湛江市奮勇高新區(qū)水土保持工程排水系統(tǒng)設(shè)計與水土流失監(jiān)測

吳銳輝

(廣州穗水工程咨詢有限公司,廣東 廣州 510650)

1 工程概況

項目位于湛江市奮勇高新區(qū)中心區(qū)域,為新建項目。項目建設(shè)內(nèi)容共計3條城市道路,分別為吉隆坡中路、萬象中路和萬隆西路,路線長度分別為2.164 km、0.437 km、1.010 km,路線總長約3.611 km,其中吉隆坡中路、萬象中路道路寬度均為43 m,雙向六車道;萬隆西路道路寬度為26 m,雙向四車道;全線新建給排水管道、綜合管線、交通、照明和綠化等附屬設(shè)施。項目建設(shè)不涉及拆遷移民安置及專項設(shè)施改遷建。工程總占地面積29.68 hm2,其中永久占地17.65 hm2,臨時占地12.03 hm2。工程土石方挖方總量為53.35萬 m3;填方總量為39.38萬 m3;無借方產(chǎn)生;棄方總量13.97萬 m3,全部運往新能源動力電池道路管網(wǎng)配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目用作場地平整回填。

項目區(qū)屬沿海臺地地貌,屬南亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫為22℃,年平均降雨量為 1 559.3 mm,雨季集中在4-9月。項目區(qū)土壤類型主要為赤紅壤,地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林。項目區(qū)森林覆蓋率約為29.60%,項目建設(shè)區(qū)植被覆蓋率為26%,容許土壤流失量為500 t/km2·a,施工期土壤侵蝕模數(shù)見表1。

表1 本工程施工期土壤侵蝕模數(shù)值

2 土壤流失量測算

2.1 土壤流失量計算

土壤流失量按下式計算:

(1)

式中:W為土壤流失量(t);j為預(yù)測時段,j=1,2,即指施工期(含施工準(zhǔn)備期)和自然恢復(fù)期兩個時段;i為預(yù)測單元,i=1,2,3,……,n-1,n;Fji為第j預(yù)測時段、第i個預(yù)測單元的面積,km2;Mji為第j預(yù)測時段、第i預(yù)測單元的土壤侵蝕模數(shù),t/(km2·a);Tji為第j預(yù)測時段、第i預(yù)測單元的預(yù)測時段長,a。

計算結(jié)果見表2。

表2 施工期及自然恢復(fù)期水土流失量預(yù)測結(jié)果

根據(jù)以上確定的時段、分區(qū)及方法,通過計算,本工程建設(shè)期可能造成水土流失總量約5 127 t,其中新增水土流失總量約4 705 t。新增水土流失量中,路基工程區(qū)占水土流失總量的65.36%,施工期的水土流失量占97.09%。

2.2 水土流失危害分析

不同程度地破壞了原有地貌,施工期新增水土流失4 705 t,這將對項目周邊市政道路、周邊水系、周邊居民點產(chǎn)生一定影響。

3 主體工程水土保持設(shè)計

水保措施包括:有現(xiàn)場施工圍蔽、地面及路面硬化、雨水管、綠化美化、植草護坡、基坑截排水溝、排水邊溝及擋水埝等。

3.1 施工圍蔽

本項目已于2021年8月動工建設(shè),目前場地未實施施工圍蔽。建議工程后續(xù)施工對項目施工區(qū)域沿線進行圍蔽,圍蔽方式采取2.5 m高彩鋼板,下部帶有實體基礎(chǔ),可有效控制水土流失。從水土保持角度分析,圍蔽措施可避免施工產(chǎn)生的泥漿水外溢至場外[1]。

3.2 地、路面硬化

工程對項目區(qū)域內(nèi)道路等進行固化、硬化,道路采用混凝土路面,主要功能為通行,水泥路面除發(fā)揮其主要交通功能外,還具有一定的水土保持功能,硬化的路面能有效地防止降雨直接擊濺土壤造成水土流失,同時也是防滲固土一項有效措施。

