堤岸整治工程水土流失預(yù)測(cè)及防治

［關(guān)鍵詞］ 水土流失；預(yù)測(cè)；防治措施；堤岸整治工程；眉蕉河水系；佛山市

［摘 要］ "河道整治作為水土流失防治的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其現(xiàn)狀直接關(guān)系到水資源的可持續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。以佛山市眉蕉河水系綜合整治工程中堤岸整治工程為例，提出工程水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容及方法，經(jīng)分析確定：①工程水土流失防治責(zé)任范圍為8.40 hm2；②預(yù)測(cè)范圍施工期為8.40 hm2，自然恢復(fù)期為5.66 hm2；③預(yù)測(cè)時(shí)段施工期為1 a，自然恢復(fù)期為0.7 a；④土壤侵蝕模數(shù)背景值為568.4 t/（km2·a），施工期堤岸工程區(qū)、施工臨建區(qū)土壤侵蝕模數(shù)分別為5 400、1 051.5 t/（km2·a），自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù)為700 t/（km2·a）；⑤工程建設(shè)期水土流失量為345.87 t，新增水土流失量為301.13 t?；谝陨辖Y(jié)果，構(gòu)建了相應(yīng)的水土保持措施體系。

［中圖分類號(hào)］ S157.1" [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B" DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.12.003

［引用格式］ 彭毅.堤岸整治工程水土流失預(yù)測(cè)及防治：以佛山市眉蕉河水系綜合整治工程為例[J].中國(guó)水土保持，2024（12）：7-9.

經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與人口增長(zhǎng)導(dǎo)致土地過(guò)度開發(fā)，在自然與人類活動(dòng)雙重因素作用下，區(qū)域水土流失現(xiàn)象日益加劇^[1]。水土流失對(duì)河道的危害表現(xiàn)在多個(gè)方面，如河道淤積、水質(zhì)惡化、生物多樣性下降等^[2]。河道整治作為水土流失防治的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其現(xiàn)狀直接關(guān)系到水資源的可持續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展^[3-4]。當(dāng)前，我國(guó)河道水土流失治理工作雖取得了一定的成效，但仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。筆者以佛山市眉蕉河水系綜合整治工程中堤岸整治工程為例，提出工程水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容及方法，分析確定工程水土流失防治責(zé)任范圍、預(yù)測(cè)單元面積、預(yù)測(cè)時(shí)段、土壤侵蝕模數(shù)，預(yù)測(cè)工程建設(shè)期水土流失量，并基于此構(gòu)建了相應(yīng)的水土保持措施體系，以期為相關(guān)工程項(xiàng)目水土保持工作提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 項(xiàng)目概況

眉蕉河上游緊臨容桂水道，下游匯入洪奇瀝水道，是容桂街道的主干河涌，其水系包括眉蕉河、小黃圃新涌、高黎上涌、高黎下涌等18條河涌。隨著城市化水平的不斷提高，眉蕉河水系承擔(dān)了大量的污染負(fù)荷，且水系均為城市內(nèi)河涌，其水文特征、地理特點(diǎn)決定了河流的自凈能力差，環(huán)境容量小，致使河流水系水質(zhì)下降，部分河涌的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果為劣Ⅴ類，水生態(tài)環(huán)境惡化。根據(jù)《讓廣東河更美大行動(dòng)方案（2018—2020年）》及《佛山市水功能區(qū)劃》（2013年9月），規(guī)劃至2020年眉蕉河總體水質(zhì)管理目標(biāo)為V類。2018年6月眉蕉河水系綜合整治工程項(xiàng)目可研報(bào)告通過(guò)批復(fù)，2019年6月正式招標(biāo)，工程投資37.2億元，主體工程預(yù)計(jì)2025年12月完工。工程包括18條河涌的防洪排澇（堤岸整治工程）、點(diǎn)源治理（截污工程）、面源控制（垃圾清運(yùn)工程，農(nóng)業(yè)面源污染控制工程）、內(nèi)源治理（清淤及底泥處置工程）、水生態(tài)修復(fù)及海綿城市景觀綠化共計(jì)6部分工程內(nèi)容，其中水土流失主要發(fā)生在2020年10月至2021年3月施工的堤岸整治工程部分。堤岸整治工程區(qū)占地面積8.09 hm²，整治堤岸長(zhǎng)11.78 km，挖方量68.45萬(wàn)m 填方量33.14萬(wàn)m 棄方量35.31萬(wàn)m³。

眉蕉河水系綜合整治工程位于佛山市順德區(qū)容桂街道，地理坐標(biāo)為22.76°N、113.28°E。區(qū)內(nèi)氣候溫和，雨量充沛，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)性氣候區(qū)，年均氣溫22.3 ℃，年均降水量1 660 mm。地形以平地為主，地表水系發(fā)達(dá)，施工區(qū)內(nèi)土壤有黏性土、粉土、砂土及淤泥質(zhì)土，土層厚幾米到數(shù)十米不等，土壤抗蝕性弱，遇降雨易產(chǎn)生水土流失。河道兩岸多為淺根野生藤本植物與低矮灌木，無(wú)高大樹木，多處洼地種植蔬菜。

2 水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容與方法

1）根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50433—2018）和建設(shè)項(xiàng)目水土流失特點(diǎn)，水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容和方法見表1。

2）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和分析有關(guān)資料，經(jīng)過(guò)必要修正后，確定不同預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)各預(yù)測(cè)單元的土壤侵蝕模數(shù)，采用以下公式計(jì)算土壤流失量：

