基于土壤侵蝕對比度的房地產(chǎn)項(xiàng)目治理評價(jià)

黎良輝 童浩 汪震 張婧涵 楊斌

摘要：為了分析房地產(chǎn)項(xiàng)目施工過程中各防治分區(qū)水土流失治理程度，為房地產(chǎn)項(xiàng)目水土流失治理評價(jià)提供借鑒，將土壤侵蝕模數(shù)背景值與擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)的比值定義為土壤侵蝕對比度，以31個(gè)房地產(chǎn)項(xiàng)目為研究對象，運(yùn)用類比法與實(shí)地監(jiān)測法獲取數(shù)據(jù)，通過R語言對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和均值多重比較，得出在房地產(chǎn)項(xiàng)目水土流失防治分區(qū)中，水土流失治理程度最高和土壤侵蝕對比度最大的是景觀綠化工程區(qū)，水土流失治理程度最低和土壤侵蝕對比度最小的是臨時(shí)堆土區(qū)，按照治理程度高低對防治分區(qū)排序：景觀綠化區(qū)>道路工程區(qū)>建筑物工程區(qū)>臨時(shí)堆土區(qū)。土壤侵蝕對比度更能反映房地產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)際治理水平。房地產(chǎn)項(xiàng)目施工過程中應(yīng)圍繞“一檔二排三沉四蓋五綠化"5個(gè)方面，加強(qiáng)對臨時(shí)堆土區(qū)的水土流失治理。

關(guān)鍵詞：水土保持;房地產(chǎn)項(xiàng)目;土壤侵蝕對比度;治理程度;R語言

中圖分類號(hào)：S157.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 研究背景

截至2017年末，中國的城鎮(zhèn)化率達(dá)到58.52%[1]，隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，房地產(chǎn)項(xiàng)目日益增加，如何治理建設(shè)過程中造成的水土流失愈發(fā)引入關(guān)注。國內(nèi)學(xué)者對于房地產(chǎn)項(xiàng)目水土流失治理的研究主要集中在水土流失量預(yù)測方法[2]、水土流失危害[3]、水土保持措施[4]、水土流失成因[5-6]等方面，而項(xiàng)目施工過程中水土流失治理程度的研究較為少見。

傳統(tǒng)房地產(chǎn)項(xiàng)目水土流失治理程度評價(jià)指標(biāo)主要為水土流失治理程度，水土保持術(shù)語（GB/T 20465-2006）[7]中表述為“在某一區(qū)域內(nèi)，水土流失治理面積占原有水土流失面積的百分比”。蘇春麗等[8]認(rèn)為，“水土流失治理程度”的實(shí)質(zhì)是“水土流失面積比”的概念，是治理率的意思。然而，在一定范圍內(nèi)布置了水土流失治理措施就意味著對該范圍的水土流失進(jìn)行了治理并達(dá)到了治理效果這種假設(shè)有待商榷，如一定范圍內(nèi)布置的水土流失治理措施面積占原有水土流失面積的百分比達(dá)到了治理要求的指標(biāo)，但治理措施未能有效減少水土流失量，顯然是沒有達(dá)到實(shí)際的水土流失治理效果的。因此，這種評價(jià)方法并不能全面反映房地產(chǎn)項(xiàng)目水土流失治理狀況。鑒于此，筆者引用土壤侵蝕控制度概念，定義土壤侵蝕對比度，以31個(gè)房地產(chǎn)項(xiàng)目為研究對象，計(jì)算土壤侵蝕模數(shù)背景值、擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)和土壤侵蝕對比度，以期為房地產(chǎn)項(xiàng)目水土流失治理效果評價(jià)提供參考。

2 研究方法

2.1 土壤侵蝕對比度概念的提出

高海東等[9]以黃土高原為研究對象，提出的土壤侵蝕控制度為最小可能土壤侵蝕模數(shù)與現(xiàn)狀土壤侵蝕模數(shù)之比，由于其研究對象水土流失面積大、持續(xù)時(shí)間長、區(qū)域相對分散、成因復(fù)雜，而房地產(chǎn)項(xiàng)目施工過程中水土流失面積較小、持續(xù)時(shí)間較短、區(qū)域相對集中、成因主要是人為擾動(dòng)，因此使用土壤侵蝕控制度評價(jià)房地產(chǎn)項(xiàng)目水土流失程度不太恰當(dāng)。筆者借鑒土壤侵蝕控制度概念，將土壤侵蝕模數(shù)背景值與擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)之比定義為土壤侵蝕對比度，用來評價(jià)施工過程中各防治分區(qū)的水土流失治理程度，表達(dá)式為

