李龍香

(深圳市深水水務(wù)咨詢有限公司，廣東 深圳 518000)

1 工程概況

羅湖“二線插花地”棚戶區(qū)改造項(xiàng)目(木棉嶺片區(qū)) (以下簡稱“木棉嶺片區(qū)改造項(xiàng)目”)規(guī)劃用地面積25.44hm2，主要包括還遷住宅、保障性住房、學(xué)校、門診部、公用設(shè)施、道路、景觀綠化、邊坡治理等建設(shè)內(nèi)容。根據(jù)主體設(shè)計(jì)資料，因施工擾動地表面積26.16hm2(紅線內(nèi)未擾動地表面積0.26hm2、紅線外擾動地表面積0.98hm2)，工程總挖方489.90萬m3，總填方17.98萬m3，借方2.28萬m3，棄方474.20萬m3。項(xiàng)目土石方工程量較大，主體設(shè)計(jì)單位應(yīng)通過豎向設(shè)計(jì)優(yōu)化，盡量減少工程棄方量。該項(xiàng)目基坑、路基、管線等土石方開挖過程中將不可避免地產(chǎn)生大范圍的裸露地表，引發(fā)水土流失。如果在施工期間不采取動態(tài)臨時防治措施，對新增裸露地面不及時進(jìn)行防護(hù)，必將造成嚴(yán)重的水土流失。為此，必須在調(diào)查工程實(shí)施對項(xiàng)目區(qū)及周邊區(qū)域水土保持設(shè)施破壞程度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工程建設(shè)可能造成的新增水土流失量預(yù)測，并結(jié)合主體工程設(shè)計(jì)中具有水土保持功能的工程進(jìn)行分析論證，補(bǔ)充提出防治對策及具體的水土保持措施。

2 水土流失預(yù)測

2.1 預(yù)測時段

該項(xiàng)目水土保持方案編制時結(jié)合《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB50433-2008)及相關(guān)規(guī)范，將水土流失預(yù)測時段分成施工準(zhǔn)備期、施工期及自然恢復(fù)期等。木棉嶺片區(qū)改造項(xiàng)目施工期從2017年12月開始，至2022年6月結(jié)束，歷時55個月，施工過程中對地表擾動強(qiáng)度較大，且必然會破壞原地表結(jié)構(gòu)，引發(fā)原生地面土壤抗侵蝕能力退化。遭遇暴雨的情況下，必將造成嚴(yán)重的水土流失。而當(dāng)項(xiàng)目施工結(jié)束，進(jìn)入恢復(fù)期(2022年7月-2023年6月)后，林草植被逐漸恢復(fù)，所采取的水土保持措施也會逐漸發(fā)揮作用，施工期間導(dǎo)致水土流失加劇的各項(xiàng)因素也隨之消失，水土流失將持續(xù)減少。

2.2 預(yù)測方法及參數(shù)的選擇

2.2.1 預(yù)測方法

類比預(yù)測法主要通過分析和比較開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目毗鄰地區(qū)已建成工程的水土流失觀測及研究成果，引用由類比項(xiàng)目研究成果及監(jiān)測站所取得的類似資料展開對擬建工程水土流失量的預(yù)測[1]。為保證預(yù)測過程的可比性與結(jié)果的精確性，必須確保兩個類比工程屬于同一自然地理區(qū)域，并且在植被、土壤、氣候、地質(zhì)、地貌等方面具備相似性和可比性。大量工程實(shí)踐證明，類比預(yù)測法簡便易行、省時省力。如果類比工程選擇得當(dāng)，則預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確性較高。但是由于我國當(dāng)前定位觀測及動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)較為缺乏，水土保持編制單位一般較難獲得毗鄰地區(qū)類似工程項(xiàng)目監(jiān)測及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致該方法在應(yīng)用過程中存在一定難度。

木棉嶺片區(qū)改造項(xiàng)目水土流失量通常由地表擾動流失量和棄渣流失量兩部分構(gòu)成，即：

W=W1+W2

(1)

式中：W為水土流失量，t；W1為地表擾動流失量，t；W2為棄渣流失量，t。

其中，地表擾動流失量主要根據(jù)加速侵蝕系數(shù)予以計(jì)算，公式如下：

W1=∑(F×M×A×T)

(2)

式中：F為原地貌侵蝕模數(shù)，t/km2·a；M為地表擾動面積，km2；A為加速侵蝕系數(shù)，若A>1，地表擾動流失量主要取決于地表開挖、擾動及破壞程度；T為預(yù)測時段，a。值得注意的是，地表擾動流失量應(yīng)分項(xiàng)目區(qū)，并根據(jù)具體施工時間測算，不同測算期間加速侵蝕系數(shù)A的取值必須>1。

棄渣流失量則通過流棄比法測算，即：

W2=∑(V×R×B)

(3)

式中：V為棄渣堆積體體積，m3；R為棄渣堆積體密度，t/m3；B為流棄比，為不采取任何水土保持措施的情況下，棄渣體自然流失直到達(dá)到自然穩(wěn)定時的棄渣流失總量與棄渣體總量之比。當(dāng)B≤1時，流棄比主要受地理位置、地形地貌、水文氣象、棄渣體級配、形態(tài)等因素的影響；當(dāng)缺乏實(shí)測及實(shí)驗(yàn)資料時，主要通過類比法確定。棄渣流失量也應(yīng)分不同的棄渣場情況，按照實(shí)際棄渣來源、年堆渣量和施工具體情況進(jìn)行測算。在棄渣場流棄比確定的基礎(chǔ)上，主要根據(jù)年棄渣量進(jìn)行其流失量測算，當(dāng)然也可以根據(jù)棄渣體接近穩(wěn)定狀態(tài)的年限，將流棄比向流失年限內(nèi)合理分配。根據(jù)分配情況和流失年限逐年計(jì)算棄渣流失量。

