拉馬河（鐵嶺縣段）水土流失預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)

楊英英

（撫順市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 撫順 113000）

1 概 述

拉馬河（鐵嶺縣段）河道治理工程位于鐵嶺縣阿吉鎮(zhèn)境內(nèi)，拉馬河（鐵嶺縣段）河道治理工程是以防洪為主的堤防、生態(tài)防護(hù)工程，拉馬河（鐵嶺縣段）治理工程由堤防工程、護(hù)岸工程和護(hù)堤林工程組成。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)堤防工程、護(hù)岸工程和護(hù)堤林工程進(jìn)行水土保持設(shè)計(jì)。工程規(guī)模與等級(jí)：堤防、生態(tài)防護(hù)級(jí)別為5 級(jí)。項(xiàng)目組成詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 鐵嶺縣拉馬河河道綜合治理工程項(xiàng)目組成表

2 項(xiàng)目區(qū)概況

2.1 水文

該區(qū)域暴雨集中，極易造成洪水和水土流失，春季多西南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，流域多年平均氣溫6～8℃。以鐵嶺兩氣象站氣象資料為代表站，統(tǒng)計(jì)其氣象特征：鐵嶺站多年平均氣溫7.4℃，多年平均降水量為675.6mm，歷年最大風(fēng)速24.0m/s，流域內(nèi)實(shí)測(cè)最大凍土深度1.66m。多年平均蒸發(fā)量為676mm[1-3]。

2.2 工程地質(zhì)

依據(jù)勘察鉆孔所揭示的各巖土層的分布及地層結(jié)構(gòu)特征，參考地貌單元的劃分。該段覆蓋層均為第四系更新統(tǒng)，未揭露下伏基巖。兩岸堤防堤身較為完整，僅局部地段出現(xiàn)人為破損情況。堤身：巖性主要為素填土：堤身均為土質(zhì)邊坡，灰褐色，主要由粘性土組成，含細(xì)粒土及少量碎石，厚度：2.20～3.50m。堤基：質(zhì)黏土、粉細(xì)砂、中粗砂。自上而下為如下6 層2 夾層：粉質(zhì)黏土②：飽和，可塑狀態(tài)。厚度：2.30～19.30m，平均9.66m。粗砂②-1：濕，中密狀態(tài)。厚度：1.50～2.80m，平均2.15m。細(xì)砂③：濕～飽和，稍密狀態(tài)。厚度：5.50～7.50m，平均6.30m 中砂④：濕～飽和，中密狀態(tài)。厚度：5.00～6.20m，平均5.60m。粗砂⑤：飽和，密實(shí)狀態(tài)。厚度：7.80～10.50m，平均9.15m。粉土⑥-1：濕，中密狀態(tài)，中等壓縮性土。厚度：5.30～5.30m，平均5.30m。粉質(zhì)黏土⑥：飽和，可塑狀態(tài)，中等壓縮性土[4]。

3 水土流失預(yù)測(cè)

3.1 水土流失預(yù)測(cè)范圍及單元

該區(qū)域包括主體工程區(qū)、施工臨時(shí)占地區(qū)2 個(gè)預(yù)測(cè)單元。水土流失預(yù)測(cè)面積為23.67hm2。

3.2 水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段

根據(jù)該工程的性質(zhì)和特點(diǎn)，預(yù)測(cè)時(shí)段可劃分為建設(shè)期和自然恢復(fù)期[5]。建設(shè)期為2021 年3 月—2021年9月，2021年3月開(kāi)始動(dòng)工起，共歷時(shí)9個(gè)月，預(yù)測(cè)時(shí)段按1a 計(jì)。各功能區(qū)水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段及面積詳見(jiàn)表2。

表2 水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段表

3.3 水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容及方法

根據(jù)水利工程的特點(diǎn)和施工方案，對(duì)施工期間可能出現(xiàn)的水土流失進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)[6]。詳見(jiàn)表3。

表3 預(yù)測(cè)內(nèi)容及技術(shù)方法

3.4 擾動(dòng)地表面積

工程占地面積23.67hm2，占用的土地類(lèi)型主要有河灘地和建設(shè)用地。項(xiàng)目擾動(dòng)地表面積合計(jì)23.67hm2。

3.5 損壞水土保持設(shè)施面積

該工程擾動(dòng)地表面積23.67hm2，未破壞水土保持設(shè)施面積。

3.6 水土流失量預(yù)測(cè)

3.6.1 預(yù)測(cè)方法

從地形、降水、植被、土壤、人為活動(dòng)等水土流失主要影響因子考慮，采用經(jīng)驗(yàn)公式或參數(shù)值確定工程各預(yù)測(cè)單元不同預(yù)測(cè)時(shí)段的土壤侵蝕模數(shù)，再計(jì)算各預(yù)測(cè)單元的水土流失量[7-8]。

