點(diǎn)狀型建設(shè)項(xiàng)目水土流失監(jiān)測(cè)方法初探
——以贛州黃金機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程為例*

王學(xué)雄,劉漢城,劉東生,劉揚(yáng)林,利盛昕

(1. 贛南師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院；2．贛南水土保持生態(tài)研究院；3．贛州市水土保持局；4. 贛州市黃金機(jī)場(chǎng)改建擴(kuò)建工作小組辦公室；5. 贛州市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，江西 贛州 341000)

開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)自然及生態(tài)的破壞，導(dǎo)致我國(guó)土壤惡化的速度遠(yuǎn)超其改善的速度[1].因此，通過(guò)對(duì)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的水土流失情況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中的水土流失情況，對(duì)項(xiàng)目區(qū)水土生態(tài)的有效保護(hù)和及時(shí)恢復(fù)具有雙重意義[2].隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地對(duì)機(jī)場(chǎng)的需求越來(lái)越迫切，機(jī)場(chǎng)建設(shè)日益升溫.但由于機(jī)場(chǎng)建設(shè)具有擾動(dòng)面積大等特點(diǎn)，產(chǎn)生嚴(yán)重水土流失的隱患較大[3-5].水土保持監(jiān)測(cè)作為水土保持事業(yè)的基礎(chǔ)和重要組成部分，是水土保持預(yù)防、監(jiān)督、治理等決策的基礎(chǔ)[6].

在項(xiàng)目建設(shè)水土流失監(jiān)測(cè)方法中，地面監(jiān)測(cè)法是常用的水土流失監(jiān)測(cè)方法，但均受到監(jiān)測(cè)點(diǎn)難以選擇及監(jiān)測(cè)點(diǎn)受現(xiàn)場(chǎng)施工破壞大等影響，實(shí)施監(jiān)測(cè)的難度大[6-7].本文以贛州黃金機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程為例，通過(guò)對(duì)2018年機(jī)場(chǎng)建設(shè)各防治分區(qū)匯水出口徑流泥沙觀測(cè)等手段，監(jiān)測(cè)和分析項(xiàng)目區(qū)水土流失狀況及探討機(jī)場(chǎng)建設(shè)水土流失監(jiān)測(cè)方法.

1 項(xiàng)目建設(shè)概況

江西贛州黃金機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程位于贛州市南康區(qū)鳳崗鎮(zhèn)，在現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)旁邊擴(kuò)建.工程總占地面積為70.40 hm2，全部為永久占地，主要包括飛行區(qū)、航站區(qū)和預(yù)留發(fā)展用地3部分，分別為總占地面積26.7%、36.4%和36.9%.土石方挖方142.17萬(wàn)m3(含表土剝離11.05萬(wàn)m3)，無(wú)借土、無(wú)永久性棄方.項(xiàng)目于2015年11月開(kāi)工，計(jì)劃2019年10月建成通航.

項(xiàng)目區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，多年平均氣溫19.2 ℃，多年平均降雨量1 451 mm、5年一遇最大10 min降水量為22.94 mm、3年一遇最大10 min降水量為19.61 mm.項(xiàng)目區(qū)屬典型紅壤丘陵地貌，原始地面坡度5-10°，相對(duì)高差約25 m.

2 監(jiān)測(cè)方法

3 結(jié)果分析

3.1 降雨特征

降雨是導(dǎo)致建設(shè)場(chǎng)地產(chǎn)生水土流失的動(dòng)因.2018年總降雨量為1 398.1 mm、降雨日數(shù)為147 d(圖1).年降雨量接近多年平均降雨量(為多年平均的96.4%).其中，6月份降雨量最大、達(dá)266.4 mm、占年總降雨量的19.1%.雨季(3-9月)降雨量則占年總降雨量67.7%.2018年降雨出現(xiàn)異?，F(xiàn)象主要表現(xiàn)在1月份降雨偏多，達(dá)164 mm，占全年總降雨量的11.7%，這對(duì)本年度的冬季施工以避開(kāi)雨季、減少水土流失方面存在不利因素.

3.2 擾動(dòng)地面

擴(kuò)建工程于2015年11月開(kāi)工建設(shè).工程施工期間，由于機(jī)械施工，表土大量剝離、動(dòng)土量大，地表擾動(dòng)非常劇烈.據(jù)實(shí)地監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，2018年全年擾動(dòng)地表累積面積為58.41 hm2.圖2所示為2018年各季度擾動(dòng)地表累積面積占全年總擾動(dòng)面積之比.可以看出，擾動(dòng)地表主要集中在施工前期(占全年擾動(dòng)面積的85%)，之后便趨于穩(wěn)定.

