水環(huán)境綜合整治工程中水土保持方法和效果

劉增淳

(惠州水務(wù)集團(tuán)碧水工程項(xiàng)目管理有限公司，廣東 惠州 516001)

0 引 言

水土保持是生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重中之重，在水污染愈發(fā)嚴(yán)重的背景下，水環(huán)境綜合整治工程越來(lái)越多，雖然可以緩解水環(huán)境污染問(wèn)題，但也引起水土流失問(wèn)題。水土流失不但會(huì)致使土地利用面積減小，也會(huì)堵塞河道，破壞生態(tài)環(huán)境。很多在水土保持方面，多采取植樹種草的方法，但此種方法取得效果有限，且需要較長(zhǎng)的時(shí)間，才能取得水土保持效果。在冷水坑河水土保持中采取了分區(qū)防治措施，取得了良好效果，具體內(nèi)容如下。

1 工程概述

冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程位于廣東省惠州市惠城區(qū)。均為金山湖的支流，屬于白沙仔排澇分倉(cāng)內(nèi)的主要河涌。冷水坑河位于惠州市金山湖片區(qū)和尖峰山地區(qū)，由西向東途徑惠州學(xué)院、山水華府、金湖苑，至邱屋村匯入冷水坑主河道，最終流入金山湖。蓮塘布河起點(diǎn)是小(1)型蓮塘布水庫(kù)，流經(jīng)惠大鐵路、商貿(mào)技校及衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院、穿過(guò)惠南大道、后流經(jīng)田心村、河村，穿過(guò)奧林匹克體育場(chǎng)館，最后匯入金山湖。本工程的施工不可避免擾動(dòng)原地貌、損壞土地和植被，產(chǎn)生水土流失。根據(jù)工程特性及工程項(xiàng)目區(qū)水土流失特點(diǎn)，依據(jù)“預(yù)防為主，保護(hù)優(yōu)先”的水土保持工作方針和法律規(guī)定的水土保持行政許可程序，本工程應(yīng)做好水土保持工作。制定有效的防治措施，使新增項(xiàng)目建設(shè)的水土流失得以有效控制、生態(tài)環(huán)境得以有效改善。

2 水土流失量預(yù)測(cè)的方法

2.1 預(yù)測(cè)時(shí)段

水土保持是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，需要綜合考慮多方面因素，通過(guò)科學(xué)的方法預(yù)測(cè)水土流失量，可為水土保持方案的編制提供真實(shí)有效的參數(shù)。在冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程施工中，水土流失量預(yù)測(cè)主要集中在兩個(gè)階段，其一是施工階段；其二是自然恢復(fù)階段。各預(yù)測(cè)單元的預(yù)測(cè)時(shí)段，都按照最不利的情況進(jìn)行綜合考慮，超過(guò)雨季長(zhǎng)度的按照全年計(jì)算，而未超過(guò)雨季長(zhǎng)度的則按照雨季長(zhǎng)度的比例進(jìn)行計(jì)算，冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程施工階段為2017年7月至2019年6月，共計(jì)2年，自然恢復(fù)階段為1年。

2.2 預(yù)測(cè)方法

冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程施工中可能新增的水土流失量指的是因?yàn)楣こ淌┕じ淖兊孛残螒B(tài)、土壤結(jié)構(gòu)、破壞地表植被后引起的水土流失增大情況[1]。因此，通過(guò)計(jì)算因工程地表改變之后，預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的水土流失量，減去沒(méi)有施工情況下，預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)原有水土流失量，具體的計(jì)算公式下：

土壤流失量計(jì)算公式：

(1)

新增土壤流失量計(jì)算公式：

(2)

(3)

式中：W為擾動(dòng)地表土壤流失量，t；△W為新增土壤流失量，t；i為預(yù)測(cè)單元(1，2，3，……，n-1，n)；k為預(yù)測(cè)時(shí)段，1、2、3，指施工準(zhǔn)備期、施工期和自然恢復(fù)期；Fi 表示第i個(gè)預(yù)測(cè)單元的面積，km2；Mik為擾動(dòng)后不同預(yù)測(cè)單元不同時(shí)段的土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；△Mik為不同單元各時(shí)段新增土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；Mi0為擾動(dòng)前不同預(yù)測(cè)單元土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；Tik為預(yù)測(cè)時(shí)段(擾動(dòng)時(shí)段)，a。

