基于侵蚀模数法的道路水土流失预测与防治.pdf
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1、云南水力发电YUNNAN WATER POWER9第 40卷第 4期0 引言随着经济的快速发展和城市化进程的加快,人为因素已经成为水土流失的主导因素1,开发建设项目导致的水土流失是区域水土保持的关键。东莞市大岭山镇矮岭冚村地块配套道路工程有利于提升整体城市形象,打造大岭山镇的特色文化,体现城市特色,提升城市品位。该项目的实施可能会减少植物生长,对现存的生态保护系统造成破坏,这大大增加了水土流失的风险和损害水平。目前的道路水土流失研究主要聚焦在了解水土流失产生的原因和后果,试验分析和内在机制的研究2,以及防治措施和保持土壤稳定的方案规划,还有水土流失的预计和水土保护的监控等方面。以东莞市大岭山镇
2、矮岭冚村地块配套道路工程造成水土流失破坏为研究背景,把握好水土流失防治的分区基础上,预测了水土流失的可能性,并制定了工程和植被结合的防治方案,目标基于侵蚀模数法的道路水土流失预测与防治焦瑞(广东科烨水利勘测设计研究有限责任公司,广东 东莞 523000)摘要:随着经济的快速发展和城市化进程的加快,人为因素已经成为水土流失的主导因素,东莞市大岭山镇矮岭冚村地块配套道路工程建设期间降低了植被覆盖率,破坏原有生态防护体系,开工后将造成不同程度的水土流失,亟需防护治理。在分析该工程区域水土流失现状及影响因素的基础上,进行水土流失预测,并划分两个水土流失防治分区。采取工程与植物措施相结合的综合防治措施,
3、以期使因工程建设而引起的水土流失降到最低程度,并进行水土保持监测布置和效益评价分析,结果显示防治指标均达到目标值,效益良好。关键词:水土保持;水土流失预测;水土保持体系;效益评价中图分类号:S157.1文献标识码:B文章编号:1006-3951(2024)04-0009-05DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2024.04.003Prediction and Prevention of Road Soil and Water Loss Based on Erosion Modulus MethodJIAO Rui(Guangdong Keye Water Conserv
4、ancy Survey,Design and Research Co.,LTD.,Dongguan 523000,China)Abstract:With the rapid development of economy and the acceleration of urbanization process,human factors have become the dominant factor of soil and water loss.During the construction of the supporting road project in Ailing Ham Village
5、,Dalingshan Town,Dongguan City,the vegetation coverage rate has been reduced,which destroys the original ecological protection system,and will cause soil and water loss in different degrees after construction,which needs urgent protection and control.Based on the analysis of the current situation an
6、d influencing factors of soil and water loss in the project area,this paper makes a prediction of soil and water loss,and divides two soil and water loss prevention zones.In order to minimize the soil and water loss caused by engineering construction,the soil and water conservation monitoring arrang
7、ement and benefit evaluation analysis were carried out.The results showed that the control indexes reached the target value and the benefits were good.Keywords:soil and water conservation;soil and water loss prediction;soil and water conservation system;benefit evaluation收稿日期:2023-08-21作者简介:焦瑞(1991-
