龐志沖

（廣東粵源工程咨詢有限公司，廣州 510610）

0 引 言

在自然作用和人為因素等干擾下，水土資源受到侵蝕和破壞，會導致生態(tài)失衡，嚴重影響生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。其中人為因素主要包括工程建設和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。工程建設中如果水土保護措施不到位，會影響建設的正常進行，危害自然環(huán)境，增加地質災害發(fā)生的概率[1]。因此在工程建設施工期間要嚴格按照相關文件及法律法規(guī)的要求，落實相關水土保持及環(huán)境保護措施，減少對生態(tài)嚴控區(qū)及自然保護區(qū)的擾動和破壞，施工結束后及時采取綠化等措施，將臨時擾動區(qū)域恢復原地貌[2]。

在國家經(jīng)濟快速發(fā)展的帶動下，運輸公路負荷增大，對水運航道的需求增大，迫切需要提高航道與船閘的通航條件，提高航道與船閘的通過能力。在對航道進行升級改造的工程建設中，水土流失會造成局部河道淤積，對河流水質造成一定的影響，流失的水土將降低土壤肥力，并將影響周邊作物生長，且進入附近村莊或周邊排水系統(tǒng)[3]。水土保持有利于改善水土流失的問題，本文以北江航道升級工程為背景，根據(jù)土壤侵蝕模數(shù)對該項目的水土流失情況進行預測，采取了植物措施和工程措施，為航道升級工程的水土保持措施研究提供了建議和經(jīng)驗。

1 航道升級工程內容

北江（烏石至三水河口）航道擴能升級工程起點位于佛山市三水區(qū)北江與西江匯合的思賢滘口、沿北江北上經(jīng)過佛山市三水區(qū)、清遠市清新區(qū)、清城區(qū)、英德市，止于韶關市曲江區(qū)烏石鎮(zhèn)烏石電廠附近。

北江烏石至三水河口航道全長約217km，按內河Ⅲ級、通航1000t級船舶標準建設，整治后通航保證率98%。白石窯二線、飛來峽二、三線、清遠樞紐二線船閘按照1000t級標準建設，并拆除重建了白石窯一線船閘。主要包括航道工程、船閘工程、配套工程三個部分。

1）航道工程：疏浚河道12.02km、炸礁1處、切嘴1處、拆除丁壩31座、新建丁壩6座、原址修復29座、護岸10處（岸標）。

2）船閘工程：新建白石窯二線船閘、重建白石窯一線船閘及配套建構筑物、高陂塘排澇渠移位重建工程；新建飛來峽二和三線船閘及配套建構筑物、S377特大橋工程、Y202大橋工程、黃洞圍水利設施恢復工程；新建清遠二線船閘及配套建構筑物。

3）配套工程：交叉工程（9條跨河架空纜改造）、橋梁防撞加固工程（11座）、航標工程（64座岸標、102座主航道浮標、4座水上燈樁、58座橋區(qū)浮標，改造3座大橋橋涵標）

2 水土保持現(xiàn)狀評價

項目所在地佛山市三水區(qū)，清遠市英德市、清城區(qū)、清新區(qū)土壤侵蝕類型區(qū)為南方紅壤區(qū)，工程地處北江流域，降雨充沛，地表植被覆蓋度高。

本工程水土流失調查采取地面觀測、實地量測、遙感與無人機監(jiān)測、資料分析（施工、監(jiān)理、監(jiān)測等資料）相結合的方法，調查擾動土地情況，水土流失情況和水土保持實施情況及效果。

通過對項目區(qū)的調查，工程沿線未發(fā)現(xiàn)水土流失嚴重、生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)。工程建設地點不屬于國家和省市水土流失重點預防區(qū)和重點治理區(qū)。降雨分配不均，暴雨集中是造成項目區(qū)水土流失的首要原因。因為項目區(qū)土壤多為赤紅壤，赤紅壤土質松散，抗侵蝕力低，經(jīng)過地表徑流的沖刷后，很容易造成大面積的水土流失[4]。

2.1 航道工程

航道工程中整治、疏浚、炸礁，均在水中作業(yè)，切嘴、護岸工程在岸上施工部分嚴格控制擾動范圍，無新增臨時用地。施工過程中產(chǎn)生的土石方部分用于工程內部回填，不可回填的土石方一部分就近拋填到卸泥區(qū)，針對裸露地表進行植草護坡和臨時彩條布苫蓋。

因此航道工程的主體設計可以滿足施工期和運行期間水土保持的相關要求，不再新增水土保持措施。

2.2 配套工程

配套工程中橋梁防撞加固工程位在水中作業(yè)，航標工程大部分為水標，岸標部分施工擾動面積較小，土石方挖填量非常小，交叉工程對地面的擾動范圍小且隨挖隨填，主體設計未設置水土保持措施，只提出水土保持要求。

