水土流失预测内容和方法

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预测内容和方法

预测内容

水土流失预测的目的是为了分析工程施工可能造成的水土流失量及其潜在的水土流失危害,掌握工程施工过程中新增水土流失发生的重点时段及重点部位,为合理布设各项防治措施提供科学依据。根据《开发建设项目水土保持技术规范》规定,水土流失预测主要内容包括:

(1)原地貌、土地及植被破坏情况的预测;

(2)弃土、弃石、弃渣量;

(3)损毁水土保持设施面积;

(4)可能造成的新增水土流失量;

(5)可能造成的水土流失危害。

预测方法

(1)原地貌、土壤、植被的扰动和破坏面积预测采用统计计算和实地调查法,通过分析主体工程的设计资料,结合现场勘察,对施工中场地平整开挖、占压土地、破坏林草植被的种类、数量、程度及面积分别进行调查统计。

(2)损坏水土保持设施面积的计算采用统计计算和调查法,根据工程资料,结合项目建设区地类,并根据湖南省的水土保持相关文件,统计计算出项目建设造成的损坏水土保持设施的面积。

(3)弃土、弃石、弃渣量的调查统计:建设期产生的弃土、弃石、弃渣量按工程可行性研究阶段的资料进行预测。

(4)可能造成的水土流失危害调查统计:分析工程建设造成的对原生地貌的破坏,弃土和弃渣的堆积等实际情况,结合工程的设计资料,对比周边地区,分析工程建设可能造成的水土流失危害。

(5)对本工程建设造成的水土流失量预测的预测方法

水土流失预测的方法较多,包括同类工程实测资料类比法、地方经验方程计算法、监测小区实测资料法、人工模拟降雨小区试验法、专家估判法、航空照片资料判别法等,各方法均有一定的优缺点,亦有一定的适用范围,结合本工程的实际情况,并考虑预测方法的可操作性,对因工程建设造成的水土流失量采用类比法与实

测相结合的方法。其中水土流失按以下公式进行预测。

式中,Wi—预测单元水土流失量,t;

n—预测单元,1,2,3,……,n-1,n;

Fi—第i个预测单元面积(弃渣、表土堆置及临时堆渣指堆积外表面积,分平面面积和坡面面积),km2;

Mi—不同预测单元的土壤侵蚀模数,t/km2.a;

Ti—预测时段,a。

本工程各区域地形地貌、植被、土壤条件不尽相同,从而导致了不同区域内原生侵蚀模数的不同。随着项目的建设,工程对不同区域的地表扰动程度也不一样,扰动地表后的侵蚀模数也大小不一。

①各区原生侵蚀模数的确定

因项目区缺乏公路项目的水土流失监测资料,本方案采用同属湘南丘陵区的郴州市107国道绕城公路水土流失资料进行类比分析。郴州市107国道绕城公路全长30.22km,位于湖南省郴州市城区附近,所经路段其气象、地形地貌、土壤植被等情况与本项目基本一致,该项目与本项目的类比情况见表7.3.2-1。iiiiTMFWn1i

表7.3.2-1 类比工程基本情况比较表

类比项目 郴州市107国道绕城公路 本工程 对比结果

气象条件 属亚热带季风湿润气候,雨量充沛,光能热能充足。年平均气温17.8℃,年平均降雨量1471.7mm 同左 基本相同

地形地貌 项目区位于湘南丘陵地区,以丘陵沟谷地貌为主 同左 相同

土壤 地带性土壤有红壤、山地黄壤、黄棕壤,岩成土壤有红色灰土、黑色石灰土。成土母质为变质岩、灰岩、花岗岩、紫红色砂页岩、松散岩五类,项目所在地以石灰岩为主 同左 基本相同

植被 项目区内地表沟谷多为耕地,山地多为林地,植被类型属中亚热带常绿阔叶林。生长有油茶、松树,杉木、楠竹、油茶的纯林和少量杉、松、竹混交林,旱地少量,植被覆盖率高,地势相对平缓。 同左 相同

省级水土流失分区 湘东南工矿重点监督区 同左 相同

水土流失现状 本项目所在区域水土流失以水力侵蚀为主,主要形式为面蚀和沟蚀,流失强度有轻度、中度、强度、极强度四个土壤侵蚀等级,其中以轻中度侵蚀为主 同左 相同

项目区容许值 500t/km2.a 同左 相同

对比结论 类比工程与本工程的基本情况相同,可以作为本工程的类比工程。

各区原生侵蚀模数可采用郴州市107国道绕城公路数据并通过土壤侵蚀分类分级标准,结合现场勘查法获得原生土壤侵蚀背景,见表7.3.2-2。

表7.3.2-2 项目占地范围内土壤侵蚀模数背景值表 单位:t/km2.a

区划 路基区 高填段 深挖段 桥涵区 取土场区 弃渣场区 施工临建区 施工道路区

郴州市 1700 1500 1600 1200 1700 1400 1400 1500

②各施工单元开挖扰动地表后土壤侵蚀模数确定

在项目施工期,由于各施工单元场地平整要求,既有土方开挖,又有土方填筑,土石方调运频繁,扰动地表剧烈,是水土流失程度最大的时期。项目建设后期,主要施工活动基本结束,地表进入植被恢复期,水土流失程度逐年降低直至达到新的稳定状态。

为便于今后各区绿化及恢复植被有足够的表土回填,地表开挖前也需将一定数量的表土临时集中堆置,由于堆土土体结构松散,土体裸露且堆置坡度较大,若不采取防治措施,一遇降雨将产生大量流失。

根据施工组织安排,工程施工中填筑的土石料直接利用开挖段利用料,考虑调置临时堆料场;用于砼工程的砂砾、卵、碎石料从料场购买,运至施工场地砼拌制,对临时堆渣(料)可采用临时覆盖等防护措施,防止其流失。

本项目采用桂嘉高等级公路项目水土流失资料相类比的方法,确定各分区不同施工单元各施工时段侵蚀模数表,见表7.3.2-3。

表7.3.2-3 项目不同时期水土流失侵蚀模数一览表 单位:t/km2.a

施工单元 侵蚀强度 准备期 施工期 植被恢复期 备注

一般路基区 施工期:中度侵蚀

恢复期:轻度侵蚀 6700 2500 施工过程中填筑面裸露,易受雨水冲刷

高填路堤段 施工期:极强度侵蚀 恢复期:轻度侵蚀 16200 3500 边坡采取骨架草皮护坡

深挖路堑段 施工期:极强度侵蚀 恢复期:轻度侵蚀 15600 3200 边坡采取骨架草皮护坡

桥涵工程区 施工期:极强度侵蚀 恢复期:轻度侵蚀 13800 2200 侵蚀主要发生在路基边坡,恢复期采取骨架草皮

取土场区 施工期:极强度侵蚀 恢复期:中度侵蚀 21000 3200 成土母质主要为石灰岩、部分砂岩和板页砂岩,成土以红壤为主,恢复期场内采取草皮护坡和排水措施

弃渣场区 施工期:剧烈侵蚀

恢复期:中度侵蚀 26000 3500 石渣为主填埋于低洼地,平均堆渣高度4~8m,施工期边坡裸露,恢复期采用草皮护坡和场内采取水保林草及排水措施

施工临建区 施工期:中度侵蚀

恢复期:轻度侵蚀 11400 4000 2500

主要占用旱土、林地,一般恢复成旱地或交由地方使用 施工道路区 施工期:极强度侵蚀 恢复期:中度侵蚀 13500 8400 2700

表土堆置区 施工期:极强度侵蚀 15500 占地区域汇水面积较小,均为表土