水土保持方案設(shè)計要點及效果評價研究

摘要：為進一步明確海南省工程建筑過程中水土流失的影響因素，本文以實際工程為研究對象，對水土保持方案審查要點以及監(jiān)測內(nèi)容進行深入分析。結(jié)果表明該工程中各項水土報紙指標(biāo)均達到規(guī)范要求，同時得出海南省工程建設(shè)過程中的土壤流失量與降雨量間呈強正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性系數(shù)最大為0.92，說明該地區(qū)工程建設(shè)過程中土壤流失的最大控制因素為降雨，且主體施工階段土壤流失量受降雨影響更大。

關(guān)鍵詞：降雨量；效果評價；方案設(shè)計；水土保持

中圖分類號：S157""""""""" 文獻標(biāo)志碼：A

?？谑协偵絽^(qū)疾病預(yù)防控制中心項目原計劃在2021年1月開工，在2022年12月竣工，項目用地紅線面積為12619.07㎡，其中實際建設(shè)面積為8265.72㎡，代征城市綠地面積為4353.35㎡。本項目擬建1棟5F試驗樓、1棟6F業(yè)務(wù)技術(shù)樓、1棟6F備勤樓、1棟1F設(shè)備房及廚房、1棟1F門衛(wèi)房、1F的地下室及連廊、周邊的道路、綠化、停車場等配套設(shè)施?？偨ㄖ娣e為10363.00㎡（其中地上建筑面積為8411.57㎡，地下建筑面積為1951.43㎡），建筑基底面積為1739.95㎡，建筑密度為21.00%，容積率為0.99，綠地率為35%。

1工程概況

1.1項目分區(qū)及水土流失特點

研究項目位于海南省?？谑协偵絽^(qū)，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，項目所在區(qū)域水土流失為微度～輕度水力侵蝕，項目所在地區(qū)屬南方紅壤丘陵區(qū)，海口市為濱海臺階式地貌，海口市水資源總量折合地表徑流深為830mm。這里春季溫暖少雨多旱，夏季高溫多雨，秋季多臺風(fēng)暴雨，冬季不冷但寒氣流侵襲時有陣寒。年平均氣溫為24.2℃，年平均降水量為1664mm，平均日降雨量在0. 1mm以上的雨日超過150天。

本項目主要由主體建筑、道路廣場、綠化工程、附屬工程（給排水、供配電等）和代征綠地區(qū)等部分組成。根據(jù)工程建設(shè)擾動方式、擾動后地表物質(zhì)組成等相近的原則，結(jié)合項目特點及建設(shè)期的水土流失特征、區(qū)域自然條件等因素，對本項目進行劃分，各分區(qū)水土流失及特點見表1。

1.2水土流失分析與預(yù)測

對表1中各分區(qū)部分進行水土流失預(yù)測，預(yù)測時段分為施工期（2021年1月—2022年12月）和自然恢復(fù)期（工程完工后2年）。在預(yù)測過程中，考慮最不利情況，即施工時段超過雨季長度的按全年計，未超過雨季長度的按占雨季長度的比例計。項目建設(shè)區(qū)原地貌土壤侵蝕模數(shù)為426t/（km2·a），通過類比法計算，可得各預(yù)測分區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)，見表2。

預(yù)測采用公式（1）～（3）進行計算[1-2]。

式中：W為擾動地表土壤流失量，t；ΔW為擾動地表新增土壤流失量，t；i為預(yù)測單位；k為預(yù)測時段；Fi為第i個預(yù)測單元的面積，km2·a；Mik為擾動后第i個預(yù)測單元不同時段的土壤侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）；Mio為擾動前第i個預(yù)測單元不同時段的土壤侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）；ΔMik為不同預(yù)測單元各時段新增土壤侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）；Tik為預(yù)測時段（擾動時段）。

土壤流失預(yù)測計算結(jié)果見表3。在整個預(yù)測期內(nèi)，本項目建設(shè)擾動地表可能產(chǎn)生的土壤流失總量為235.5t，其中新增土壤流失量為219. 1t。在新增的土壤流失總量中，施工期造成土壤流失207.8t，自然恢復(fù)期土壤流失11.2t?？傮w來看，施工期是產(chǎn)生水土流失的主要時段，其中綠化工程區(qū)、道路廣場工程區(qū)和代征綠地區(qū)是水土流失發(fā)生的重點區(qū)域。

