贛深高鐵惠州北站周邊道路建設(shè)工程水土流失分析與預(yù)測(cè)

艾杏琦

(廣東海納工程管理咨詢(xún)有限公司，廣東 惠州 516000)

1 工程概況

贛深高鐵惠州北站周邊道路建設(shè)工程位于惠州市惠城區(qū)江北高鐵北站片區(qū)和小金口柏崗片區(qū)，跨小金口街道和江北街道。本工程包含白石路、迎賓路和倚山路三部分。其中白石路南起金泉路北至迎賓路，實(shí)施范圍長(zhǎng)約793m，紅線寬50m，雙向8車(chē)道；迎賓路西起白石路東至小金河大道，實(shí)施范圍長(zhǎng)約1417m，紅線寬60m，主線雙向6車(chē)道和輔道雙向2車(chē)道，含跨線橋1座、全互通立交1座、人行天橋1座、人行地下通道2座；倚山路西起白石路東接迎賓路，線路長(zhǎng)約627m，實(shí)施范圍長(zhǎng)約283m，紅線寬60m，主線雙向6車(chē)道和輔道雙向2車(chē)道，含跨河橋1座、跨線橋1座。工程道路等級(jí)為城市主干道。設(shè)計(jì)車(chē)速為每小時(shí)60km，采用瀝青混凝土路面。

2 水土流失分析與預(yù)測(cè)

2.1 水土流失現(xiàn)狀

根據(jù)《土壤侵蝕分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，項(xiàng)目區(qū)屬以水力侵蝕為主的南方紅壤區(qū)，參照《廣東省土壤侵蝕圖》和《土壤侵蝕分級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》，通過(guò)實(shí)地調(diào)查，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)原地表為魚(yú)塘、草地、林地等植被覆蓋較好，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)原始水土流失程度輕度，從而確定項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)平均水土流失背景侵蝕模數(shù)取值為(500t/km2·a)。

2.2 工程程建設(shè)對(duì)水土流失影響分析

項(xiàng)目建設(shè)伴隨著路基開(kāi)挖、溝槽開(kāi)挖、材料運(yùn)輸、材料堆放等，這些施工活動(dòng)都將占?jí)和恋?、改變?cè)械孛病闹脖换蛟兴帘３衷O(shè)施，降低植被覆蓋率，破壞原有生態(tài)防護(hù)體系，造成大量地表裸露，勢(shì)必加大水土流失發(fā)生的可能性和危害程度。工程建設(shè)過(guò)程中擾動(dòng)原地貌、損壞土地和植被全部為工程占地范圍。工程擾動(dòng)地表面積共計(jì)38.43hm2，損壞植被面積為6.88hm2。本工程無(wú)棄方。

具體見(jiàn)表1。

2.3 土壤流失量預(yù)測(cè)

2.3.1 預(yù)測(cè)單元

工程的水土流失預(yù)測(cè)范圍為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)，水土流失預(yù)測(cè)范圍為整個(gè)擾動(dòng)區(qū)域范圍，面積為38.43hm2，預(yù)測(cè)單元與防治分區(qū)一致。各預(yù)測(cè)單元面積如表2所示。

根據(jù)各工區(qū)所處地形及施工特點(diǎn)等因素劃分水土流失預(yù)測(cè)單元。根據(jù)項(xiàng)目占地性質(zhì)、地形地貌因素、項(xiàng)目建設(shè)生產(chǎn)類(lèi)型、項(xiàng)目建設(shè)再塑地貌及水土流失特點(diǎn)將本工程劃為道路建設(shè)區(qū)、施工臨建區(qū)和臨時(shí)堆土區(qū)3個(gè)水土流失預(yù)測(cè)一級(jí)單元；同時(shí)依據(jù)項(xiàng)目建設(shè)擾動(dòng)特點(diǎn)，將道路建設(shè)區(qū)劃分為白石路、迎賓路、倚山路等3個(gè)二級(jí)預(yù)測(cè)單元。預(yù)測(cè)單元?jiǎng)澐衷斠?jiàn)表2。

