陳南祥，宋 宵

（華北水利水電學(xué)院，河南鄭州 450045）

改革開放以來，隨著工業(yè)化和城市化進程的加快，特別是近幾年隨著河南省基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的加大，開發(fā)建設(shè)項目在施工過程中造成的水土流失量在逐漸增加．雖然隨著水保法的實施，加大了水保監(jiān)督執(zhí)法力度，水土流失現(xiàn)象得到了有效的抑制，但是有些局部的水土流失量卻在急劇增加［1］．河南省黃土高原地區(qū)是全省水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域，全區(qū)水土流失面積為1．68萬km2，占總土地面積的62%，其中年侵蝕模數(shù)大于5 000 t/（km2·a）的多沙區(qū)面積達6 049．81 km2．因此黃土高原水土流失治理顯得極其重要．水土流失量預(yù)測作為編制水保方案的依據(jù)，采用何種方法進行準(zhǔn)確預(yù)測具有重大意義．

開發(fā)建設(shè)項目水土流失量預(yù)測方法一般有地方經(jīng)驗公式法、試驗觀測法、專家估判法、類比分析法等［2］．地方經(jīng)驗公式法的各種參數(shù)因子選取較為困難，且工作量大;試驗觀測法對水土流失量監(jiān)測要求頗高，且費時耗資;專家估判法在資料短缺，無法采用其他預(yù)測方法時采用;類比分析法簡單易行，節(jié)省時間和費用．目前國內(nèi)越來越多的開發(fā)建設(shè)項目均使用類比法進行水土流失量預(yù)測［3－6］．

筆者以鄭盧高速公路為例，運用類比分析法進行水土流失量預(yù)測研究．

1 類比分析法預(yù)測原理

類比分析法是利用與預(yù)測工程類似的工程對應(yīng)預(yù)測單元的擾動地表土壤侵蝕模數(shù)實測研究成果，通過相關(guān)對應(yīng)性分析預(yù)測工程與類比工程在地形地貌、氣象、植被類型、土壤、擾動地表組成物質(zhì)及形態(tài)、侵蝕類型等水土流失主要因子的相似性、可比性，得出預(yù)測工程與類比工程之間的修正系數(shù)，類比出同預(yù)測工程相對應(yīng)的各預(yù)測單元土壤侵蝕模數(shù)，然后，根據(jù)預(yù)測單元面積、侵蝕時間得出水土流失量的預(yù)測結(jié)果［7－9］．

運用類比分析法預(yù)測土壤流失量，須分別計算擾動原地表及植被面積、損壞水土保持設(shè)施面積、棄土棄渣量及可能造成的土壤流失量．

1）擾動原地貌、土地及植被面積預(yù)測．根據(jù)工程設(shè)計文件，結(jié)合實地勘察，對工程建設(shè)開挖擾動、壓占地表和損壞植被面積進行量測．

2）損壞水土保持設(shè)施面積預(yù)測．以水利部《關(guān)于對水土保持設(shè)施解釋問題的批復(fù)》和河南省地方規(guī)定，根據(jù)項目主體設(shè)計文件，結(jié)合實地測量，進行分析預(yù)測．

3）棄土、棄渣量預(yù)測．通過對沿線土地資源的勘察，按照取土場、棄渣場選址的水土保持限制性規(guī)定，經(jīng)過現(xiàn)場踏勘和咨詢、圖表量算、資料查詢等方法進行分析預(yù)測．

4）可能造成的土壤流失量預(yù)測．地表擾動后土壤侵蝕強度運用類比分析法預(yù)測，選用與擬建工程區(qū)屬同一類型的類比工程，保證其施工程序、規(guī)模、地面擾動程度等盡可能相近或相似．若選擇較相似的某些工程區(qū)，在引用資料時必須對其中一些因子進行修正后才能使用．經(jīng)預(yù)測可得到可能造成的土壤流失總量、新增土壤流失總量．建立預(yù)測模型為

式中：W為土壤流失量，t;ΔW為新增土壤流失量，t;Fji為第i單元、第j時段預(yù)測面積，km2;Mji為第i單元、第j時段土壤侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）;ΔMji為第i單元、第j時段的新增土壤侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）;Tji為第i單元、第j時段的預(yù)測時間，a．

2 河南高速公路建設(shè)水土流失預(yù)測

2．1 工程概況

以鄭盧高速公路洛陽至洛寧段工程為例，線路全長68．56 km．項目建設(shè)總占地面積647．95 hm2，永久占地面積452．93 hm2，工程總投資33．18億元．項目地處黃土丘陵溝壑區(qū)第三幅區(qū)，為暖溫帶大陸性季風(fēng)型氣候，多年平均氣溫14．45℃;主要有黃褐土、棕壤土、紅黏土等三大類土壤，林草覆蓋率為26%左右．水土流失強度為中度侵蝕，侵蝕類型以水蝕為主，土壤侵蝕模數(shù)背景值為3 600 t/（km2·a）．現(xiàn)有水土流失面積51．84 km2．

