韶關(guān)市翁源至新豐高速公路工程水土流失危害及綜合治理效益評價

王玉華

(廣東粵源工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510635)

1 引言

工程建設(shè)過程中會對原有的地形地貌產(chǎn)生一定的擾動，可能造成較為嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，若不采取相關(guān)的治理措施，則可能造成較為嚴(yán)重的后果[1-2]。水土流失是一種嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，將對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展造不利影響，同時，也不利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的建設(shè)[3-4]。結(jié)合韶關(guān)市翁源至新豐高速公路工程，對該工程的水土流失危害性進(jìn)行分析，并對工程水土流失治理效益進(jìn)行評價。

2 工程概況

3 水土流失危害分析

3.1 對河流水系、沿河路段及水庫的水土流失危害分析

項(xiàng)目所在區(qū)域主要河流為滃江、新江河、水徑河等?？绾訕蛄夯A(chǔ)主要采用機(jī)械鉆孔灌注樁或擴(kuò)大基礎(chǔ)，橋梁施工過程中產(chǎn)生的鉆渣和泥漿是水土流失的潛在因素，在無防治措施或措施不當(dāng)?shù)那闆r下，容易受降雨及地表徑流的沖刷下，匯入上述水體，甚至將阻斷小型支流形成堰塞區(qū)域，影響河流的行洪安全；同時交通污染物也容易在地表徑流的作用下匯入水體影響局部水環(huán)境。

沿河路段主要為挖方和填方路基為主，在路基開挖和填筑期間將產(chǎn)生大量松散的堆積體，其邊坡松散土壤極易在雨水的挾帶下進(jìn)入附近河流，因此沿河路段也為本項(xiàng)目敏感區(qū)。項(xiàng)目建設(shè)可能造成影響的水庫為亮星水庫、泉坑水庫、甕城水庫等。公路建設(shè)將造成大量挖方及填方，在無防治措施的情況下可能造成土石方滾落或在雨水沖刷作用下進(jìn)入庫區(qū)，輕者造成水質(zhì)渾濁，重者將造成水庫淤積、減少庫容、縮短水庫壽命，影響水庫使用功能。

3.2 對周邊農(nóng)用地的水土流失危害分析

項(xiàng)目建設(shè)將對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定的影響，施工期若無防治措施或措施不當(dāng)，降雨及地表徑流沖刷下，臨時堆土、裸露地表流失的水土將漫流至農(nóng)用地周邊低洼區(qū)域，甚至淤積或淹埋沿線下游的林草植被、經(jīng)濟(jì)作物或農(nóng)作物。

3.3 對周邊交通運(yùn)輸?shù)缆返乃亮魇：Ψ治?/h3>

工程沿線交叉的現(xiàn)有道路有京珠高速、G106國道、030鄉(xiāng)道、776鄉(xiāng)道、775鄉(xiāng)道、S341省道、X350縣道、X347縣道、956鄉(xiāng)道、S347省道、X354縣道、大廣高速、G105國道、S244省道及線路周邊的村道等。主體工程設(shè)計(jì)主要考慮采用跨線橋、互通式立交、分離式立交等型式跨越，盡可能減少對現(xiàn)有道路的影響；各跨越點(diǎn)施工將不可避免的阻礙以上道路的正常通行，施工產(chǎn)生的泥漿、臨時堆土將可能污染現(xiàn)有道路并淤塞現(xiàn)有排水系統(tǒng)；應(yīng)注重運(yùn)輸土方的防護(hù)，避免土方滑落，造成水土流失。