2水土保持措施

2.1項目水土保持措施體系

根據(jù)項目建筑設(shè)計方案來設(shè)計本項目的水土保持方案，項目區(qū)各防治分區(qū)水土保持措施體系及工作量如圖1所示。

2.2分區(qū)水土保持措施

主體建筑防治區(qū)：施工前對占用的部分表土資源豐富的草地進行剝離，將剝離的表土集中堆放在臨時堆土區(qū)內(nèi)，用于后期綠化區(qū)域覆土施工，表土剝離厚度為0.30m。綜合考慮場地整體情況沿主體建筑布設(shè)臨時排水溝，使匯水有序排出，排水出口位于場地南側(cè)和西側(cè)，將匯水排入校園內(nèi)現(xiàn)有市政管網(wǎng)，在排水溝出口處布設(shè)沉沙池，沉淀徑流中的泥沙。在排水溝出口處布設(shè)沉沙池，用來沉淀徑流中的泥沙，采用水泥砂漿對排水溝與沉沙池連接處進行抹面。

道路廣場防治區(qū)：根據(jù)地形，道路坡向的位置來布置雨水管渠，為了滿足停車位要求，同時增加項目區(qū)的綠化面積，須在項目區(qū)的各個區(qū)域內(nèi)建設(shè)透水性生態(tài)停車場。在南側(cè)施工出入口布置一座車輛清洗池，對進出場地內(nèi)的車輛輪胎、車廂外側(cè)進行沖洗，避免施工時的

泥沙對周邊道路造成影響。針對施工車輛及人員活動區(qū)域，采取碎石墊層鋪墊措施，碎石厚度為0.06m，避免車輛運輸過程中對土層過度碾壓而導(dǎo)致水土流失。

綠化工程防治區(qū)：綠化工程區(qū)場地平整至設(shè)計標(biāo)高后，應(yīng)該對規(guī)劃綠地范圍內(nèi)的裸露土地進行全面整治，為后期植樹種草提供良好的條件。綠地形式結(jié)合南國自然風(fēng)光的獨特風(fēng)格，布置草地、灌木、喬木，形成具有多樣化且豐富的綠色生態(tài)環(huán)境[3]。在場平綠化工程區(qū)后，還未開始建設(shè)時地表裸露，極易遭到雨水沖刷，因此為了減少水土流失，采用彩條布覆蓋綠化工程區(qū)，為避免浪費，彩條布可重復(fù)利用。

市政綠化退線防治區(qū)：代征綠地區(qū)場地平整至設(shè)計標(biāo)高后，應(yīng)該對規(guī)劃綠地范圍內(nèi)的裸露土地進行全面整治，整治完畢后，若市政綠化還未施工，為了防止裸露地表產(chǎn)生水土流失，須在該區(qū)采取撒播草籽措施以恢復(fù)綠化。在場平代征綠地區(qū)后，為了減少水土流失，可以采用彩條布覆蓋綠化工程區(qū)，彩條布可重復(fù)利用。

施工營地防治區(qū)：在施工結(jié)束后及時拆除、清理施工營地，除去表層雜物等，并采取場地平整措施以備后期建設(shè)。在施工營地周邊設(shè)置臨時排水溝，將雨水排入排水溝后，接入臨時堆土區(qū)排水溝內(nèi)。在施工營地內(nèi)鋪0.06m碎石墊層，并進行機械壓實。

臨時堆土防治區(qū)：臨時堆土區(qū)在施工結(jié)束后及時采取了場地平整措施，為恢復(fù)綠化做準(zhǔn)備。在臨時堆土區(qū)周邊設(shè)置臨時排水溝，排水溝接入主體建筑工程防治區(qū)臨時排水溝，在排水溝出口處布置沉沙池。須在臨時堆土四周采取攔擋措施，在堆土四周編織土袋攔擋措施，土袋高0.8m，上底0.5m，下底1.3m，土袋坡比1∶0.5，利用彩條布覆蓋堆土表面。

3水土保持方案效果評價

通過水土保持監(jiān)測結(jié)果和數(shù)據(jù)分析水土保持方案中，各分區(qū)實施的水土保持措施實施效果。在監(jiān)測過程中，項目實施施工時間、項目分區(qū)及相應(yīng)水土保持措施情況等內(nèi)容發(fā)生了變化，但總體水土流失防治效果良好，且達到方案目標(biāo)值。

3.1項目監(jiān)測水土流失量

本項目原計劃在2021年1月動工，2022年12月完工，實際施工時間為2021年1月—2023年6月，即監(jiān)測時段為2020年1月—2023年6月，根據(jù)工程建設(shè)期間的監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制各季度土壤流失量，如圖2所示，由此可知，項目設(shè)計土壤流失量為235.4t，實際最終土壤流失量為196.3t，占設(shè)計總量的83.39%，單季度最大土壤流失量為38.86t，發(fā)生在2021年第三季度。