2.3 預(yù)測(cè)結(jié)果

案例工程屬南方紅壤丘陵區(qū)，土壤侵蝕以水力侵蝕為主，土壤容許流失量為500t/km2·a。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)大部分為現(xiàn)狀道路占地和草地，水土保持情況良好。據(jù)此，本項(xiàng)目水土流失預(yù)測(cè)選定土壤侵蝕模數(shù)背景值為500t/km2·a。該水土流失監(jiān)測(cè)結(jié)果為：≤4m的土質(zhì)堆渣侵蝕模數(shù)為2.73萬(wàn)t/(km2·a)，開挖面土壤侵蝕模數(shù)為1.31萬(wàn)t/(km2·a)，平土區(qū)土壤侵蝕模數(shù)為0.76萬(wàn)t/(km2·a)。參照東深供水改造工程土壤侵蝕實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合本工程具體情況，確定各項(xiàng)目區(qū)在施工期擾動(dòng)后的侵蝕模數(shù)值。

3 水土保持常用的方法措施

從冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程水土流失量預(yù)測(cè)的結(jié)果可知，在具體整治過(guò)程中，水土流失問(wèn)題依然非常嚴(yán)重，需要采取以下針對(duì)性的水土保持方法措施，才能開展水土整治，可采取分區(qū)防治的措施，具體做法如下。

3.1 主體工程區(qū)的水土保持方法

就冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程而言，主題方案設(shè)計(jì)了大量的景觀綠化措施，在施工期間為控制水土流失，所有的導(dǎo)流明渠、圍堰等設(shè)置了彩條布進(jìn)行護(hù)面處理。具體做法如下：

1)新增排水沉沙，在景觀綠地區(qū)域，通過(guò)挖填的方法，在邊坡坡腳的位置和斜坡外側(cè)設(shè)置磚砌截水和排水溝，規(guī)格≥0.4m×0.4m，并在排水口的位置布設(shè)磚砌沉砂池，規(guī)格為2.0m×1.5m×1.2m。

2)新增土袋攔擋，在冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程施工臨時(shí)堆土四周，以及填方邊坡坡腳位置，設(shè)置矩形土袋攔擋，寬度≥0.6m，高度≥0.8m。

3)新增彩條布覆蓋，在冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程施工之前需要預(yù)備好充足的塑料彩布條，在下雨天需要對(duì)臨時(shí)裸露的堆料和邊坡進(jìn)行全面覆蓋防護(hù)處理[2]。

4)新增洗車池，在冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程施工車輛出入口位置設(shè)置洗車池對(duì)進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)的車輛進(jìn)行清洗，洗車池規(guī)格為18m×6m×0.6m。

3.2 施工營(yíng)造區(qū)的水土保持方法

在案例工程施工中布設(shè)了一個(gè)施工營(yíng)造區(qū)，占地面積為0.26hm2，在主體工程設(shè)計(jì)中并沒(méi)有考慮施工營(yíng)造區(qū)的水土保持相關(guān)辦法，但在具體施工中，為控制水土流失量，需要采取行之有效的水土保護(hù)措施[3]。比如：在施工營(yíng)造區(qū)四周布設(shè)磚砌排水溝，并在排水溝出口位置設(shè)置矩形沉砂池，深度≥0.4m，寬度也≥0.4m。并用C15混凝土作為墊層，厚度≥0.1cm。墊層表面用1∶2的水泥砂漿做抹面處理，排水溝用M7.5水泥砂漿砌MU10蒸壓灰砂沙磚。此外，施工營(yíng)造區(qū)施工完成之后，需要進(jìn)行全區(qū)域整地處理，并撒播草籽，整地面積為0.26hm2，撒播草籽的面積也應(yīng)該是0.26hm2。

3.3 施工便道區(qū)域的水土保持方法

冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程施工便道的長(zhǎng)度比較大，達(dá)到2.868km，施工道路占地面積為1.04hm2，施工便道位于河道永久征占地內(nèi)，對(duì)全部施工區(qū)域內(nèi)對(duì)施工便道進(jìn)行臨時(shí)硬化處理，為更好保持施工便道的水土不流失，在臨時(shí)施工道路低洼一側(cè)布設(shè)了臨時(shí)排水溝，出水口位置也設(shè)置了沉砂池，總體形狀為梯形斷面，上底寬度為0.9m，下底的寬度為0.3m，深度為0.3m，坡比為1∶1，并用1∶2的水泥砂漿做抹面處理。在排水溝上每隔400m就布設(shè)一個(gè)沉砂池，長(zhǎng)2.0m，寬1.5m，深1.2m，選擇C15混凝土作為墊層，厚度控制在0.15m左右，池壁用M7.5水泥砂漿砌筑MU10蒸壓灰砂磚，其壁厚控制在0.24m左右，池壁表面用1∶2的水泥砂漿抹面。施工結(jié)束之后，由于部分路段作為農(nóng)用路使用，不用全部進(jìn)行整地和撒播草籽。