3.4 對沿線村莊、居民點(diǎn)的水土流失危害分析

本項(xiàng)目沿線途經(jīng)韶關(guān)市翁源縣新江鎮(zhèn)上壩村、星光村、突水村、東三村、官渡鎮(zhèn)新陂村周陂鎮(zhèn)藤山村、高一村、陳村村、高二村、黃河村、新豐縣回龍村、新坪村等，項(xiàng)目建設(shè)期間路基填筑、橋梁施工產(chǎn)生的水土流失將破壞沿線居民點(diǎn)的自然景觀，給沿線的居民點(diǎn)生產(chǎn)、生活帶來不利影響；設(shè)備運(yùn)輸、裝卸將影響路線兩側(cè)居民的正常通行；此外，項(xiàng)目建設(shè)產(chǎn)生的挖填邊坡、臨時堆土和泥漿等防護(hù)不當(dāng)，容易引發(fā)居民投訴。

3.5 暴雨集中區(qū)域水土流失危害分析

項(xiàng)目區(qū)水土流失形式以水力侵蝕為主，降雨為土壤侵蝕的主要外營力，因此本項(xiàng)目影響水土流失的主要?dú)庀笠蛩貫榻涤辍ｍ?xiàng)目所在地多年平均降雨量在1694 mm～1910 mm，降雨在時間分布上較為不均，約80%的降水量集中在4月～9月。在同一背景條件下，短歷時強(qiáng)降雨產(chǎn)流時間短且量大，對土壤顆粒的分解、沖刷、搬運(yùn)作用強(qiáng)，可造成嚴(yán)重水土流失現(xiàn)象；短歷時強(qiáng)降雨較多，在工程建設(shè)等多種因素集中出現(xiàn)的條件下，降雨對土壤侵蝕的程度將更為劇烈。因此，需加強(qiáng)對暴雨集中區(qū)域的防洪排水工作，提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，盡可能地降低降雨等氣象因素對工程建設(shè)的影響程度。

3.6 棄渣場的水土流失危害分析

對于棄渣主要為土石混合物，根據(jù)對同類項(xiàng)目棄渣場的調(diào)查，渣體結(jié)構(gòu)松散，渣場缺乏排水及攔擋措施，渣體極易受雨水沖刷流失，危害區(qū)主要表現(xiàn)在棄渣場下游(即渣場出口)。此外，若渣場選址不當(dāng)，則可能出現(xiàn)泥石流等地質(zhì)危害。因此，棄渣場也為水土流失敏感區(qū)，應(yīng)引起足夠的重視。

3.7 線路跨越的生態(tài)嚴(yán)控區(qū)、水源保護(hù)區(qū)水土流失危害分析

工程沿線跨越惠州市生態(tài)嚴(yán)控區(qū)及梅坑河、小正河備用水源二級保護(hù)區(qū)，施工期間要嚴(yán)控控制工程施工擾動范圍，盡量減少對生態(tài)嚴(yán)控區(qū)及保護(hù)區(qū)的影響。施工期間要做好水土保持及環(huán)保相關(guān)措施，尤其是暴雨期間做好土石方堆放、開挖填筑路基坡面的臨時攔擋、排水及苫蓋等措施，防止施工期間的泥水流入生態(tài)嚴(yán)控區(qū)及水源保護(hù)區(qū)內(nèi)，對生態(tài)嚴(yán)控區(qū)及水源保護(hù)區(qū)的環(huán)境造成影響。

視覺法表面粗糙度檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在位檢測，不僅可以顯著提高工作效率，而且可以應(yīng)用于加工過程中的加工表面質(zhì)量監(jiān)測，為智能加工提供有效手段。

4 水土保持綜合治理措施及效益評價

4.1 水土保持綜合措施

工程措施：表土回覆49.48萬m3，復(fù)耕9.33 hm2，分級削坡15505 m3，永久截水溝2975 m，永久排水溝5448 m，永久磚砌沉沙池24座，永久急流槽734 m，漿砌石擋墻450 m。

植物措施：全面整地157.42 hm2，撒播種草156.01 hm2，栽植喬木80954株，栽植灌木431691株，栽植經(jīng)濟(jì)林705株，三維網(wǎng)植草護(hù)坡61014 m2，客土噴播植草16630 m2，橋下撒播種草50.85 hm2。