表1 工程建設(shè)擾動(dòng)原地貌、損壞土地和植被面積 hm2

表2 預(yù)測(cè)范圍及預(yù)測(cè)單元表

2.3.2 預(yù)測(cè)時(shí)段

工程實(shí)施可能誘發(fā)水土流失的重點(diǎn)期間——施工期共計(jì)24個(gè)月(施工期2020年10月-2022年09月)，其中：白石路施工期約為12個(gè)月，預(yù)測(cè)時(shí)段按1.5a計(jì)；迎賓路施工期約為18個(gè)月預(yù)測(cè)時(shí)段按1.5a計(jì)；倚山路施工期約為12個(gè)月預(yù)測(cè)時(shí)段按1.5a計(jì)，為水土流失重點(diǎn)預(yù)測(cè)期，施工臨建區(qū)預(yù)測(cè)施工擾動(dòng)期，按0.50a計(jì)，臨時(shí)堆土區(qū)預(yù)測(cè)整個(gè)工期，約24個(gè)月，按2a計(jì)。自然恢復(fù)期預(yù)測(cè)時(shí)段按2.0a計(jì)。預(yù)測(cè)時(shí)段見(jiàn)表3所示。

2.3.3 土壤侵蝕模數(shù)

1) 現(xiàn)狀土壤流失強(qiáng)度：

根據(jù)工程內(nèi)容的特點(diǎn)和工程占地范圍，通過(guò)收集項(xiàng)目信息及野外調(diào)查并參照《廣東省土壤侵蝕圖》和《土壤侵蝕分級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》，通過(guò)實(shí)地調(diào)查，項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀地表覆蓋較好，項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀水土流失程度輕度，從而確定項(xiàng)目區(qū)內(nèi)平均水土流失背景侵蝕模數(shù)取值為500t/(km2·a)。

2)施工期侵蝕模數(shù)的確定：

惠淡大道三環(huán)路口至金秋路口段改建工程路塹邊坡開(kāi)挖、路基回填等水土流失情況與本工程項(xiàng)目區(qū)建設(shè)情況基本相似，本工程的土壤侵蝕模數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況并結(jié)合與本工程情況基本相相似的項(xiàng)目水土流失監(jiān)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行類(lèi)比并進(jìn)行修正得出本工程的擾動(dòng)侵蝕模數(shù)。

表3 預(yù)測(cè)時(shí)段表

表4 惠淡大道三環(huán)路口至金秋路口新建工程土壤侵蝕模數(shù)統(tǒng)計(jì)表

惠淡大道三環(huán)路口至金秋路口改擴(kuò)建工程各類(lèi)型擾動(dòng)地表土壤侵蝕模數(shù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4，本工程施工期及自然恢復(fù)期各施工區(qū)土壤侵蝕模數(shù)見(jiàn)表5。自然恢復(fù)期根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取1000t/(km2·a)。

表5 本工程各分區(qū)土壤侵蝕模數(shù)表 t/(km2·a)

2.3.4 預(yù)測(cè)結(jié)果

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕的背景資料和工程建設(shè)特點(diǎn)，項(xiàng)目區(qū)水土流失類(lèi)型主要為水力侵蝕。土壤流失量預(yù)測(cè)采用《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50433-2018)推薦的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。施工擾動(dòng)后的土壤侵蝕模數(shù)根據(jù)類(lèi)比工程對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正。

土壤流失量可按下式計(jì)算：

(1)

