宜春市工程建設(shè)中水土流失原因及治理措施

張秀梅

（江西省贛西土木工程勘測設(shè)計院，江西 宜春336000）

1 區(qū)域概況

項目位于宜春市袁州區(qū)，項目用地面積50.37 hm2，其中永久占地面積為48.42 hm2，臨時占地面積為1.95 hm2，占地類型為水田、旱地、灌木林地、公路用地、河流水面、村莊、空閑地和設(shè)施農(nóng)用地等。項目已經(jīng)開工建設(shè)，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，未施工區(qū)域保持原地貌，土體未擾動，穩(wěn)定性較好，水土流失較小，參照與本工程類似已建工程，年均土壤流失量在500 t/（km2·a）以下；已施工的區(qū)域損壞原地貌和植被，削弱自然邊坡的穩(wěn)定性，土石松散，降低其水土保持功能，沿線路塹和路基裸露陡峻，在降水侵蝕作用下，水土流失非常大，參照與本工程類似已建工程，年均土壤流失量能達到5500 t/（km2·a）～8000 t/（km2·a），應(yīng)盡快采取水土保持措施減少水土流失。

2 水土流失現(xiàn)狀

項目所在的宜春市袁州區(qū)現(xiàn)有水土流失面積346.47 km2，其中：輕度流失面積232.65 km2，中度流失面積85.05 km2，強列流失面積21.32 km2，極強度流失面積5.67 km2，劇烈流失面積1.78 km2。見表1。

表1 宜春市袁州區(qū)水土流失情況表

根據(jù)《全國水土保持區(qū)劃（試行）》，工程所在地屬于南方紅壤區(qū)（V區(qū)，南方山地丘陵區(qū)）。根據(jù)《土壤侵蝕分類分級標準》（SL 190-2007）中土壤侵蝕強度分類分級標準，項目區(qū)容許土壤流失量500 t/（km2·a）。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，目前道路工程正在施工，原始地形已被破壞，對植被的破壞較為嚴重，目前屬中度水力侵蝕為主［1］。

2 水土流失影響因素分析

2.1 自然條件影響

（1）地形地貌。項目區(qū)屬低山丘陵地貌，總體地勢南低，西、北側(cè)高。北部受地質(zhì)構(gòu)造控制，山丘呈北東向展布，連綿數(shù)十里，多屬構(gòu)造剝蝕、侵蝕剝蝕或溶蝕剝蝕丘陵地形。施工破壞了原有地貌類型，遇暴雨形成徑流將沖刷地表，造成水土流失。

（2）氣候。本項目區(qū)氣候溫和濕潤，雨量充沛，光照充足，四季分明，屬亞熱帶季風型濕潤氣候。全年平均雨量為1592.02 mm，降水主要集中在4月～9月份，在集中強降雨時，雨滴和徑流對地表造成嚴重的濺蝕和沖刷，這就導致水土流失。

（3）土壤。施工區(qū)的土壤以紅壤為主，項目區(qū)經(jīng)擾動后，土壤物理結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，土壤結(jié)構(gòu)變得疏松，在當?shù)亟涤陾l件下極易發(fā)生嚴重的面蝕等水土流失現(xiàn)象。

（4）植被。沿線區(qū)域水熱條件好，植被豐富。項目區(qū)地帶性植被為亞熱帶濕潤常綠針葉、闊葉林竹林、針闊交混林和灌草地等。主要植物品種有樟樹、馬尾松、杉木等。項目區(qū)植被覆蓋率為53%，但由于項目建設(shè)破壞了植被，將加劇項目區(qū)的水土流失。

2.2 工程建設(shè)影響

（1）路基挖填。路基挖填過程中會破壞地表原始植被和土壤結(jié)構(gòu)，大大降低地表土壤的抗沖能力，這就加劇了水土流失。開挖的土方和及多余的土方堆放在施工場地，在降雨時不可避免地會產(chǎn)生水土流失。

（2）路面施工。在路基鋪設(shè)砂礫層、面層的過程中，有可能遇上強風和大風天氣，由于面蝕和風蝕，將造成水土流失。而且道路的建設(shè)使路面硬化，土壤滲透能力變?nèi)?，地表徑流量變多，速度更快，在排出過程中會帶走表層水土，造成水土流失。

（3）橋梁施工。橋梁基礎(chǔ)施工時需要鉆孔開挖，這就擾動了原始地表，嚴重破壞地表植被和土壤結(jié)構(gòu)，造成水土流失。另外橋涵施工時，水流比較集中，流速較大，這就很容易將新產(chǎn)生的地表土沖刷帶走。

