李文宇 史忠峰 王桂鋒

（1. 北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 北京 100048 2. 北京市懷柔區(qū)水務(wù)局 北京 101400）

北京地處華北平原北端，全市總面積16400km2，其中山區(qū)面積10072km2，占全市總面積的61%以上。山區(qū)是首都主要的水源涵養(yǎng)及供給源地、是天然生態(tài)屏障和居民休閑旅游度假勝地。目前北京山區(qū)現(xiàn)有水土流失面積 2727km2，嚴(yán)重的水土流失不僅會(huì)造成水質(zhì)污染和生態(tài)環(huán)境的惡化，也會(huì)對(duì)首都資源環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成巨大威脅。

1 山區(qū)開發(fā)建設(shè) 目水土流失 治 點(diǎn)

1.1 確定水土流失 治責(zé)任范圍

山區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治責(zé)任范圍確定的關(guān)鍵在于直接影響區(qū)的確定，這也是與平原區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治責(zé)任范圍確定的區(qū)別所在。山區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目位于坡地，坡上與坡下的直接影響區(qū)與工程本身設(shè)計(jì)、所在的坡面坡度、山坡表面植被都密切相關(guān)，平原區(qū)直接影響區(qū)范圍的經(jīng)驗(yàn)值無(wú)法直接應(yīng)用，這些都給水土保持方案的編制造成了很大困難。

1.2 平衡土石方

土石方不平衡是水土保持工作需要解決的主要問(wèn)題。山區(qū)由于地形的局限性，開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目往往需要大量開挖和回填土石方，且開挖與回填量不能平衡。當(dāng)挖方大于填方，多余土方經(jīng)常堆置于低洼或溝谷之中，在雨水的作用下容易坍滑從而造成大規(guī)模的水土流失，在暴雨時(shí)還可能形成泥石流。當(dāng)挖方小于填方，則需設(shè)置新取土場(chǎng)，勢(shì)必造成新的水土流失。

1.3 測(cè)新增水土流失

山區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治需要計(jì)算該工程新增水土流失量，以往計(jì)算工程水土流失量的最直接的方式是采用實(shí)測(cè)值，但實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的觀測(cè)具有滯后性，不能及時(shí)滿足工程防治水土流失措施的設(shè)計(jì)要求。如何采用既合理、又接近實(shí)際的水土流失預(yù)測(cè)結(jié)果是山區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治的關(guān)鍵之一。

1.4 完善水土保持措施體系3

相比平原地區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目，山區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目增加了涉及山洪和泥石流災(zāi)害的防治，一方面既要防止工程受到山洪和泥石流的災(zāi)害影響，另一方面又要防止工程誘發(fā)山洪和泥石流自然災(zāi)害。山區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治措施體系如何將排洪溝、截洪溝、谷坊、雨洪利用、植被恢復(fù)等工程納入水土保持措施體系，并形成滲、蓄、引、漫、排的坡面水土保持體系是有效解決了水土流失、保護(hù)生態(tài)資源的重點(diǎn)。

2 技術(shù)方案提出

合理的開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目有利于山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，造福于人民。根據(jù)《中華人民共和國(guó)水土保持法》、《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案管理辦法》等有關(guān)法律、法規(guī)的規(guī)定，本文案例項(xiàng)目工程屬于開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目，需編報(bào)水土保持方案報(bào)告書。在編制該項(xiàng)目水土保持方案的過(guò)程中，通過(guò)解決上述問(wèn)題，保證了項(xiàng)目的順利實(shí)施，總結(jié)出山區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目防治水土流失的技術(shù)方案，具體如下：

圖1 山區(qū)開發(fā)建設(shè) 目水土流失 治技術(shù)方案

其中，前期資料收集和現(xiàn)場(chǎng)勘查尤其重要，是后期水土保持措施布設(shè)的基礎(chǔ)，另外，在編制水土保持方案的過(guò)程要特別注重對(duì)主體工程的分析和評(píng)價(jià)，做好與主體工程的銜接。

2.1 對(duì)主體工程設(shè)計(jì)報(bào)告分析

主體工程設(shè)計(jì)報(bào)告是主要技術(shù)資料，對(duì)主體工程設(shè)計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和評(píng)價(jià)，是后續(xù)措施設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，從水土保持角度分析和評(píng)價(jià)主體工程的選址和優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，盡量做到減少征占地面積，選址土石方量少，水土流失少，經(jīng)濟(jì)合理。