水土流失量采用下列公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：W為擾動(dòng)土壤流失量，t ；i為預(yù)測(cè)單元，（1，2，3，......n）；K為預(yù)測(cè)期，1，2，指建設(shè)期（含準(zhǔn)備期） 和自然恢復(fù)期；Fi為第i個(gè)預(yù)測(cè)單元的面積，km2；Mik 為擾動(dòng)后不同時(shí)期不同預(yù)測(cè)單元的土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2. a)；Tik為預(yù)測(cè)時(shí)段，a。

3.6.2 土壤侵蝕模數(shù)參數(shù)

通過(guò)向水土保持部門(mén)與專(zhuān)家咨詢，結(jié)合施工場(chǎng)地土地類(lèi)型，確定原地貌土壤水蝕模數(shù)。結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式確定項(xiàng)目區(qū)內(nèi)建設(shè)期、自然恢復(fù)期地貌土壤水蝕模數(shù)，R=265（根據(jù)《中國(guó)降雨侵蝕力R 值的計(jì)算與分布Ⅱ》中的全國(guó)年降雨侵蝕力R 值等值線圖確定），θ=45°，D=1.5g/cm3。詳見(jiàn)表4。

表4 項(xiàng)目區(qū)土壤水蝕模數(shù)確定適用的數(shù)學(xué)模型

考慮到不同時(shí)期和區(qū)域的地形、坡度、植被和地表擾動(dòng)，確定項(xiàng)目水土流失預(yù)測(cè)期內(nèi)各分區(qū)的平均土壤侵蝕模數(shù)，見(jiàn)表5。

表5 平均土壤侵蝕模數(shù)表 t/(km2·a)

3.6.3 預(yù)測(cè)成果

根據(jù)上述方法和確定的參數(shù)計(jì)算，原地貌水土流失189.35t，施工期間水土流失616.94t。自然恢復(fù)期水土流失量256.57t，項(xiàng)目區(qū)新增水土流失量684.16t。項(xiàng)目區(qū)預(yù)測(cè)期內(nèi)總水土流失量和新增水土流失量如表6 所示。

表6 項(xiàng)目區(qū)水土流失總量及新增水土流失量 t

4 主體工程水土保持分析與評(píng)價(jià)

4.1 主體工程已有水土保持措施與分析

根據(jù)《關(guān)于印發(fā)水土保持開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)審查要點(diǎn)的通知》，參照主體工程設(shè)計(jì)，將主體工程中的生物防護(hù)工程、種植灌木等界定為水土保持工程，具體工程量詳見(jiàn)表7。

表7 主體工程中界定為水保工程的水土保持投資估算表

主體工程已列的水土保持措施，有效防止了工程區(qū)的水土流失，具有較好的水土保持效果。

4.2 水土流失防治

工程項(xiàng)目建設(shè)包括堤防、生態(tài)防護(hù)占地區(qū)、料場(chǎng)開(kāi)采區(qū)、施工占地區(qū)，防治責(zé)任范圍為23.67hm2。

4.2.1 堤防、土生態(tài)防護(hù)治區(qū)

堤防、生態(tài)防護(hù)在施工時(shí)邊坡兩側(cè)會(huì)散落很多松土，土壤流失預(yù)測(cè)顯示，如果不進(jìn)行處理，會(huì)有很多損失，因此，施工時(shí)應(yīng)注意及時(shí)清理邊坡浮土，避免雨水損失。同時(shí)布置好施工排水設(shè)施，尤其是翻曬含水量較大的土料時(shí)，應(yīng)采取臨時(shí)防護(hù)措施，可用裝土草袋或較大塊石防護(hù)坡腳，控制土料流失。工程結(jié)束后，因生態(tài)防護(hù)填筑主要在迎、背水坡，在施工時(shí)已考慮采取護(hù)坡工程，達(dá)到水土保持標(biāo)準(zhǔn)。

4.2.2 施工占地防治區(qū)

工程臨時(shí)占地面積8.86hm2。根據(jù)施工布置。在施工期間，采取臨時(shí)攔擋和排水措施，工程結(jié)束后進(jìn)行土地平整恢復(fù)原地貌[9-11]。

4.2.3 料場(chǎng)防治區(qū)

本次河道堤防、生態(tài)防護(hù)填筑土料為河道內(nèi)開(kāi)挖土料，由于含水量較大，需要進(jìn)行土料晾曬，土料場(chǎng)沿線布置，均為堤后，土料達(dá)到要求后再進(jìn)行堤防、生態(tài)防護(hù)填筑[12]。

5 結(jié) 語(yǔ)

及時(shí)了解該區(qū)域各項(xiàng)水土保持措施的實(shí)施效果，主要任務(wù)是調(diào)查和預(yù)測(cè)水土流失的數(shù)量在每個(gè)站點(diǎn)，觀察水土保持措施的效果，并作相應(yīng)記錄。適時(shí)的掌握有利于正確分析和評(píng)價(jià)水土保持方案實(shí)施情況，并依據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，及時(shí)補(bǔ)充和完善相應(yīng)的水土保持設(shè)施，最大限度地減少新增水土流失量。