2.2.2 參數(shù)取值的選擇

1)加速侵蝕系數(shù)A。根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB50433-2008)及木棉嶺片區(qū)改造項(xiàng)目水土保持初步設(shè)計(jì)報(bào)告，項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀水土流失類型主要表現(xiàn)為水力侵蝕，待表面土體開挖裸露后，受侵蝕程度大大增加，侵蝕模數(shù)可達(dá)到原地表侵蝕模數(shù)值的15～55倍[2]。參照毗鄰地區(qū)某工程開發(fā)項(xiàng)目資料，并對毗鄰地區(qū)不同地表侵蝕模數(shù)展開分析，最終確定出的木棉嶺片區(qū)改造項(xiàng)目施工期加速侵蝕系數(shù)取原地表侵蝕模數(shù)(500t/km2·a)的16～60倍。

2)棄渣體流棄比B。結(jié)合毗鄰地區(qū)某酒廠技改項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)階段水土流失預(yù)測時段、建設(shè)期棄土棄渣量以及項(xiàng)目實(shí)施區(qū)域水文地質(zhì)、地形地貌、土體類型、植被覆蓋率、降水量及平均氣溫等因素，很容易被水流沖刷。根據(jù)類比法所確定出的木棉嶺片區(qū)改造項(xiàng)目棄渣體流棄比具體見表1。

表1 項(xiàng)目棄渣體流棄比

該項(xiàng)目的建筑垃圾全部交由專業(yè)公司綜合利用，棄方則運(yùn)至建設(shè)單位承諾的合法受納場，不計(jì)算棄土棄渣運(yùn)出項(xiàng)目區(qū)后的水土流失量。該項(xiàng)目棄土及時外運(yùn)，不設(shè)置棄土、棄渣場，故不涉及棄渣流棄比。

2.3 預(yù)測結(jié)果

2.3.1 水土流失量背景值預(yù)測

在綜合考慮建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際占地范圍內(nèi)水土流失情況的基礎(chǔ)上展開背景值預(yù)測，為進(jìn)行工程項(xiàng)目實(shí)施所引發(fā)水土流失影響程度的分析，必須使背景值預(yù)測時段和項(xiàng)目水土流失預(yù)測時段保持一致。木棉嶺片區(qū)改造項(xiàng)目水土流失預(yù)測時段分為施工期和自然恢復(fù)期，背景值測算結(jié)果為185.65t，具體見表2。

表2 水土流失背景值預(yù)測

2.3.2 施工期水土流失量預(yù)測

木棉嶺片區(qū)改造項(xiàng)目主體工程施工歷時55個月。經(jīng)計(jì)算，施工期水土流失總量為12619.54t，具體見表3。

表3 施工期水土流失量預(yù)測

2.3.3 自然恢復(fù)期水土流失量預(yù)測

經(jīng)計(jì)算，該項(xiàng)目區(qū)工程施工結(jié)束后的自然恢復(fù)期內(nèi)水土流失總量為60.40t，具體見表4。

表4 自然恢復(fù)期水土流失量預(yù)測

綜上所述，木棉嶺片區(qū)改造項(xiàng)目主體工程施工期間及自然恢復(fù)期內(nèi)水土流失總量為12679.94t，其中：根據(jù)公式所計(jì)算得項(xiàng)目區(qū)水土流失背景值185.65t，施工期和自然恢復(fù)期水土流失量分別為12619.54t和60.40t，因施工造成新增水土流失量為整個項(xiàng)目建設(shè)期直到植被恢復(fù)時的水土流失總量與水土流失背景值之差，為12494.29t。具體見表5。

表5 水土流失量預(yù)測總表

該項(xiàng)目所在區(qū)域降雨較為集中且雨量大，土壤質(zhì)地較為黏重，地表水滲透力不強(qiáng)，在地表徑流過于集中時工程項(xiàng)目的實(shí)施很容易造成表土大面積剝落。經(jīng)實(shí)地考察，該工程施工期間水土流失類型主要表現(xiàn)為濺蝕、面蝕、溝蝕等水力侵蝕，還會改變原土壤結(jié)構(gòu)及地面物質(zhì)構(gòu)成，使土壤抗侵蝕能力大大降低[3]。此外，遭遇暴雨洪水時，挾帶泥沙的匯水沖入排水箱涵及管網(wǎng)，引發(fā)周邊市政排水管網(wǎng)淤積、堵塞。

3 結(jié) 論

綜上所述，水土流失預(yù)測是工程建設(shè)項(xiàng)目水土保持工作的起點(diǎn)，主要通過對水土流失影響程度的測算和分析，為建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治分區(qū)、防治措施布置、水土保持監(jiān)測等工作提供客觀依據(jù)；水土流失預(yù)測應(yīng)分為定性預(yù)測和定量預(yù)測兩個階段，考慮到木棉嶺片區(qū)改造項(xiàng)目水土歷史觀測資料經(jīng)過初設(shè)階段充分積累后已經(jīng)趨于完善，故其水土流失量預(yù)測應(yīng)采用定性預(yù)測和定量預(yù)測相結(jié)合的做法，通過類比法得到較為準(zhǔn)確和可信的項(xiàng)目區(qū)水土流失預(yù)測結(jié)果。