式中：W為壤流失量，t；j為預(yù)測(cè)時(shí)段，j=1，2，指施工期(含施工準(zhǔn)備期)和自然恢復(fù)期兩個(gè)時(shí)段；i為預(yù)測(cè)單元，1，2……n-1，n；Fji為第j個(gè)預(yù)測(cè)時(shí)段，第i個(gè)預(yù)測(cè)單元的面積，km2；Mji為第j個(gè)預(yù)測(cè)時(shí)段，第i個(gè)預(yù)測(cè)單元的土壤侵蝕模數(shù)〔t/(km2·a)〕；Tji為第j個(gè)預(yù)測(cè)時(shí)段，第i個(gè)預(yù)測(cè)單元的預(yù)測(cè)時(shí)段長(zhǎng)，a。

本工程各個(gè)預(yù)測(cè)單元的土壤流失量預(yù)測(cè)主要考慮不同施工階段在降水條件下工程擾動(dòng)地表產(chǎn)生的加速侵蝕。土壤流失量預(yù)測(cè)面積考慮不同時(shí)段的變化。在施工期侵蝕面積為實(shí)際擾動(dòng)的地表面積。

根據(jù)水土流失量預(yù)測(cè)方法，結(jié)合預(yù)測(cè)單元、預(yù)測(cè)時(shí)段劃分結(jié)果及相關(guān)預(yù)測(cè)參數(shù)取值，對(duì)現(xiàn)階段施工期和自然恢復(fù)期土壤侵蝕量、土壤流失預(yù)測(cè)總量及新增侵蝕量分別進(jìn)行計(jì)算，表6為水土流失預(yù)測(cè)結(jié)果。

表6 土壤流失量預(yù)測(cè)結(jié)果表

從表6可以看出，本工程施工期可能產(chǎn)生的土壤流失總量約7457t，自然恢復(fù)期可能產(chǎn)生的土壤流失總量約336t。工程建設(shè)可能產(chǎn)生的土壤流失總量約7793t，新增的土壤流失總量約7407t。工程施工期是本工程建設(shè)可能產(chǎn)生土壤流失最為嚴(yán)重的時(shí)期，土壤流失的重點(diǎn)區(qū)域?yàn)槁坊こ虆^(qū)。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

工程施工期可能產(chǎn)生的土壤流失總量約7457t，自然恢復(fù)期可能產(chǎn)生的土壤流失總量約336t。工程建設(shè)可能產(chǎn)生的土壤流失總量約7793t，新增的土壤流失總量約7407t。工程施工期是本工程建設(shè)可能產(chǎn)生土壤流失最為嚴(yán)重的時(shí)期，土壤流失的重點(diǎn)區(qū)域?yàn)槁坊こ虆^(qū)。

3.2 建議

根據(jù)上述分析的本工程水土流失重點(diǎn)防治區(qū)域，確定相應(yīng)的措施布局，在綜合分析的基礎(chǔ)上提出以下建議：

1)防治措施的布置：

上述預(yù)測(cè)結(jié)果，是在防護(hù)措施未完善時(shí)可能的流失結(jié)果。工程建設(shè)產(chǎn)生水土流失的因素較多，其中路基開(kāi)挖等人為活動(dòng)，在強(qiáng)降雨情況下極易誘發(fā)嚴(yán)重的水土流失，其中路基工程區(qū)是本工程水土流失的重點(diǎn)防治區(qū)。本工程區(qū)土壤侵蝕類(lèi)型以水力侵蝕為主，水土保持措施應(yīng)以排水沉沙工程相結(jié)合[1]。

2)施工進(jìn)度的安排：

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，施工期為水土流失的重點(diǎn)時(shí)段，以整個(gè)項(xiàng)目區(qū)為產(chǎn)生水土流失的重點(diǎn)部位。對(duì)水土保持的各項(xiàng)措施同主體工程的施工進(jìn)度相對(duì)應(yīng)，措施安排原則上應(yīng)先實(shí)施工程措施，后實(shí)施植物措施。

3)水土保持監(jiān)測(cè)的安排：

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，本工程在施工期的水土流失量大，自然恢復(fù)期水土流失量較少。因此，在施工期應(yīng)適當(dāng)加大監(jiān)測(cè)頻次，監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)區(qū)域?yàn)槁坊こ虆^(qū)。