臨時措施：截水溝4649 m，塹頂擋水埂1674 m3，排水溝58861 m，急流槽17527 m，平臺排水溝18832 m，沉沙池535座，密目網(wǎng)覆蓋52.91 hm2，編織土袋攔擋/拆除11797 m3。

4.2 基于未確知測度理論水土保持效益評價

4.2.1 基于未確知測度理論水土保持效益評價模型

根據(jù)前人研究成果可知，水土保持工程效益可從經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會效益3個方面進(jìn)行分析。影響水土保持效益的因素眾多，主要包括：治理程度(Z1)、植被覆蓋增加率(Z2)、土壤侵蝕模數(shù)(Z3)、增加蓄水量(Z4)、收入增長率(Z5)、土地生產(chǎn)率(Z6)、資金產(chǎn)投比(Z7)、內(nèi)部收益率(Z8)、人均耕地面積(Z9)、人均產(chǎn)糧(Z10)、土地利用率(Z11)、路網(wǎng)密度(Z12)。水土保持綜合治理效益評價指標(biāo)等級劃分見表1，共12個指標(biāo)。根據(jù)組合賦權(quán)，各評價指標(biāo)權(quán)重見表2。

表1 單指標(biāo)評價等級劃分

表2 水土保持效益各評價指標(biāo)權(quán)重

4.2.2 未確知測度理論

水土流失治理綜合效益可用向量集R來表示，R={R1，R2，R3，…，Rn}。影響效益指標(biāo)共m個，用集合Z表示：Z={Z1，Z2，R3，…，Zm}。Xi為指標(biāo)i的實(shí)測值。根據(jù)表1，將水土保持效益劃分為4個等級，用向量U表示：U={C1，C2，C3，C4}，設(shè)Ck為第k級評價指標(biāo)且Ck>Ck+1。若C1>C2>C3>，…，Cp，則{C1，C2，C3，…，Cp}為一個有序分割類。

(1)單指標(biāo)測度評價矩陣

未確知測度(μijk)=μ(Xij∈Ck)，為指標(biāo)Xi屬于等級Ck的程度。單指標(biāo)評價矩陣為：

(1)

(2)多指標(biāo)測度評價矩陣

設(shè)μijk=μ(Ri∈Ck)為指標(biāo)Ri屬于等級Ck的程度。

(2)

式中：ωj為指標(biāo)Xj權(quán)重。

多指標(biāo)綜合評價矩陣如式(3)：

(3)

(3)置信度識別準(zhǔn)則

4.3 韶關(guān)市翁源至新豐高速公路工程水土流失綜合效益評價

基于未確知測度理論水土流失綜合效益評價方法已經(jīng)取得了較多的成功經(jīng)驗(yàn)[5-7]，其評價結(jié)果具有一定的可靠性，因此，采用該方法對韶關(guān)市翁源至新豐高速公路工程水土流失治理工程的綜合效益進(jìn)行分析。韶關(guān)市翁源至新豐高速公路工程水土保持效益各指標(biāo)取值見表3。

表3 水土保持效益評價指標(biāo)取值

建立單指標(biāo)測度函數(shù)見圖1。

(Z1)

結(jié)合測度矩陣和式(2)獲取工程多指標(biāo)評價向量[0.224，0.373，0.248，0.155]。從小到大為：0.224+0.373=0.597>0.5，從大到小為0.167+0.251+0.365=0.776>0.5。兩種方法判定韶關(guān)市翁源至新豐高速公路工程水土流失治理工程的效益等級為Ⅱ級。

5 結(jié)論

(1)韶關(guān)市翁源至新豐高速公路工程路線長，涉及范圍廣，工程種類多。經(jīng)過初步分析，工程建設(shè)期間對河流、農(nóng)用田、棄渣場等區(qū)域可能造成較為嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，需采取必要的治理措施。

(2)結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，主要采取臨時措施+植被措施+工程措施相結(jié)合的方法保持工程水土，采用目前較為常用的未確知測度理論對工程效益進(jìn)行分析，評價結(jié)果表明：水土保持效益等級為Ⅱ級，水土保持效益較為顯著。