z₁=T₁/T_s1（1）式中：z₁為土壤侵蝕對比度，無量綱;T₁為土壤侵蝕模數(shù)背景值，t/（km²·a）;T_s1為擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)，t/（km²·a）。

z₁介于0～1之間，z₁越接近1，表明擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)越接近土壤侵蝕模數(shù)背景值，水土流失治理程度越高;z₁越接近0，表明擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)越背離土壤侵蝕模數(shù)背景值，水土流失治理程度越低。

2.2 土壤侵蝕模數(shù)背景值的確定

土壤侵蝕模數(shù)背景值是指項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域未被擾動(dòng)時(shí)，原地貌單位時(shí)段內(nèi)單位水平面積地表土壤及其母質(zhì)被侵蝕的量。通過查閱項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕遙感資料，并結(jié)合項(xiàng)目區(qū)開工前的地形地貌、土地利用類型、土壤母質(zhì)、植被等自然條件，經(jīng)現(xiàn)場踏勘、現(xiàn)場圖片分析、圖斑勾繪并咨詢當(dāng)?shù)厮帘３謱＜乙庖?，綜合確定原地貌項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕的強(qiáng)度與面積，計(jì)算出原地貌各防治分區(qū)年均土壤侵蝕量，除以該防治分區(qū)水土流失面積，得出平均土壤侵蝕模數(shù)即該防治分區(qū)土壤侵蝕模數(shù)背景值。

（1）防治分區(qū)年均土壤侵蝕量計(jì)算公式為式中：W為防治分區(qū)年均土壤侵蝕量，t/a;n為水土流失級別（1為微度，2為輕度，3為中度，4為強(qiáng)烈，5為極強(qiáng)烈，6為劇烈）;A_i為i等級水土流失面積，km²;M_i為i等級平均土壤侵蝕模數(shù)，t（km²·a）。各水土流失級別平均土壤侵蝕模數(shù)[10]見表1。

（2）防治分區(qū)土壤侵蝕模數(shù)背景值計(jì)算公式為

M₀=W/A（3）式中：M₀為防治分區(qū)土壤侵蝕模數(shù)背景值，t/（km²·a）;A為防治分區(qū)水土流失面積，km²。

2.3 擾動(dòng)地表后土壤侵蝕模數(shù)的確定

2.3.1 類比法確定房地產(chǎn)項(xiàng)目擾動(dòng)地表后土壤侵蝕模數(shù)

擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)是指項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域在人為擾動(dòng)后，單位水平面積地表土壤及其母質(zhì)被侵蝕的量。類比法是選擇毗鄰項(xiàng)目區(qū)、自然條件相近、工程特點(diǎn)和水土流失特點(diǎn)相似的房地產(chǎn)項(xiàng)目作為類比工程，以類比工程的監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際情況加以修正，得出該建設(shè)項(xiàng)目土壤侵蝕模數(shù)。

以江西省南昌市灣里區(qū)某房地產(chǎn)項(xiàng)目為例（該項(xiàng)目水土保持方案已通過當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T審批），選擇灣里區(qū)另一房地產(chǎn)項(xiàng)目作為類比工程，類比條件對照見表2。類比工程于2013年12月開工建設(shè)，2015年12月完工，建設(shè)單位在類比項(xiàng)目的臨時(shí)堆土區(qū)、裸露開挖面、施工場地等布設(shè)了監(jiān)測點(diǎn)，對土壤流失量較大的區(qū)域（如臨時(shí)性堆土、開挖邊坡等）主要采用侵蝕溝量測法，在土壤流失量較小的區(qū)域（如平臺(tái)等）采用簡易徑流池法，其他裸露開挖面主要采用樁釘法，結(jié)合降雨觀測，對類比項(xiàng)目區(qū)產(chǎn)生的土壤流失量進(jìn)行測算，共選擇3個(gè)典型坡面進(jìn)行實(shí)測，實(shí)測侵蝕溝20條，開挖簡易徑流池1個(gè)，布設(shè)樁釘36枚，測算出類比項(xiàng)目住宅區(qū)、道路、供排水系統(tǒng)、臨時(shí)性堆土區(qū)等區(qū)域的土壤侵蝕模數(shù)。