3.2水土流失防治效果分析

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)將計算的各水土流失治理指標(biāo)匯總，見表4。項目建設(shè)過程中的各分區(qū)內(nèi)擾動土體共12619.07㎡，均得到了有效治理，水土流失治理度達99.9%。根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測與評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51240—2018）相關(guān)要求，對項目實際水土流失治理指標(biāo)進行評價可知，項目中各項指標(biāo)均達到規(guī)范要求，其中林草覆蓋率為48.6%，遠(yuǎn)超規(guī)范要求的28%，表土保護率為99.9%，遠(yuǎn)超規(guī)范要求的92%，說明本項目中所采取的各項水土治理措施起到了很好的治理效果。

3.3水土流失影響規(guī)律分析

本項目位于海南省?？谑?，該地區(qū)為熱帶海洋性季風(fēng)氣候，春季溫暖少雨多旱，夏季高溫多雨，秋季多臺風(fēng)暴雨，冬季不冷但寒氣流侵襲時有陣寒，氣候及水文特點較為特殊[4-5]。圖3為項目施工橫道計劃，根據(jù)項目實際施工情況，在永久占地中，主體建筑工程和道路廣場工程建設(shè)部分是對項目環(huán)境影響最大的部分，根據(jù)施工橫道圖可知，該部分于2022年第二季度末結(jié)束，因此可根據(jù)工程進度情況將本項目水土保持分為兩個階段，第一階段為2021年第一季度至2022年第二季，該階段由于工程建設(shè)進度問題導(dǎo)致項目整體對周圍環(huán)境擾動較大，因此水土流失情況相對嚴(yán)重；第二階段為2022年第三季度至2023年第二季度，該階段主體結(jié)構(gòu)已完工，建設(shè)過程對水土流失影響相對較小。

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，各季度內(nèi)降雨量等影響因子與土壤流失量數(shù)據(jù)見表5，并將各季度降雨量與土壤流失量繪制出來，如圖4所示，同時根據(jù)上述分段方法，分別對兩階段數(shù)據(jù)進行擬合，第一階段相關(guān)性系數(shù)R12=0.9208，第二階段相關(guān)性系數(shù)為R22=0.7116。土壤流失量與降雨量呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，且第一階段相關(guān)性曲線斜率為0.0453，第二階段相關(guān)性曲線斜率為0.0017，由于主體施工階段施工干擾，因此地表水土條件更容易發(fā)生土體流失，在降雨條件下發(fā)生的土壤流失更加嚴(yán)重。海南地區(qū)降雨充沛，平均日降雨量在0.1mm以上的雨日全年超過150天[6]，因此該地區(qū)工程建設(shè)過程中的土壤流失的最大控制因素為降雨，且土壤流失量與降雨呈現(xiàn)明顯相關(guān)性。

4結(jié)論

對監(jiān)測結(jié)果進行分析評價表明，本項目各項水土保持指標(biāo)均達到規(guī)范要求。

海南地區(qū)由于氣候濕潤，常年多雨，因此工程建設(shè)過程中的土壤流失量與降雨量間呈現(xiàn)強正相關(guān)關(guān)系，說明該地區(qū)工程建設(shè)過程中的土壤流失的最大控制因素為降雨。

通過分階段分析表明，建筑工程主體施工過程對地面擾動較大，因此導(dǎo)致土壤流失量大于后續(xù)綠化施工階段，且主體施工階段土壤流失量受降雨影響更大。本文研究內(nèi)容對海南地區(qū)水土保持方案的設(shè)計和評價具有一定的現(xiàn)實意義。

參考文獻

[1]彭東海，王秋鳥. 南方紅壤花崗巖礦區(qū)水土流失治理對策[J]. 山西水土保持科技，2023（3）：7-9，14.

[2]鐘杰. 基于上跨高速公路項目水土流失特點及水土保持方案技術(shù)要點研究[J]. 陜西水利，2022（10）：91-92，95.

[3]任浩天. 海南省松濤水庫流域土壤流失與非點源污染負(fù)荷時空分布特征研究[D]. 海南：海南大學(xué)，2018.

[4]陳曉斌，吳煜禾. 三亞市城市水土流失特點與危害[J]. 北京水務(wù)，2017（4）：44-47.

[5]涂志華，王海旺，周柱棟，等. 海南省水土保持率遠(yuǎn)期目標(biāo)值研究[J]. 水土保持應(yīng)用技術(shù)，2022（6）：1-4.

[6]陳玲. 南方典型紅壤區(qū)降雨量及降雨侵蝕力的時空變化特征[D]. 南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020.