3.3 雨水管

根據(jù)主體工程設(shè)計資料,吉隆坡中路、萬隆西路及萬象中路道路下方雨水管共計10 747 m,各管道規(guī)格及工程量見表3。

表3 雨水管工程量統(tǒng)計

3.4 綠化美化

本項目規(guī)劃綠化美化面積共計1.59 hm2,綠化樹種主要為香樟、秋楓、細葉欖仁、火焰樹、紅花木球、黃金榕球、細葉紫薇等喬木,胸徑9～10 cm,合計共栽植喬木2 842株、灌木株1 996株、地被1.57 hm2。綠化植被具有減少雨水直接沖刷地表和固定土壤的功能,符合水土保持要求。

3.5 植草護坡

本項目路基挖填高度較小,大部分路基挖填高度在1～3 m之間,路基防護擬采用植草防護的形式進行邊坡防護處理。合計植草護坡面積共1.61 hm2,其中挖方邊坡區(qū)植草護坡0.70 hm2,填方邊坡區(qū)植草護坡0.91 hm2。

3.6 基坑截、排水溝

道路箱涵施工形成開挖邊坡,主體設(shè)計已于邊坡坡頂及坡底設(shè)計有截排水溝,規(guī)格尺寸為:30 cm×30 cm,采用磚砌矩形斷面結(jié)構(gòu)見圖1。根據(jù)主體工程設(shè)計資料,共設(shè)計基坑頂截水溝3 980 m、基坑底排水溝3 785 m,合計共設(shè)計基坑截、排水溝7 765 m。

圖1 截水溝大樣圖

3.7 排水邊溝

根據(jù)主體設(shè)計資料,道路挖方邊坡及填方邊坡坡頂坡腳處設(shè)計有排水邊溝,采取砂漿抹面矩形結(jié)構(gòu)斷面,排水邊溝剖面見圖2。規(guī)格尺寸為:60 cm×60 cm。其中挖方邊坡區(qū)設(shè)計排水邊溝645 m、填方邊坡區(qū)設(shè)計排水邊溝762 m,合計排水邊溝工程量為1 407 m。

圖2 排水邊溝剖面圖

3.8 擋水埝

表4 水土保持功能工程表

4 水土保持監(jiān)測

針對不同監(jiān)測內(nèi)容和重點,結(jié)合工程實際,綜合采取衛(wèi)星遙感、無人機遙感、視頻監(jiān)控、地面觀測、實地調(diào)查量測、查閱資料等多種方法,對生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失進行定量監(jiān)測和過程控制。

4.1 查閱資料

查閱資料主要通過現(xiàn)場觀察及周邊敏感區(qū)域調(diào)查,項目基本情況調(diào)查,主要包括項目區(qū)氣象、水文、土壤、植被、社會經(jīng)濟、水土保持建設(shè)情況、治理經(jīng)驗等。

4.2 實地調(diào)查量測

實地調(diào)查量測宜采用測繩、測尺、全站儀、GPS或其他設(shè)備量測。

4.3 監(jiān)測點觀測

按照設(shè)計頻次,在集沙池的四個角及中心點分別量測泥沙厚度,并測算泥沙密度。土壤流失量可采用下列式子計算:

(2)

式中:ST為匯水區(qū)土壤流失量,g;h1…h(huán)5為集沙池四角和中心點的泥沙厚度,cm;S為集沙池底面面積,m2;為泥沙密度(g/cm3)。

4.4 無人機遙感

無人機遙感監(jiān)測法宜采用高分辨率遙感影像。

5 結(jié)語

監(jiān)測結(jié)果表明,主體設(shè)計的雨水管、排水溝等設(shè)施,可及時有效的將場內(nèi)積水排出。建設(shè)后期路面裸露地面被全部硬化或恢復(fù)綠化,綠化措施在一定程度上防止了雨水對土層的沖刷、避免了水土流失危害的發(fā)生,同時也美化了項目和周邊環(huán)境。主體工程的水土保持措施,在項目建成后能夠控制水土流失的發(fā)生,主體工程設(shè)計基本能滿足水土保持要求。