3.4 取土場(chǎng)的水土保持方法

冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程借方量達(dá)到1.35萬(wàn)m3，因此布設(shè)了一個(gè)專門的取土場(chǎng)，占地面積為0.27hm2，為控制取土場(chǎng)水土流失，在具體施工中采取了如下水土保持方法：

1)在取土場(chǎng)開采之前，先進(jìn)行表土剝離處理，處理厚度控制在0.3m左右，剝離的表土集中堆放到土場(chǎng)內(nèi)部空地范圍中，但需要保證堆放的高度不超過(guò)3m，邊坡坡度不超過(guò)1∶1.5，取土完成之后，及時(shí)回填上臨時(shí)堆放的表土，可用于植物作物營(yíng)養(yǎng)土[4]。

2)在取土之前，需要在取土場(chǎng)的頂部和四周修建截水溝，截水溝底部寬度控制在0.3m左右，深度控制在0.3m左右，頂部寬度控制在0.6m左右，形成倒梯形截水溝。

3)料場(chǎng)開采完成之后，需要在東側(cè)形成3m高的挖方邊坡，為提升取土場(chǎng)坡面的穩(wěn)定性，開采完成之后，形成最終坡度不能超過(guò)1∶1.5， 并進(jìn)行噴播植草護(hù)坡，草種最好選擇狗牙根和百喜草混合噴播。

3.5 棄渣場(chǎng)的水土保持方法

在冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程施工中形成大量棄渣，達(dá)到10.25萬(wàn)m3，占地面積為2.10hm2，為控制棄渣場(chǎng)水土流失。在四周修建了一圈磚砌排水溝，規(guī)格為0.6m×0.6m。并在棄渣平臺(tái)之上修建梯形斷面簡(jiǎn)易排水溝，深度為0.3m，下底寬0.3m，頂部寬度0.9m。棄渣場(chǎng)中內(nèi)部雨水匯集后通過(guò)沉砂池沉淀后排入到周邊排水系統(tǒng)中。如果遇到暴雨天氣，需要對(duì)裸露渣體用防水彩條布全覆蓋，從而避免發(fā)生沖刷破壞。

4 水環(huán)境綜合整治工程中水土保持效果分析

4.1 生態(tài)效益

水土流失防治措施實(shí)施后，可以有效防止項(xiàng)目區(qū)水土流失，避免因開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目引起新增的水土流失對(duì)周圍環(huán)境的危害；同時(shí)，工程建設(shè)完畢后對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)可綠化區(qū)域盡可能的進(jìn)行植被恢復(fù)，有效改善項(xiàng)目區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境[5]。

4.2 社會(huì)效益

本工程設(shè)計(jì)的水土保持綜合治理措施，可修復(fù)和重建項(xiàng)目區(qū)植被，恢復(fù)項(xiàng)目區(qū)地表植被的功能，可有效攔截地表徑流和泥沙，減輕工程建設(shè)新增水土流失對(duì)周邊地區(qū)的危害和影響，保障主體工程安全運(yùn)行和周圍群眾生產(chǎn)生活及交通安全。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益

水土保持措施產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益包括直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益。間接經(jīng)濟(jì)效益，包括通過(guò)采取工程和植物措施，項(xiàng)目在建設(shè)期和自然恢復(fù)期間可減少水土的流失量，減輕和改善工程占地對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)環(huán)境造成的不良影響。本項(xiàng)目直接經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)不明顯，主要表現(xiàn)為間接經(jīng)濟(jì)效益，如減少泥沙入河涌、溝渠的同時(shí)也一定程度上降低了清淤費(fèi)用。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上，結(jié)合冷水坑河水環(huán)境綜合整治工程實(shí)際情況，分析了水土保持方法和效果，分析得出，在河水環(huán)境綜合整治工程施工中必然會(huì)造成一定的水土流失，不利于生態(tài)環(huán)境持續(xù)發(fā)展。這就需要結(jié)合河水環(huán)境綜合整治工程實(shí)際情況，按照各工程區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)水土流失情況，采取有針對(duì)性的水土保持方法，可獲得良好的綜合效益，從而保證河水環(huán)境綜合整治工程能夠更好的完成。