2．2 水土流失預(yù)測

根據(jù)不同預(yù)測單元的土壤侵蝕模數(shù)、水土流失面積、預(yù)測時段等因子，運用類比分析法類比出該工程的擾動侵蝕模數(shù)，最終得出其新增水土流失量．

該工程選用連霍國道主干線鄭州至洛陽段高速公路改建工程作為類比工程，類比分析見表1．由于兩項工程的地理位置相近，經(jīng)實地考察，對兩個項目區(qū)內(nèi)的土壤、降水、植被、水土流失形式等水土流失主要影響因子進行對比，發(fā)現(xiàn)其影響因素極為相近，具有可比性．因此，該工程可以利用連霍國道主干線鄭州至洛陽段高速公路的土壤侵蝕模數(shù)成果進行類比，以其為基準(zhǔn)進行修正，修正系數(shù)為1．07．土壤流失量計算結(jié)果詳見表2．

表1 類比工程分析結(jié)果

表2 公路建設(shè)可能造成土壤流失量匯總分析表

2．3 綜合分析

1）水土流失重點時段與部位：水土流失重點防治時段為施工期;重點防治部位為路基防治區(qū)，其次是棄渣場防治區(qū)、互通立交防治區(qū)．

2）水土流失防治措施：路基、橋涵、互通立交、附屬設(shè)施屬永久占地，采取工程、植物和臨時防治措施;取土場區(qū)、棄渣場區(qū)、施工道路區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)屬臨時用地，主要采取臨時防護措施、竣工后進行土地整治恢復(fù)原地貌．

3）施工進度安排：施工時序應(yīng)緊湊安排，土建施工要避開雨季，盡量減少地表裸露面積和裸露時間，表土臨時堆置要先攔后堆放．

4）水土保持監(jiān)測：根據(jù)預(yù)測結(jié)果，工程施工期新增水土流失較為突出，因此，監(jiān)測的重點時段為施工期，重點區(qū)域為路基、棄渣場、取土場防治區(qū)，監(jiān)測點位在預(yù)測單元均應(yīng)布設(shè)，但重點放在深挖路塹、表土臨時堆放區(qū)．

3 結(jié)語

通過對鄭盧高速公路洛陽至洛寧段工程施工現(xiàn)場的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)預(yù)測結(jié)果與實際狀況相吻合，說明類比法對此類項目建設(shè)中水土流失量的預(yù)測結(jié)果是有效的．這對鄭盧高速公路洛陽至洛寧段工程周邊乃至全河南省的線形工程建設(shè)都有一定的參考意義．

因類比法簡單、實用，所以成為目前開發(fā)建設(shè)項目水土保持方案編制時經(jīng)常使用的方法．在選用類比工程時還應(yīng)注意：不一定只選一個，也可以選擇幾個，只要是類比工程具有和預(yù)測工程預(yù)測單元相同性質(zhì)的單元即可;所選類比工程所處地理位置應(yīng)和預(yù)測工程相符合;盡可能地選擇同等水平的類比項目，如果存在較大偏差，必須進行校正［4］．

［1］郭華，張聿鋒，趙勝朝．河南省開發(fā)建設(shè)項目水土流失的成因危害及防治措施［J］．河南水利與南水北調(diào)，2011（7）：41－42．

［2］水利部水土保持監(jiān)測中心．GB 50433—2008開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范［S］．北京：中國計劃出版社，2008．

［3］肖飛．公路水土流失類型及預(yù)測方法研究［J］．水土保持應(yīng)用技術(shù)，2008（6）：32－34．

［4］高旭彪．開發(fā)建設(shè)項目土壤侵蝕模數(shù)預(yù)測方法初步研究［J］．中國水土保持科學(xué)，2008（3）：116－120．

［5］胡玉平，王慧覺，姜超．對公路建設(shè)項目水保方案中水土流失監(jiān)測的研究［J］．水土保持科技情報，2004（3）：35－36．

［6］趙永軍．開發(fā)建設(shè)項目水土保持方案編制技術(shù)［M］．北京：中國大地出版社，2007．

［7］冷光義，陳萍．類比法在山區(qū)高速公路水土流失預(yù)測中的應(yīng)用研究［J］．公路交通技術(shù)，2010（5）：148－151．

［8］潘獻鴻，李海林，高榮．類比法預(yù)測建設(shè)項目水土流失量［J］．水土保持應(yīng)用技術(shù)，2009（6）：14－16．

［9］崔丹，李世鋒，余塋，等．類比法在高速公路建設(shè)土壤流失預(yù)測中的應(yīng)用［J］．中國水土保持，2003（5）：35－36．