2.2 基礎(chǔ)資料收 與現(xiàn)場(chǎng) 勘

為提高水土保持措施的合理性、可操作性，首要工作是基礎(chǔ)資料收集與現(xiàn)場(chǎng)踏勘。掌握工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)的地形地貌；對(duì)不良地質(zhì)、范圍區(qū)內(nèi)植被類型、結(jié)構(gòu)和覆蓋率，項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕現(xiàn)狀及類型，工程取土場(chǎng)的可取土量和棄土場(chǎng)的可容渣量等進(jìn)行調(diào)查。

3 案例分析

以平谷區(qū)某建設(shè)工程為案例進(jìn)行詳細(xì)分析和總結(jié)。

3.1 目與 目區(qū)概況

該項(xiàng)目位于北京市平谷區(qū)大華山北石河上游山洪溝出口。征用土地約14.71hm2，其中規(guī)劃用地6.32hm2，代征綠地8.39hm2。工程挖方為12.18萬(wàn)m3，工程填方7.77萬(wàn)m3，棄方4.41萬(wàn)m3?？偼顿Y30250萬(wàn)元。項(xiàng)目于2010年10月開始建設(shè)，2012年投入使用。

項(xiàng)目區(qū)位于平谷區(qū)北部山區(qū)，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降水量 614.4mm（1980~2005年系列），降水年內(nèi)和年際分布不均勻，汛期（6~9月）降水量占全年降水量81%左右。多年平均水面蒸發(fā)量1000mm左右，平均年日照時(shí)數(shù)2605小時(shí)，平均氣溫11.6℃，極端最高氣溫40.2℃，極端最低氣溫-26.6℃，≥10℃積溫 2927℃，最大凍土深度0.80m。風(fēng)向冬季多西北風(fēng)，春秋季多東南風(fēng)，平均風(fēng)速1.8m/s。

3.2 水土流失 治范圍確定及分區(qū)

水土流失防治責(zé)任范圍包括項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)，共18.10hm2，分6個(gè)防治分區(qū)。

（1）項(xiàng)目建設(shè)區(qū)

項(xiàng)目建設(shè)區(qū)指開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)征地、占地、使用及管轄的地域，包括工程永久占地及施工臨時(shí)占地。本工程項(xiàng)目區(qū)總面積為16.03hm2，基本按照主體工程設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算。

（2）直接影響區(qū)

直接影響區(qū)是指項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中可能對(duì)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)以外造成水土流失危害的區(qū)域。項(xiàng)目建設(shè)區(qū)位于山洪溝溝谷地帶，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)外圍線位于山坡，項(xiàng)目區(qū)上游影響較小，且外圍是代征綠地，可不計(jì)影響范圍；下游影響較大，根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)影響范圍為20m，超出代征綠地范圍，經(jīng)計(jì)算，直接影響區(qū)面積達(dá)2.07hm2。

（3）水土流失防治分區(qū)

根據(jù)其建設(shè)特點(diǎn)，結(jié)合主體工程總體布局及工程建設(shè)過(guò)程中有可能引發(fā)新增水土流失的形式、危害程度等，采用一級(jí)分區(qū)的形式進(jìn)行水土流失防治區(qū)劃分，共劃分6個(gè)防治分區(qū)。詳見(jiàn)表1。

3.3 土石方平衡

根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)踏勘，合理確定挖方、調(diào)運(yùn)方、臨時(shí)堆土情況，做到合理調(diào)配，多余土方合理處置。

本工程挖方為12.18萬(wàn)m3，其中土方開挖12.05萬(wàn)m3，建筑垃圾0.13萬(wàn)m3。工程填方10.31萬(wàn)m3。工程余方1.87萬(wàn)m3。其中多余土方1.74萬(wàn)m3，擬借給平關(guān)路（西峪水庫(kù)副壩~上鎮(zhèn)）道路工程（該工程位于平谷區(qū)北部，施工期與本工程相近）；建筑垃圾0.13萬(wàn) m3。建議建筑垃圾在場(chǎng)區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)回填，增加區(qū)內(nèi)的微地形以減少棄方。本工程基本沒(méi)有取土場(chǎng)和棄土場(chǎng)，大大減少了新增水土流失。施工期土方臨時(shí)堆放增設(shè)臨時(shí)防護(hù)措施，減少施工期臨時(shí)堆土產(chǎn)生的水土流失量。

