對(duì)流域內(nèi)的水土保持進(jìn)行了分析。

水土流失；工程建設(shè)區(qū)；類比預(yù)測(cè)法

秀水河是遼河中下游右側(cè)的一條支流，從上游到下游從低山丘陵區(qū)逐漸過渡到平原地區(qū)。流域面積217.55km2，侵蝕總面積0.127km2。

1 工程建設(shè)過程水土流失

1.1 時(shí)段劃分

本工程水土流失主要發(fā)生在施工期。施工期10個(gè)月，從2008年9月至2009年6月，經(jīng)過兩個(gè)雨季，因此確定施工期水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段為兩年。施工期間，有大量開挖裸露面產(chǎn)生，裸露面表面疏松，植被覆蓋度極低，部分邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，侵蝕強(qiáng)度大；大壩填筑工程量較大，工程開挖、棄土及堆渣工作頻繁進(jìn)行，各項(xiàng)工程施工造成不同程度的水土流失。工程竣工后，相應(yīng)的各項(xiàng)水土保持措施也同期完成。水土保持措施充分發(fā)揮其功能，水土流失基本得到控制。因此，本工程水土流失預(yù)測(cè)，主要針對(duì)工程建設(shè)期。

在項(xiàng)目運(yùn)行初期，裸露的地表物質(zhì)尚未穩(wěn)定，被破壞的植被尚未恢復(fù)或未完全恢復(fù)，水土流失尚不能完全達(dá)到控制目標(biāo)。待到自然恢復(fù)期結(jié)束后，裸露的地表被植物逐漸覆蓋，水土流失現(xiàn)象會(huì)逐步減輕。

項(xiàng)目運(yùn)行期，由于工程的封閉式管理，工程不會(huì)產(chǎn)生新的水土流失。根據(jù)地區(qū)的土壤、降雨等因素，植被的自然恢復(fù)期兩年也作為水土流失的預(yù)測(cè)時(shí)段。

水土流失預(yù)測(cè)總時(shí)段為4年，各單元預(yù)測(cè)時(shí)段如表1。

表1 各單元預(yù)測(cè)時(shí)段

1.2 工程建設(shè)損壞的水土保持設(shè)施及面積

工程建設(shè)損壞水土保持設(shè)施的途徑主要為：主壩和北副壩加高陪厚、南北輸水洞拆除重建，溢洪道拆除重建、房屋建筑、料場(chǎng)開采、施工臨時(shí)用地等。

項(xiàng)目區(qū)沒有配套的水土保持設(shè)施，工程區(qū)占地基本為荒地，料場(chǎng)占地4hm2，主要為耕地，大壩坡面為框格混凝土護(hù)坡。這些原地貌因施工的展開而遭到臨時(shí)或永久破壞。本次工程破壞的水土保持設(shè)施總面積16.5hm2，主要以破壞的原地貌和一定數(shù)量的植被為主。

1.3 工程棄渣量

本工程產(chǎn)生的棄渣3.033萬m3。在開挖的土石方及拆除的砌體中，一部分可再利用的石方堆放于旁側(cè)，其余的運(yùn)往棄渣場(chǎng)。

1.4 水土流失預(yù)測(cè)

1.4.1 范圍

水土流失預(yù)測(cè)范圍為主體工程區(qū)、道路改建區(qū)、生產(chǎn)管理區(qū)、施工管理區(qū)、取土場(chǎng)兼棄渣場(chǎng)區(qū)。包括工程建設(shè)所涉及的全部占地，即項(xiàng)目建設(shè)區(qū)面積為16.5hm2。

1.4.2 方法

根據(jù)工程的地理位置、環(huán)境要素及施工特性，預(yù)測(cè)方法采用類比分析法，選擇已經(jīng)建成的遼河石佛寺水庫作為類比工程。

遼河石佛寺水庫樞紐工程壩址位于沈陽市沈北新區(qū)黃家鄉(xiāng)和法庫縣依牛堡鄉(xiāng)，與花古洞水庫地理位置鄰近，氣候及土壤類型也極為接近，兩處工程區(qū)侵蝕類型均為水蝕和風(fēng)蝕，水蝕以中度侵蝕為主，主要發(fā)生在夏秋季節(jié)，風(fēng)蝕主要發(fā)生在冬春季節(jié)。

綜上分析，兩項(xiàng)工程水土流失特點(diǎn)、區(qū)域環(huán)境及施工方式均較為相似，則可將石佛寺水庫工程實(shí)際測(cè)算與調(diào)查分析的水土流失量作為花古洞水庫除險(xiǎn)加固工程水土流失的參照數(shù)據(jù)。