W=∑nⁱ⁼¹∑2^k=1（F i×M ^ik×T ^ik）（1）

ΔW=∑nⁱ⁼¹∑2^k=1（F i×ΔM ^ik×T ^ik）

（2）

ΔM ^ik=（M ^ik－M ⁱ⁰）+M ^ik－M ⁱ⁰2（3）

式中：W為擾動(dòng)后土壤流失量，單位t；i為預(yù)測(cè)單元，ⁱ⁼ …，n；k為預(yù)測(cè)時(shí)段，k= 其中施工期取值1，自然恢復(fù)期取值2；F ⁱ為第i預(yù)測(cè)單元面積，單位km²；M ^ik為第i預(yù)測(cè)單元第k時(shí)段的土壤侵蝕模數(shù)，單位t/（km²·a）；T ^ik為第i預(yù)測(cè)單元第k預(yù)測(cè)時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)，單位a；ΔW為擾動(dòng)后新增土壤流失量，單位t；ΔM ^ik為擾動(dòng)后第i預(yù)測(cè)單元第k時(shí)段土壤侵蝕模數(shù)增量，單位t/（km²·a）；M ⁱ⁰為擾動(dòng)前第i預(yù)測(cè)單元土壤侵蝕模數(shù)，單位t/（km²·a）。

3 水土流失預(yù)測(cè)

3.1 水土流失防治責(zé)任范圍

工程水土流失主要發(fā)生在堤岸整治工程建設(shè)期，開挖、取土、填筑等建設(shè)活動(dòng)擾動(dòng)原地貌，占?jí)和恋?，破壞原有植被，造成土體結(jié)構(gòu)疏松，易產(chǎn)生水土流失。根據(jù)工程布局、施工特點(diǎn)及所造成的水土流失特點(diǎn)（見表2），將工程區(qū)分為堤岸工程區(qū)、施工臨建區(qū)2個(gè)水土流失防治分區(qū)，占地面積分別為7.73、0.36 hm²，并依據(jù)工程施工對(duì)周邊區(qū)域的影響情況，劃定各區(qū)的直接影響區(qū)，面積分別為0.30、0.01 hm²，因此堤岸整治工程水土流失防治責(zé)任范圍為8.40 hm²。

3.2 預(yù)測(cè)范圍及預(yù)測(cè)時(shí)段

堤岸整治工程屬于建設(shè)類項(xiàng)目，運(yùn)營(yíng)期場(chǎng)地硬化及綠化措施已完善，基本不產(chǎn)生水土流失，故水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段只計(jì)施工期和自然恢復(fù)期，不計(jì)運(yùn)營(yíng)期。施工期時(shí)段為2020年10月至2021年4月，自然恢復(fù)期為2021年4月至2023年3月。各階段的水土流失預(yù)測(cè)范圍和時(shí)段按最不利情況計(jì)算，具體為：①堤岸整治工程施工期主要進(jìn)行堤岸開挖、回填施工，大量裸露地表易產(chǎn)生水土流失，預(yù)測(cè)范圍為整個(gè)水土流失防治責(zé)任范圍，即8.40 hm²，預(yù)測(cè)時(shí)段按0.7 a計(jì)。②自然恢復(fù)期堤岸工程區(qū)、施工臨建區(qū)等植被恢復(fù)區(qū)域產(chǎn)生水土流失，預(yù)測(cè)范圍為5.66 hm²，依據(jù)佛山市植被恢復(fù)時(shí)間，預(yù)測(cè)時(shí)段均按1 a計(jì)（見表3）。

3.3 土壤侵蝕模數(shù)的確定

1）土壤侵蝕模數(shù)背景值的確定。項(xiàng)目施工前場(chǎng)地占地類型主要為草地、公用設(shè)施用地，經(jīng)實(shí)地調(diào)查，土壤侵蝕強(qiáng)度為輕度侵蝕，土壤侵蝕模數(shù)背景值為568.4 t/（km²·a）。

2）施工期土壤侵蝕模數(shù)的確定。在自然因子相似或基本相同的情況下，水土流失量的大小主要與施工建設(shè)擾動(dòng)的地形地貌有關(guān)。本項(xiàng)目為城鎮(zhèn)區(qū)域的建設(shè)類項(xiàng)目，地形地貌單一，場(chǎng)地及周邊狀況不復(fù)雜。對(duì)預(yù)測(cè)單元施工期土壤侵蝕模數(shù)按相近地區(qū)的侵蝕模數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修正后，得到擾動(dòng)后的土壤侵蝕模數(shù)，見表4。

3）自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù)的確定。類比省內(nèi)已建工程自然恢復(fù)期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析確定此期間土壤侵蝕模數(shù)為500～1 000 t/（km²·a），考慮工程建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)除建筑物和硬化地面外，其余均為綠化區(qū)域，土壤侵蝕強(qiáng)度較輕微，本方案取700 t/（km²·a）。

3.4 預(yù)測(cè)結(jié)果

經(jīng)預(yù)測(cè)，在不采取任何水保措施的情況下項(xiàng)目區(qū)水土流失量為345.87 t，其中新增水土流失量為^301.13 t（見表5）。

4 水土保持措施體系

工程遵循“以預(yù)防為核心，以保護(hù)為先”的指導(dǎo)思想，將工程措施與植物措施、長(zhǎng)期措施與短期措施相結(jié)合，構(gòu)建水土保持措施體系，以減少雨水沖刷，降低土壤侵蝕強(qiáng)度和河水濁度，減少河道淤積，提高河道的行洪能力及水體的自凈能力，為水生生物和兩棲動(dòng)物提供良好的棲息地，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。堤岸整治工程水土保持措施體系見圖1。

［參考文獻(xiàn)]

［1］ 李瑞.交口縣小流域水土保持綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)研究[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2023（3）：15-17，31.

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［3] 閆莉，佘建軍.河流治理工程水土保持關(guān)鍵技術(shù)研究[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2022（1）：91-93.

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