2.3 船閘工程

通過現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，船閘管理區(qū)建設在新建船閘的一側，布置為辦公區(qū)、生活區(qū)和輔助區(qū)，建筑物周邊均為綠地和道路，工程平面布置比較合理，使建筑物、道路及綠地全部融為一體。

主體工程設計中考慮施工前對主體工程區(qū)的表土剝離措施，以及施工結束以后的表土回覆措施。施工過程中采取臨時排水溝收集地表匯水并經(jīng)過沉沙池沉淀以后排放。針對施工期地表裸露的區(qū)域實施彩條布苫蓋措施，避免雨水擊濺地面造成水土流失。施工結束以后在閘管區(qū)內部綠化前的表土回覆，并進行栽植喬灌木、景觀綠化，針對航道一側的岸堤設置植草護坡，防止雨水對邊坡的沖刷。主體設計還考慮高陂塘排澇渠移建以后植草護坡措施。主體設計中已有的水土保持措施可以起到一定防護的作用，但是措施體系不夠完善，缺乏施工期的排水沉沙措施。且通過監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)一線船閘施工過程中，地連墻至圍堰邊界有一定的裸露，且地表具有一定的坡度，遇到降雨可能產(chǎn)生水流失。

3 侵蝕模數(shù)預測與分析

本工程在建設過程中原地貌植被破壞，可能改變的因子有土壤可蝕性因子、地形因子和管理措施因子[5]。工程建設使土壤的可蝕性值增大，使地形因子值增加。因此對水土流失進行預測，分析水土流失情況顯得十分重要。根據(jù)的地形地貌、土地利用情況及沿線植被分布情況，結合項目區(qū)內土壤侵蝕現(xiàn)狀并查閱初期水土保持監(jiān)測資料進行綜合評判，工程建設前項目區(qū)內無明顯水土流失，總體屬微度侵蝕，土壤侵蝕背景值取500t/km2·a。

3.1 預測單元

根據(jù)工程建設過程中的水土流失特點，預測單元和防治分區(qū)一致，劃分為航道工程區(qū)、配套工程，白石窯樞紐、飛來峽樞紐、清遠樞紐共5個一級預測單元。但因航道工程均在水中作業(yè)，施工完成后作業(yè)面均硬化，無水土流失產(chǎn)生；配套工程中橋梁防撞加固及航標工程在水中作業(yè)、交叉工程擾動面積極小忽略不計，故本不對航道工程及配套工程土壤流失量進行預測。

3.2 預測時段

《生產(chǎn)建設項目水土保持技術標準》（GB50433-2018）將建設類項目中水土流失的預測劃分為3個階段，分別是：施工準備期、施工期和自然恢復期，本工程將施工準備期與施工期合并，統(tǒng)稱為建設期。

項目區(qū)以水力侵蝕為主，預測時段以工期跨越雨季的比例來確定，工期超過雨季長度的按1a考慮，不超過的可按占雨季長度的比例計算，該工程項目區(qū)的雨季為4-9月。

3.3 土壤侵蝕模數(shù)

土壤侵蝕研究通常采用實地測算，根據(jù)設計圖紙和實地勘察確定的地類面積，擾動區(qū)原地貌侵蝕模數(shù)及原地貌擾動后侵蝕模數(shù)，即可計算擾動后原地貌新增水土流失量[6-7]。

式中：W為土壤流失量，F(xiàn)ji—某時段某單元的預測面積，Mji—某時段某單元的土壤侵蝕模數(shù)，Tji為某時段某單元的預測時間，K=1、2、3，指施工準備期、施工期和自然恢復期，i為預測單元，i=1、2、3、……n，j—預測時段。

3.4 預測結果

預測時段內，在不采取水土保持措施的情況下，可能造成水土流失總量為7171t，新增水土流失總量為5978t；其中在自然恢復期的水土流失量為678t，新增水土流失量119t；施工期的水土流失量為6493t，新增水土流失量5859t。

本工程在監(jiān)測及預測時段內，產(chǎn)生的土壤流失總量為101697t，新增土壤流失量為5978t，施工期土壤流失量為101578t，占水土流失總量的99.88%，施工期是產(chǎn)生水土流失的主要階段。飛來峽樞紐施工階段的流失量為48877t，占施工期水土流失總量的47.81%，飛來峽樞紐是產(chǎn)生水土流失的主要區(qū)域。在后續(xù)施工階段，白石窯棄渣場新增土壤流失量4113t，占新增土壤流失量的70.20%，白石窯棄渣場是后續(xù)施工過程中重點監(jiān)測區(qū)域。

3.5 水土流失情況分析

通過侵蝕模數(shù)對本工程水土流失進行預測后，結合水土流失特點及周邊地形地貌對水土流失情況進行分析，本工程可能造成的水土流失危害主要表現(xiàn)在：周邊農(nóng)用地、運輸?shù)缆?、附近村莊、居民點、下游水體及工程自身安全等的影響。

