后柳镇防洪工程建设水土流失预测

　　摘要：文章通过工程建设期和施工运行期对石泉县后柳镇防洪治理工程水土流失问题进行预测时段划分, 并对水土流失背景值、扰动原地貌造成的水土流失量和新增水头流失等预测方法加以探讨, 最后采用土壤侵蚀模数法对破坏原地貌造成的流失量、水土流失背景值和涉及参数等进行重点预测, 结果表明, 石泉后柳镇防洪治理工程水土流失主要发生在弃土场和各开挖面, 尤其是弃渣场, 必须采取有效的防护措施。

　　关键词：防洪工程; 水土流失; 预测;
 

　　1 工程概况

　　石泉后柳镇防洪治理工程河段位于汉江流域喜河水库库区回水范围内, 属暴雨、洪水多发区域, 土壤侵蚀方式以水力侵蚀为主, 重力侵蚀次之, 类型主要有浅蚀、细沟蚀、切沟蚀及垮塌、滑坡、泥石流等。按总面积计算属轻度流失区, 按流失面积计算属次强度流失区, 在河道治理工程建设过程中, 将产生人为水土流失, 工程建设期必须采取有效的水土保持措施。

　　2 工程建设土壤侵蚀与水土流失测算

　　2.1 测算时间段的确定

　　考虑到项目的长期性与特殊性, 对其所引发的水土流失按照工程建设期和竣工后的植被恢复期进行预测。从施工过程角度, 本工程位于河岸, 所以在施工期内除了考虑项目本身的特点, 还必须考虑流域水文要素的影响。施工期为5个月, 建设期预测年限按1 a计算;考虑到项目区土壤条件及气候条件较适合植被恢复, 确定植被恢复期预测年限为2 a。

　　2.2 预测方法的确定

　　2.2.1 原地貌土壤侵蚀模数的确定

　　水土流失预测中土壤侵蚀模数值的确定, 采取类比分析法、实地调查法和实测资料法, 综合分析确定项目区侵蚀模数为200 t/km2·a。

　　2.2.2 工程建设期、自然恢复期

　　式中:W2, 3—分别代表工程建设期水土流失量、自然恢复期水土流失量 (t) ;M2, 3 (i) —工程施工期间土壤侵蚀模数以及工程竣工后恢复期间的土壤侵蚀模数 (t/km2·a) 。

　　2.2.4 新增水土流失量的预测

　　新增水土流失量的预测方法, 按下列关系进行计算:

　　工程对地表扰动后引发的水土流失量:

　　工程施工所引发的水土流失量:

　　工程施工所引发的水土流失增量:

　　式中:W弃、W总—分别为弃土、弃渣流失量及工程建设总水土流失量, 其他参数同上。

　　2.3 可能造成的水土流失量预测

　　2.3.1 弃土量预测

　　工程产生的弃土对表面进行平整用于复耕, 这样一来能够有效避免、预防甚至减小工程区水土流失量。然而施工早期阶段存在很多人为影响因素导致部分弃土流失的可能性相当大, 弃土的随意性堆放造成的弃土流失, 从而对周围环境产生危害, 必须对所设弃土场采取有效的防治措施。

　　2.3.2 水土流失量的预测

　　项目的新建对原有区域地形地貌、生物物种和植被等都会产生不同程度的破坏, 同时还会扰动原土体结构, 降低土体抵抗外界侵蚀的能力, 加剧土壤侵蚀速率, 不断引发环境破坏与水土流失。由于本项目的新建所导致的水土流失增量既涵盖原地貌因破坏而引发的流失量、弃渣流失量, 也包括新增破坏量。水土流失量的预测主要采用土壤侵蚀模数法。

　　2.3.2.1工程建设期

　　本项目的新建对于工程区内植被和生物多样性也将带来不同程度毁坏, 打破原生物系统并造成抗侵蚀能力的退化, 可能造成的植被破坏和水土流失的范围包括主体工程施工区、弃土区、取土场和施工临时踏压地, 预测的重点部位为弃土场和永久占地中的挖地等, 详见表1。

　　地貌类型、施工条件、气候环境、地面植被生态类型等情况均对工程区土壤侵蚀模数、侵蚀类型及水土流失情况有深层次影响, 故可通过上述因素指标的计算分析进而推测水土流失基值, 所涉及的公式如下:

　　式中:Q—土壤侵蚀基数值 (t) ;m—土壤侵蚀模数 (198t/km2·a) ;A—侵蚀的地表面积 (km2) ;a—考虑期数 (a) 。

　　既要考虑施工期内对水土流失的影响, 也要考虑施工结束后即项目运营中所引起的水土流失, 按下式预测土壤侵蚀和水土流失量:

　　式中:η—加速侵蚀系数。

　　根据陕西省“三区”公告及项目区的自然条件, 通过现场调查和水土流失现状分析, 并参考当地的水土保持规划和其他有关资料, 确定各区的土壤侵蚀模数基本值。项目区现状水土流失轻度, 多年平均侵蚀模数约200 t/km2·a, 本次计算土壤侵蚀模数背景值取200 t/km2·a。

　　2.3.2 施工运行期

　　和工程建设期计算水土流失的流程相同, 项目竣工后的运行期间, 虽然积极采取了水土保持和植被覆盖措施, 但是植被生长需要时间, 在这期间水土流失必然发生。但是, 由于不受人为活动的影响, 再加上植被在自然生长、逐渐恢复, 土壤侵蚀现象也逐渐得到缓解和抑制, 据测算工程竣工投产运营后的三年, 土壤侵蚀的缓解程度才能达到项目建设前的状态, 结合类似工程经验分析, 确定工程运行期加速侵蚀系数为3.50~4.50, 详见表2。

　　经过预测, 本次工程施工期可能产生的水土流失量为31.56 t, 其中新增水土流失量25.72 t;工程运行期可能产生的水土流失量为121.95 t, 其中新增水土流失量为77.08 t。水土流失主要发生在弃土场和各开挖面, 尤其是弃渣场, 必须采取有效的防护措施。

　　3 结语

　　在水土流失预测的基础上, 水土流失治理应坚持“预防为主、全面规划、综合防治、因地制宜、加强管理、注重效益”的工作方针, 体现“谁造成水土流失, 谁负责治理”的原则。采取符合有关技术规范要求的各项水土保持措施, 使其满足工程措施与生物措施相结合、治理与土地利用相结合的要求, 并形成项目建设水土保持综合治理体系, 做到技术上可行、经济上合理、尽量减少工程建设造成的水土流失量、实施后具有明显的生态环境效益。

　　参考文献
　　[1]王妍.大连某项目区水土流失土壤侵蚀模数分析及预测[J].地下水, 2018, 40 (2) :213-214+228.
　　[2]王玮娟.西江中游航道整治工程水土流失预测分析[J].水利规划与设计, 2018 (1) :73-76.