8、),女,黑龙江齐齐哈尔,工程师,主要从事水土保持研究工作。*10云南水力发电2024 年第 4 期是将因工程建设造成的水土流失降至最低,达成保存水源和稳定土壤的目标。1 工程概况及水土流失现状1.1 工程建设区项目位于东莞市大岭山镇大岭山大道南侧、厚大路东侧,全长 2.12km,共建设 5 条道路,包括规划横一路、规划横二路、规划纵一路、规划纵二路和规划主干路。国家和广东省并未将该项目所在区域列入防治水土流失的核心管制区,同样,该地区亦没有范围扩展至饮用水源保护地带、一流水功能防护区、禁止开发区、世界人文及自然遗产地、知名旅游景点、地质公园、森林公园、关键湿地等脆弱区域内,对于保持土地水分有着
9、显著的必要性,但位于东莞市划定的水土流失重点治理区,因此,项目执行南方红壤区建设类项目一级标准,应加强施工过程中的水土流失防治。1.2 水土流失现状根据全国土壤侵蚀类别地区的划分,项目所处的东莞市位于南部的红壤丘陵区。项目原地是一片平坦的地方,没有明显的土壤流失现象,现存的地质侵蚀状况呈微弱状态。主要的土壤侵蚀类型为水流冲刷,而在山里,则存在重力导致的滑坡、崩塌等,其中以影响山面和山沟为主的水流冲刷居首位。土壤能够配合的侵蚀门槛为每年每平方公里流失 500 t。1.3 水土流失影响因素根据对工程区自然环境的分析,产生新的水土流失问题的主导因素可以归结为自然条件和人类活动。自然因素包括了气候、地
10、理形状、地质结构、土壤和植物等要素。项目区降雨强度大、暴雨集中,为土壤侵蚀提供了强大的原动力。人为因素包括工程场地的开挖,土料的运输及填埋等原因破坏原地貌和植被,扰动地表,导致土壤抗侵蚀能力降低,土壤侵蚀加剧,水土流失增加3。项目建设过程中场地平整、路基开挖回填、施工机械碾压地面等施工活动,将大大加剧扰动范围内的土壤侵蚀。工程施工时序安排对项目防治效果影响很大,如果施工时序安排不当,则不能有效预防施工中产生的水土流失,从而造成水土流失的发生。项目总占地面积 5.77 hm2,均为永久用地,施工过程中将扰动地表面积 5.77 hm2。根据项目建设扰动地表面积分析,项目建设过程中损坏的植被为具有一
11、定水土保持功能的草地,总面积为2.68 hm2。2 水土流失分析与预测依据此项目建筑过程中引发的水土流失特性,制定了以下的水土流失预测准则。该项目为建筑类工程,其可能发生的水土流失应按照施工阶段(包含施工准备阶段)和自然复原阶段两个时间段进行估算。每个预计单元的时间段应以最不利的状况为考量标准,如果超出降雨季节的长度则以年为单位计算,如果未超出则按照其在降雨季节长度所占比例计算。该方案中所有的预测方式、预测主题以及预测成果等,全都以“按照常规的开发建设项目的设计功能,在没有水土保持工程情况下可能引发的土壤侵蚀”为基础进行的预测分析。根据项目特性,会对土壤侵蚀进行分析预测。主要焦点是分析因项目施
12、工可能对原有地表产生的破坏干扰所引发的水土流失,并参照土壤侵蚀理论进行定量研究4。2.1 预测单元及预测时段根据地形地貌、扰动方式、扰动后地表的物质组成、气象特征,结合项目实际情况,分为道路工程区和景观绿化区 2 个分区。各预测单元面积见表 1。表 1 水土流失预测范围表预测单元预测面积/hm2施工期自然恢复期道路工程区5.55景观绿化区0.220.22合计5.770.22开发建设项目可能产生的水土流失量应按施工期(含施工准备期)和自然恢复期 2 个时段进行预测。此项工程主要受到水力侵蚀的影响,计划的焦瑞 基于侵蚀模数法的道路水土流失预测与防治11工作期限需要考虑跨越雨季的时间比例。如果工期超
13、出雨季的时间长度,就将其视为 1 a 计算,如果不超过,就以其占据雨季时间的比例来计算。该工程所在的区域,雨季一般为每年的4月至9月。在项目竣工后进入自然复原阶段,由于永久性土地实施硬化和绿化,通过相关的水土保护方法,施工带来的土壤侵蚀问题将逐渐缓解,直至达到新的稳定状态5。需要注意的是,由于植被防护需要一段时间才能全面展现效果,所以在此阶段的土壤侵蚀情况也应进行预测。以上做法是依照 GB 50433-2018生产建设项目水土保护技术标准的要求。项目属于湿润区,自然恢复期预测时段取 2a。项目计划于 2023 年 9 月开工建设,2024 年9 月完工,预测期为施工准备期开始至自然恢复期结束,
14、即 2023 年 9 月 2026 年 9 月。依据主体工程施工进度安排,确定各分区预测时段,见表 2。表 2 水土流失预测时段表预测单元预测时段/a施工期自然恢复期道路工程区1.5景观绿化区1.522.2 土壤侵蚀模数此项目在预测水土流失时选择的主要因素是项目区的原始地形和土壤侵蚀指数、施工期土壤侵蚀模数以及自然恢复期土壤侵蚀模数 3 项。其中原地貌土壤侵蚀模数主要根据实地调查获得,其余 2 项均采用类比分析法,选取与该工程相对应的类比工程来获得。该工程区域位于南方的红壤地带,主要受到水土流失的侵蚀,土壤可接受的流失量是每平方公里每年 500 t。根据 SL190-2007土壤侵蚀分类分级标
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