根據(jù)類比條件分析可知，建設(shè)項(xiàng)目與類比工程自然條件基本一致，施工擾動(dòng)方式相同。因此，建設(shè)項(xiàng)目建筑物工程區(qū)、道路工程區(qū)、景觀綠化工程區(qū)、臨時(shí)堆土區(qū)各區(qū)域擾動(dòng)后的土壤侵蝕模數(shù)采用類比項(xiàng)目的實(shí)地調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上加以修正。鑒于建設(shè)項(xiàng)目工程的地形起伏比類比工程小，修正系數(shù)取0.9。

2.3.2 實(shí)地監(jiān)測法確定房地產(chǎn)項(xiàng)目擾動(dòng)地表后土壤侵蝕量

實(shí)地監(jiān)測法主要通過對房地產(chǎn)項(xiàng)目的施工過程進(jìn)行監(jiān)測獲得數(shù)據(jù)，從而確定土壤侵蝕模數(shù)。以江西省南昌市南昌縣某房地產(chǎn)項(xiàng)目為例（該項(xiàng)目占地面積8.28hm²，于2015年6月開工建設(shè)，2017年7月完工），通過設(shè)置簡易水土流失觀測場和進(jìn)行坡面侵蝕溝量測，獲取各防治分區(qū)擾動(dòng)地表后土壤侵蝕量（見表3）。

（1）簡易水土流失觀測場（見圖1）。在雨季前將直徑0.5～1.0cm的鋼釬，按一定的距離、分不同的方位布設(shè)在觀測場內(nèi)。鋼釬應(yīng)垂直打人地內(nèi)，釘帽與地面之間根據(jù)實(shí)際情況預(yù)留一定的距離，并在釘帽上涂上紅漆，編號(hào)登記入冊。每次大雨之后和雨季終了，觀測釘帽距地面高度，測算土壤侵蝕厚度，計(jì)算土壤侵蝕量：

W=ZA^*cosθ/1000（4）式中：W為土壤侵蝕量，m³;Z為實(shí)際侵蝕厚度，mm;A^*為侵蝕面積，m²;θ為平均坡角。

對于新堆放的土堆，應(yīng)考慮沉降影響，利用沉降率計(jì)算沉降高度。實(shí)際侵蝕厚度計(jì)算公式為

Z=Z₀-β（5）式中：Z₀為侵蝕厚度觀測值，mm;β為沉降高度，mm。

（2）簡易坡面量測法。通過量測坡面侵蝕溝的體積，按照溝蝕占水蝕50%～70%的比例計(jì)算水土流失量。具體方法為：選擇代表性侵蝕溝，在每條侵蝕溝的上、中、下三段選擇若干個(gè)典型斷面，測量每個(gè)斷面的侵蝕寬度、深度，侵蝕溝以棱錐、棱柱、棱臺(tái)形狀計(jì)算體積：式中：V為侵蝕溝體積，m³：S₁、S₂、S為斷面面積，m²：L為溝長，m。

坡面侵蝕溝侵蝕量計(jì)算公式為

W=Vρ式中：σ為土壤容重，取實(shí)測平均值。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤侵蝕模數(shù)背景值與擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)

對31個(gè)房地產(chǎn)項(xiàng)目的土壤侵蝕模數(shù)背景值與擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算各水土流失防治分區(qū)土壤侵蝕模數(shù)背景值與擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)的平均值（見表4）。房地產(chǎn)項(xiàng)目土壤侵蝕模數(shù)背景值平均為517.00t/（km²·2），擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)平均為8619.01t/（km²·a），增大了15.67倍。從防治分區(qū)來看，增幅最大的為臨時(shí)堆土區(qū)，增大了23.29倍，增幅最小的為景觀綠化工程區(qū)，增大了10.54倍。

3.2 房地產(chǎn)項(xiàng)目土壤侵蝕對比度

根據(jù)土壤侵蝕對比度公式z₁=T₁/T_s1，計(jì)算出31個(gè)房地產(chǎn)項(xiàng)目各防治分區(qū)的土壤侵蝕對比度，見表5。

3.3 房地產(chǎn)項(xiàng)目土壤侵蝕對比度分析

運(yùn)用R語言對土壤侵蝕對比度數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和均值多重比較，得出在房地產(chǎn)項(xiàng)目水土流失防治分區(qū)中，水土流失治理程度最高和土壤侵蝕對比度最大的是景觀綠化工程區(qū)，水土流失治理程度最低和土壤侵蝕對比度最小的是臨時(shí)堆土區(qū)，按照治理程度對防治分區(qū)排序：景觀綠化區(qū)>道路工程區(qū)>建筑物工程區(qū)>臨時(shí)堆土區(qū)。