表1 目區(qū)水土流失 治分區(qū)表

3.4 水土流失 測(cè)

水土流失預(yù)測(cè)采用資料調(diào)查法、類比法和公式法三種預(yù)測(cè)方法相結(jié)合進(jìn)行預(yù)測(cè)。資料調(diào)查法確定項(xiàng)目區(qū)水土流失背景值和允許值；類比法確定項(xiàng)目區(qū)擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)；公式法進(jìn)行新增水土流失量的計(jì)算。

3.4.1 原地貌土壤侵蝕模數(shù)的確定

原地貌土壤侵蝕模數(shù)的確定采用資料調(diào)查法，根據(jù)北京市水土流失現(xiàn)狀遙感成果，平谷區(qū)水土流失主要以水力侵蝕為主，依據(jù)《2011年北京市水土保持公報(bào)》等資料，項(xiàng)目區(qū)所在地水土流失屬微度水力侵蝕，初步估判原地貌的侵蝕強(qiáng)度和土壤侵蝕模數(shù)（背景值），確定該項(xiàng)目區(qū)水力侵蝕模數(shù)為200t/km2·a。

通過(guò)類比過(guò)程，本工程與平谷區(qū)平關(guān)路道路工程作為類比工程，確定擾動(dòng)后侵蝕強(qiáng)度為4500~7000t/km2·a，自然恢復(fù)期侵蝕模數(shù)200~2000t/km2·a。

3.4.2 新增水土流失量的計(jì)算

新增水土流失量的計(jì)算采用公式法，土壤流失量計(jì)算公式如下：

（1）土壤流失量計(jì)算公式：

（2）新增土壤流失量計(jì)算公式：

經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目區(qū)原地貌土壤侵蝕量為 153.64t，地表擾動(dòng)可能會(huì)產(chǎn)生土壤侵蝕量，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)新增土壤侵蝕量為675.00t。

3.5 水土流失 治措施體系

3.5.1 水土流失防治措施布設(shè)原則

防治措施布局以全面貫徹“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點(diǎn)、科學(xué)管理、注重效益”水土保持方針為前提，根據(jù)新增侵蝕的侵蝕來(lái)源、侵蝕方式、侵蝕總量、時(shí)空分布以及可能造成的侵蝕危害預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果，結(jié)合主體工程的特點(diǎn)合理進(jìn)行，據(jù)此，應(yīng)突出以下防治原則：誰(shuí)開發(fā)、誰(shuí)保護(hù)，誰(shuí)造成水土流失、誰(shuí)負(fù)責(zé)治理的原則；因害設(shè)防、實(shí)事求是的原則；同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)施工，同時(shí)投產(chǎn)使用，確保新增水土流失得到有效控制的原則；防治措施分區(qū)進(jìn)行布局的原則；經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、可行性和易操作的原則。

3.5.2 水土流失防治措施體系

案例中主體工程設(shè)計(jì)具有水土保持功能的措施包括山體防護(hù)、邊坡施工臨時(shí)硬化、廣場(chǎng)、步道鋪裝、下凹綠地綠化、場(chǎng)內(nèi)道路種植行道樹、排洪溝跌水、消力池；新增防治措施主要有排洪溝、截洪溝、谷坊、雨洪利用、植被恢復(fù)以及臨時(shí)防護(hù)措施等。納入主體設(shè)計(jì)中具有水土保持功能的措施，同時(shí)補(bǔ)充新增水土流失防治措施，實(shí)現(xiàn)了水土保持工程、植物、臨時(shí)措施有機(jī)結(jié)合，合理布局，完善了水土流失防治措施體系。

4 結(jié)論與建議

（1）山區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目做好水土流失防治前期工作，確定合理防治分區(qū)，盡量做到土石方平衡、接近實(shí)際的水土流失量的預(yù)測(cè)，采取完善的水土流失防治措施體系，可以有效預(yù)防山區(qū)開發(fā)建設(shè)可能造成的水土流失。

（2）開發(fā)建設(shè)應(yīng)充分重視工程實(shí)施中的水土保持工作，應(yīng)將水土保持工作納入主體工程的招投標(biāo)中，同時(shí)建設(shè)單位應(yīng)配合水土保持監(jiān)測(cè)單位做好水土流失及防治效益監(jiān)測(cè)，并為今后的水土流失預(yù)測(cè)提供類比數(shù)據(jù)。

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