根據(jù)不同的項(xiàng)目采用不同的預(yù)測(cè)公式。

（1）溝蝕。

式中 W為土壤流失總量（t）；Fi為擾動(dòng)土壤侵蝕面積（km2）；Mi為土壤侵蝕模數(shù)（t/km2·a）；A為侵蝕系數(shù)；Ti為預(yù)測(cè)時(shí)段（a）；n為侵蝕類型區(qū)。

（2）面蝕。

式中 W為土壤流失總量（t）；F為擾動(dòng)土壤侵蝕面積（km2）；M為擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)（t/km2·a）；T為預(yù)測(cè)時(shí)段（a）。

1.4.3 水土流失量預(yù)測(cè)結(jié)果

1.4.3.1 原地貌水土流失量

工程建設(shè)前，原生地貌即存在水土流失現(xiàn)象，根據(jù)工程所占的不同地類，估算現(xiàn)狀水土流失量t。原生地貌水土流失量如表2。

表2 原生地貌水土流失量

1.4.3.2 工程擾動(dòng)地表水土流失量

工程建設(shè)期間，隨著拆除、開挖、平整、清基等工程的展開，原地貌被擾動(dòng)，造成地表松散、裸露，根據(jù)確定的擾動(dòng)地表土壤侵蝕模數(shù)，估算工程擾動(dòng)地表水土流失量。擾動(dòng)地表水土流失量如表3。

表3 工程擾動(dòng)地表水土流失量

1.4.3.3 工程臨時(shí)堆渣水土流失量

工程建設(shè)期間，大壩壩坡砌石拆除、溢洪道、輸水洞等建筑物拆除、開采土料產(chǎn)生大量的土石方，均需要暫時(shí)堆存。松散的土石方在堆存期間產(chǎn)生水土流失，根據(jù)確定的臨時(shí)堆土土壤侵蝕模數(shù)估算出工程臨時(shí)堆渣產(chǎn)生的水土流失量。工程臨時(shí)堆渣水土流失量如表4。

表4 工程臨時(shí)堆渣水土流失量

1.4.3.4 自然恢復(fù)期水土流失量

工程建成后，大壩、溢洪道、輸水洞、道路等建筑物所覆蓋的面積基本不產(chǎn)生流失。自然恢復(fù)期的預(yù)測(cè)重點(diǎn)是道路坡面、施工場(chǎng)地及道路、管理所空地、尾水水渠等，裸露的地表在植被恢復(fù)過程中存在著流失現(xiàn)象。自然恢復(fù)期產(chǎn)生的水土流失量。自然恢復(fù)期水土流失量如表5。

表5 自然恢復(fù)期水土流失量

1.4.3.5 水土流失總量

原生地貌水土流失量375.95t；新增水土流失量2799.29t（其中施工期新增2623.11t，包括擾動(dòng)地表水土流失量2019.87t和臨時(shí)堆渣水土流失量603.24t；自然恢復(fù)期新增176.18t）。水土流失總量3175.24t。

2 結(jié)語

（1）工程施工期間所造成的局部植被破壞、棄渣堆放等不利影響，通過水土保持措施和植被恢復(fù)措施可以得到減免和改善，并隨著工程運(yùn)行逐漸消失。

（2）工程運(yùn)行后，花古洞水庫經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益顯著提高，對(duì)水庫兩岸生態(tài)環(huán)境無實(shí)質(zhì)性影響，從環(huán)境角度分析該工程可行。

［1］茍家驊.潘-街公路工程水土流失防治措施布設(shè)探討［J］.甘肅水利水電技術(shù)，2016（8）.

［2］孫坤君，侯杰萍，張揚(yáng).廣西紅沙核電項(xiàng)目水土流失防治措施初探［J］.紅水河，2012（5）.

［3］馬英武.準(zhǔn)東礦區(qū)露天煤礦排土場(chǎng)水土流失防治措施分析［J］.水土保持應(yīng)用技術(shù)，2013（3）.

［4］李冰.水土流失防治費(fèi)與水土保持設(shè)施補(bǔ)償費(fèi)［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2003（3）.

［5］何明全.淺談重慶巨立科技集團(tuán)水土流失防治費(fèi)的征收［J］.中國(guó)水土保持，2007（2）.

（責(zé)任編輯：尹健婷）

Application of analogue prediction method in Xiushui River Basin soil and water conservation

MENG Fan-xing
（Chaoyang Hydrology Bureau of Liaoning Province，Chaoyang 122000，China）

The engineering construction is the most significant causes of the damage of soil and water conservation facilities. The scope of control and prevention includes the engineering construction region and the influence regions of soil and water loss.The soil and water conservation in Xiushui River Basin is analyzed by the analogue prediction method.

soil and water loss；engineering construction region；analogue prediction method

S157

B

1672-9900（2017）01-0040-03

2016-12-01

孟繁星（1983-），男（漢族），遼寧朝陽人，工程師，主要從事水文水資源勘測(cè)、整編、管理工作，（Tel）15841788428。