首先假設(shè)4個(gè)防治分區(qū)的土壤侵蝕對比度是相關(guān)的，運(yùn)用R語言對表5數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（采集數(shù)據(jù)的防治分區(qū)不同，采集數(shù)據(jù)互不干擾，符合使用方差分析的樣本獨(dú)立性前提;水土流失是自然相關(guān)問題，符合使用方差分析的正態(tài)分布前提。故對各防治分區(qū)土壤侵蝕對比度進(jìn)行方差分析是可行的）。將4個(gè)防治分區(qū)的土壤侵蝕對比度假設(shè)為x₁、x₂、x₃、x₄，經(jīng)過方差分析后，得出概率P值小于2e^-16，拒絕原假設(shè)，即x₁、x₂、x₃、x₄均值不相等，有顯著差異。然后采用多重t檢驗(yàn)方法，找出方差分析中哪些均值是不同的[11]。

使用R語言進(jìn)行均值多重比較，生成P值矩陣（見表6），可以發(fā)現(xiàn)，臨時(shí)堆土區(qū)與其他3個(gè)防治分區(qū)數(shù)據(jù)存在顯著性差異。由圖2可知，臨時(shí)堆土區(qū)的土壤侵蝕對比度最小，4個(gè)防治分區(qū)土壤侵蝕對比度排序?yàn)榫坝^綠化區(qū)>道路工程區(qū)>建筑物工程區(qū)>臨時(shí)堆土區(qū)。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

相比于水土流失治理程度，土壤侵蝕對比度更能反映房地產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)際治理水平。在房地產(chǎn)項(xiàng)目水土流失防治分區(qū)中，水土流失治理程度最高、土壤侵蝕對比度最大的是景觀綠化工程區(qū)，水土流失治理程度最低、土壤侵蝕對比度最小的是臨時(shí)堆土區(qū)，按照治理程度將防治分區(qū)排序：景觀綠化區(qū)>道路工程區(qū)>建筑物工程區(qū)>臨時(shí)堆土區(qū)。在房地產(chǎn)項(xiàng)目施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對臨時(shí)堆土區(qū)的水土流失治理。

本研究初步驗(yàn)證了土壤侵蝕對比度的適用性，但對于其普遍性和可靠性還缺乏更多的檢驗(yàn)。作為樣本的房地產(chǎn)項(xiàng)目主要集中在江西省，研究區(qū)域不夠廣泛;另外，項(xiàng)目建設(shè)周期集中在2000-2017年，時(shí)間跨度較短。下一步將對土壤侵蝕對比度進(jìn)行范圍更廣、時(shí)間跨度更長、更加全面的研究。

4.2 建議

建議在房地產(chǎn)項(xiàng)目臨時(shí)堆土區(qū)水土流失防治方面實(shí)施好5個(gè)方面的水土保持措施，即“一擋二排三沉四蓋五綠化”。

“一擋”是指在土地平整階段將表土剝離單獨(dú)堆放，并用土袋擋墻圍擋防護(hù)，為將來項(xiàng)目綠化等提供土料。同時(shí)，根據(jù)施工安排，對施工過程中土方平衡產(chǎn)生的臨時(shí)土石方（可用于回填）用土袋擋墻或者擋土墻圍擋在特設(shè)的區(qū)域。

“二排”是指施工過程中在臨時(shí)堆土四周設(shè)置排水溝，以減少雨水無序流動(dòng)，避免對土體的沖刷，防止水土流失。

“三沉”是指在臨時(shí)堆土區(qū)地勢較低處設(shè)置沉沙池，將臨時(shí)排水溝中的泥沙沉淀后的清水排入施工場地臨時(shí)排水管網(wǎng)，以減輕臨時(shí)排水管網(wǎng)沉沙壓力。

“四蓋”是指對臨時(shí)堆土區(qū)采用苫布覆蓋，既能有效防止風(fēng)力侵蝕、避免造成施工揚(yáng)塵，又能減少雨水沖刷造成的水土流失。

“五綠化”是指在施工工期較長時(shí)，采取播撒草籽等植物防護(hù)措施，能既經(jīng)濟(jì)又高效地防治水土流失。

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