3 水土保持措施

3.1 植物措施

施工場地使用結(jié)束后，恢復(fù)為原地貌，占用林地的部分恢復(fù)為林地，種植景觀效果好的綠化樹種，喬灌草混交，營造觀賞生態(tài)林。

樹種選擇：以“適地適樹、鄉(xiāng)土優(yōu)先、避免物種入侵”為原則，把樹種的多樣性、功能性和景觀功能相結(jié)合，盡量選擇耐旱、易存活的當?shù)貥洳莘N，盡量做到常綠和落葉、速生和慢生，喬灌草相結(jié)合。根據(jù)沿線氣候、土壤條件，和當?shù)亻_發(fā)建設(shè)項目水土保持經(jīng)驗，本工程所在地現(xiàn)有樹種主要有杉樹、馬尾松、濕地松、木荷、側(cè)柏、柏木、楓香、苦楝、刺槐、樟樹、烏桕、毛竹、楊樹、胡枝子、等適生樹種，高羊茅、假儉草、百喜草、爬山虎、狗芽根、早熟禾等草種，同時為了充分利用空間和營養(yǎng)面積，應(yīng)采取多種植物喬灌混交的形式進行栽植。栽植喬木選用3年生一級苗，栽植灌木選用2年生一級苗，并適當采取截干苗木，以便減少水分蒸發(fā)，保持和調(diào)節(jié)水分平衡，提高成活率。根據(jù)以上植物調(diào)查結(jié)果和項目區(qū)實際情況，本方案選擇的主要樹種見表2。

表2 主要綠化植物種及其生態(tài)學特征

單位面積植物措施配置見表3。

表3 每公頃植物措施配置表

3.2 工程措施

本工程主體工程設(shè)計中已經(jīng)布置了十分完善的永久性排水系統(tǒng)，完全能夠滿足工程建設(shè)后場區(qū)內(nèi)的排水要求。因此本方案不增加布設(shè)永久排水設(shè)施，只設(shè)計臨時排水措施。

3.2.1 布設(shè)土質(zhì)排水溝

在項目區(qū)路堤底部、路塹上邊坡頂、橋臺周邊、臨時堆土場周邊周邊設(shè)置土質(zhì)排水溝，主要用于收集、疏導項目區(qū)內(nèi)的雨水徑流，臨時排水溝采用土質(zhì)邊溝，斷面為梯形，深30 cm，底寬30 cm，坡比1∶1。每沿米臨時土質(zhì)排水溝工程量為需開挖土方0.18 m3。

（1）設(shè)計標準：本項目防御暴雨標準按照5年一遇1 h短歷時設(shè)計暴雨最大降雨量54 mm/h計算。

（2）洪峰流量的確定，計算公式如下：

式中：Q為最大洪峰流量，m3/s；K為徑流系數(shù)；I為平均1 h降雨強度；F為洪水匯集到溝內(nèi)的集水面積，km2。

表4 臨時土質(zhì)排水溝過流量統(tǒng)計表

（3）過水斷面的確定

明渠均勻流公式計算公式如下：

式中：Q設(shè)為明渠均勻流流量；A為過水斷面面積；R為過水斷面水力半徑；C為謝才系數(shù)；i為溝底比降；n為糙率。

根據(jù)清水洪峰流量計算公式和明渠均勻流水力計算公式，推算出過水深度H，即為排除設(shè)計流量Q所需的溝深，見表5。

表5 臨時排水溝過流能力復(fù)核統(tǒng)計表

根據(jù)計算得出，梯形臨時排水溝過流能力滿足要求。

3.2.2 建臨時土質(zhì)沉沙池

本工程臨時沉沙池設(shè)置在臨時排水溝末端或排水溝交匯處。雨水徑流經(jīng)過排水溝匯集，經(jīng)沉沙池沉沙后，排入附近溝渠。臨時沉沙池采用土質(zhì)沉沙池，斷面為梯形，沉沙池深1 m，上頂長×寬為2.7 m×1.8 m，下底長×寬為0.7 m×0.6 m，高1.0 m，水流方向邊坡1∶1，其它兩側(cè)邊坡為1∶0.6。臨時沉沙池設(shè)計見圖1。單個臨時沉沙池的工程量為需開挖土方2.4 m3。

圖1 臨時沉沙池平面圖

3.2.3 裝土編織袋擋土墻

斷面尺寸為：深×頂寬×底寬＝1.0 m×0.4 m×1.2 m的梯形斷面，堆砌時應(yīng)相與咬合、搭接，搭接長度不小于臨時裝土編織袋長度的1/3，裝土編織袋擋土墻斷面型式見圖2。單位長度工程量為需臨時裝土編織袋0.8 m3/m。

圖2 裝土編織袋擋土墻示意圖（單位：mm）

3.2.4 臨時苫蓋

在堆放土方表面鋪設(shè)苫布進行苫蓋，苫布采用防水、耐風化材料，能夠滿足施工期防止雨水沖刷表土的要求，蓋好后應(yīng)每隔1 m～2 m用石塊等物體壓住苫布邊緣，避免風將苫布掀開，造成土石方裸露，苫蓋面積應(yīng)大于或等于表土堆放占地面積。

對于本方案設(shè)計的臨時排水溝、沉沙池、裝土編織袋擋土墻、臨時苫蓋措施在主體工程設(shè)計的綠化工程開工建設(shè)前，應(yīng)做好拆除工作，以便于工程后期綠化。

4 結(jié)語

工程建設(shè)過程中不可避免造成一定的水土資源的流失，所以就要根據(jù)每個工程的特點，科學地設(shè)計實施水土保持方案，減小因為施工而造成的水土流失。本水土保持方案可恢復(fù)被破壞的植被，將極大地改善項目區(qū)內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量，使項目建設(shè)造成的水土流失得到有效控制。另外，方案的實施，將遏止項目區(qū)立地條件的惡化趨勢，減少土壤中各有機質(zhì)和無機鹽的流失，為區(qū)域生態(tài)環(huán)境的改善創(chuàng)造了有利條件。