預測結果表明，是水土流失較為嚴重的時期是施工期，為了有效縮短流失手段，在后續(xù)施工中需要加速對主體工程施工。主體工程施工期間，在其非施工的空地段，可進行植物措施的種植和撫育，并結合主體工程施工進度的安排，分期、分批地實施植物措施。

綜上所述，此次工程建設主要在施工期對當?shù)厮亮魇У挠绊懽畲蟆Ｊ┕せ顒訒淖?、損壞或壓埋原有地貌及植被，造成地表裸露，降低原有地貌與植被的固土、抗蝕能力，加劇水土流失。采取工程措施、植物措施及臨時措施，構成行之有效的防治體系，在施工過程中可以有效遏制新增水土流失的發(fā)生和發(fā)展。

4 水土保持措施布設

本工程防治責任范圍即為占地面積324.62hm2。按照本項目的施工特點和總體布局等，可分為航道工程區(qū)、配套工程、白石窯樞紐、飛來峽樞紐、清遠樞紐共5個一級防治分區(qū)，此次防治措施主要針對白石窯樞紐、飛來峽樞紐、清遠樞紐進行水土保持防治。

4.1 措施布設原則

結合項目所在地及項目建設的特點，突出以下防治原則：

1）因害設防、防治結合、全面布局、科學配置、分區(qū)治理、重點突出、綠化美化、可操作性的原則。

2）人與自然和諧相處的理念，尊重自然規(guī)律，保護生態(tài)環(huán)境，布設臨時性防護措施，減少建設過程中的水土流失。

3）植物措施、工程措施、臨時措施合理配置、統(tǒng)籌兼顧，形成綜合防護體系，臨時措施與永久措施相結合，有較好的經(jīng)濟效益。

4.2 防治措施體系

根據(jù)水土流失預測結果，水土流失情況，和水土流失防治分區(qū)，在每個分區(qū)主體設計已有水土保持設施的基礎上，針對工程建設施工過程中可能引發(fā)水土流失的部位，采取合理有效的防治措施。本次水土保持措施主要以植物措施為主，將工程措施和植物措施結合在一起，永久措施與臨時措施結合在一起，不僅能夠將主體工程中具有水土保持功能的設施納入水土流失防治體系中，還通過新增的措施，建立了一套完整、有效的水土流失防治體系。航道工程區(qū)和配套工程中實施的植草護坡措施以及施工過程中的彩條布苫蓋臨時措施，措施體系較為完善，可以保證施工期和運行期間水土保持的相關要求，此次防治措施主要針對船閘工程區(qū)。

4.2.1 白石窯樞紐

施工前對主體工程區(qū)的表土剝離措施，表土剝離總量為2.87萬m3，施工過程中設施磚砌排水溝535m、臨時排水溝1678m、沉沙池6座、彩條布苫蓋0.60hm2。施工結束以后在閘管區(qū)內部綠化前的表土回覆，表土回覆總量2.87萬m3，景觀綠化0.17hm2、栽植喬木141株、植草護坡0.45hm2，主體設計了高陂塘排澇渠移建以后植草護坡2.60hm2針對施工現(xiàn)場現(xiàn)狀裸露的邊坡采取彩條布臨時覆蓋措施，防止降雨的沖刷。

4.2.2 飛來峽樞紐

飛來峽主體工程區(qū)撒播種草綠化3.73hm2，栽種喬木472株，針對航道兩岸、上下游引航道高邊坡防護采取植草護坡15.22hm2，并設置現(xiàn)澆混凝土排水溝1928.81m。施工期場內部及周邊布設臨時排水溝3973m、沉沙池1座。針對存放在施工臨建區(qū)內的砂石料采用編織土袋攔擋，編織袋裝土598m3，施工結束后復耕3.711hm2。

4.2.3 清遠樞紐

樞紐主體設計了永久占地范圍內施工前的表土剝離措施，剝離量為1.50萬m3。針對船閘管理區(qū)及上下游引航道綠化前的表土回覆1.50萬m3，主體工程區(qū)裸露的地表采取撒播種草3.75hm2，栽種喬木1000株、灌木500株。臨時占地范圍內施工前的表土剝離措施及綠化前的表土回覆措施，表土剝離回覆總量均為0.30萬m3。施工臨建區(qū)的項目部內四周栽種喬木120株及灌木30株。

5 結 語

文章以航道升級工程為背景，通過侵蝕模數(shù)預測法對本工程的水土流失進行預測。根據(jù)預測結果，結合水土流失現(xiàn)狀對水土流失情況進行分析。主要是以主體已有水土保持措施為基礎，具有針對性和合理性的采取植物措施和工程措施，從而建立完整有效的水土流失防治體系。結果表明本工程各項水土保持措施都發(fā)揮了良好的作用，特別對于工程建設施工期所造成的水土流失得到有效的遏制和防治，建設期間未對沿線周邊區(qū)域造成嚴重的水土流失危害，為類似工程提供了參考。