圖1 降雨量與降雨日數(shù)(2018年) 圖2 各季度擾動(dòng)地表情況(2018年)

3.3 徑流和土壤流失

每次降雨期間，測(cè)定各區(qū)匯水出口處的過(guò)水?dāng)嗝媪魉俸蛿嗝婷娣e以及水樣濁度，獲得每月平均值，作為推算當(dāng)月各區(qū)的地表徑流量和土壤流失量.如表1為飛行區(qū)2018年各月測(cè)定值(各次平均值).對(duì)照各月降雨情形(圖1)，降雨量大，所產(chǎn)生的地表徑流流速、過(guò)水?dāng)嗝婷娣e及至流量也隨之增大.同樣的趨勢(shì)是，降雨量大，水樣濁度值大，所攜帶的土壤流失量也大.

表1 降雨期間實(shí)測(cè)過(guò)水?dāng)嗝媪魉佟⒚娣e及水樣濁度(飛行區(qū))

根據(jù)表1所采用的測(cè)定和計(jì)算方法，推算各區(qū)各月地表徑流流失和土壤流失量(表2).2018年，全年降雨期間，機(jī)場(chǎng)建設(shè)地表徑流量為87.3 萬(wàn)m3、土壤流失量為1,524.8 t.經(jīng)計(jì)算，徑流系數(shù)為0.89，說(shuō)明大部分降雨轉(zhuǎn)化為地表徑流排出.侵蝕模數(shù)推算值為2,609.1 t km-2a-1，屬中度流失.同時(shí)可以看出，在同樣情形下(降雨、施工等)，各區(qū)徑流量和土壤流失量大小跟各區(qū)擾動(dòng)面積大小成正比關(guān)系.

表2 各區(qū)、各月徑流量和土壤流失量匯總

圖3 項(xiàng)目區(qū)2018年各月地表徑流量和土壤流失量

此外，地表徑流量大小直接影響泥沙流失量(圖3).對(duì)照?qǐng)D1降雨特征，可以看出，降雨—地表徑流—土壤流失三者關(guān)系密切，即降雨大、地表徑流量大、土壤流失量大(地表徑流量y與降雨量x之間線(xiàn)性關(guān)系為y=0.0934x-3.709，R2=0.8762；土壤流失量y與地表徑流量x線(xiàn)性關(guān)系為y=30.734x-96.519，R2=0.8135).

4 結(jié)論

一年的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，贛州黃金機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程因擾動(dòng)地表等建設(shè)活動(dòng)產(chǎn)生土壤流失1,524.8 t，占水土保持方案[8]預(yù)測(cè)的平均每年新增水土流失量5,500 t的27.7%.根據(jù)實(shí)地監(jiān)測(cè)，擾動(dòng)地面后，施工單位能采取水土保持臨時(shí)防護(hù)措施如苫布覆蓋和沉沙池等，由此在防止因降雨沖刷導(dǎo)致的水土流失方面發(fā)揮了較大作用，盡管如此，土壤侵蝕模數(shù)仍達(dá)到中度，防治效果還有待提升.本文認(rèn)為，由于建設(shè)項(xiàng)目不可避免產(chǎn)生新的水土流失，如何減少水土流失向項(xiàng)目區(qū)外排放，應(yīng)成為設(shè)計(jì)施工過(guò)程中臨時(shí)防護(hù)措施的關(guān)鍵.

對(duì)于像機(jī)場(chǎng)建設(shè)這種點(diǎn)狀型工程，通過(guò)監(jiān)測(cè)各個(gè)防治分區(qū)匯水出口的地表徑流和土壤流失，能較好地克服由于工程破壞大難以布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)等困難.同時(shí)，監(jiān)測(cè)過(guò)程中選擇匯水出口能督促施工單位在施工前做好臨時(shí)排水和沉沙系統(tǒng)，有利于“三同時(shí)”制度的落實(shí).但是，必須指出，本文討論的監(jiān)測(cè)方法采用取平均值推算的方法不夠準(zhǔn)確，這在今后的監(jiān)測(cè)工作和研究中需要加以改進(jìn)，比如，可以考慮使用自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備等.