项目区土壤流失量分析与预测探究

呼振颖

(沈阳利鑫土木工程有限责任公司，沈阳 110179)

1 概 况

项目地处辽宁南部的土石山区，当地水土流失主要是水力侵蚀[1],主要表现为地表侵蚀，允许水土流失200t/km2·a，属于轻度侵蚀。风电场区场地位于剥蚀残丘坡地地貌单元，地势总体呈东高西低，南高北低，变化平缓，场地地面高程146.70m-149.58m。场区北侧发育东西向冲沟，冲沟两侧坡度较缓，地面总体坡度2°左右。场区西侧发育高约3m，长约30m的陡坎，场区内地形起伏较小，坡度约5°。地形条件复杂，山顶坡度2°-18°，山体坡度10°-30°。勘探点地面高程269.4-539.4m，地形条件复杂。

2 水土流失影响因素

项目地处构造侵蚀低山地貌单元[2]，地貌类型比较单一，又位于山区，山脊顶部起伏，呈圆锥形，馒头状，山谷多呈“V”形。地形条件复杂。受自然因素的影响，施工时翻动后的地表易产生水土流失，局部坡度较大，水蚀加重，且土质松散、多碎石，易产生沟蚀，加剧水土流失。

项目属于点型工程结合线性工程，辐射范围大，在施工过程中，将原地貌改变或完全破坏，疏松土层很容易裸露，易造成水土流失，削高填低的新建检修道路导致大量裸露边坡产生，增加土壤流失量，项目建设期间，扰动地表面积为35.35hm2，受损植被面积约34.55hm2，无弃土。

在项目建设中，由于基础和沟槽的开挖、回填、土方临时堆放、临时设施和施工机械、人员等，破坏原有的景观和水土保持设施，造成土壤结构的破坏，降低了表层土壤的耐腐蚀,造成新的水土流失。在不同的施工阶段,由于不同的工程建设技术,水土流失的因素和分布也不同，都可以预防和控制地表扰动引起的土壤侵蚀和植被退化[2-4]。

3 土壤流失量预测

3.1 预测范围及预测单元

该项目水土流失预测占地面积35.35hm2。根据工程施工引起地表扰动的时间段、扰动形式、扰动强度和特点[6-8]，将预测单元分为22个预测单元。

3.2 预测时段

施工准备期主要是施工前期准备工作，该阶段存在一定的水土流失，工程所在地汛期为6-9月份。基坑开挖施工、建筑施工、开挖回填，原地形破坏，尤其在施工过程中开挖与填方之间的时间和空间差距[9]，使得本阶段水土流失类型复杂、分布面广，土壤侵蚀较为严重，是土壤侵蚀预测的关键时期，施工期各分区地面覆盖情况将发生变化，且变化时间不一，因此需按照各分区具体施工进度确定侵蚀时间。

3.3 预测方法

土壤流失量预测采用下式计算：

(1)

式中：W为土壤流失量，t；j为预测时段，j=1，2，指施工期和自然恢复期两个时期；i为预测单元，i=1，2，3，…，n-1，n；Fji为预测j时段对应的i单元面积，km2；Mji为预测j时段对应的i单元的土壤侵蚀模数，t/km2·a；Tji为预测j时段对应的i单元的预测时段，a。

3.3.1 土壤侵蚀模数

土壤侵蚀模数的确定应用辽宁省径流小区试验结果，各占地类型侵蚀模数经验公式见表1。

通过本次研究，发现目前国内ESP课程研究尚不够完善：学生需求分析尚不够全面；ESP教学以阅读和翻译为主，忽略了听说能力的训练；教学目标不够具体，教学方法及教学手段陈旧。依据本次问卷调查的结果以及以往研究的结论，笔者认为，现阶段大学英语教学改革应将重点转移到课程内容设置的问题上来，具体探讨大学阶段ESP课程的设置问题[7]。具体提出以下几点建议。

表1 各占地类型侵蚀模数经验公式

其他类型占地根据现场调查、资料收集及经验值取值。

3.3.2 土壤侵蚀背景模数

项目建设区占地主要为林地，植被覆盖度0%-70%，坡度2°-25°，选用M=2606.51-28.96C和M=6752.93-81.39C计算，计算结果见表2。

表2 土壤侵蚀背景模数计算表

3.3.3 施工期土壤侵蚀模数

1)临时堆土区主要为土石渣堆，堆体坡面和顶面采用不同的侵蚀模数计算公式。堆体坡面采用表1中排渣场表面对应公式，即M=56.16R+717.13S-13229.49d-354.24。根据对项目区降雨数据的统计分析以及工程设计中废渣的种类和堆放方式，将每个参数的平均值确定为：R=200，S=34°，d=1.20，经计算，坡面土壤侵蚀模数为19400t/km2·a。堆体顶面为平面，按照<15°的地表土壤侵蚀模数为2700t/km2·a。根据堆体规模，顶面面积约为坡面面积的3.2倍，加权计算渣堆的土壤侵蚀模数为6100t/km2·a。

2)施工临时设施区：自施工期开始，将此区域进行堆放材料，并搭建活动板房。故本区在施工期及自然恢复期均视为无扰动[10]，无侵蚀，土壤侵蚀模数为0t/km2·a。

4)其余区域：施工期受施工扰动，项目建设区植被覆盖度为0。其中，风力发电装置建设区经过削高垫低，坡度变平缓，故其余区域均采用公式M=2606.51-28.96C。建设期间其他地区的土壤侵蚀模数为2700t/km2·a。

3.3.4 自然恢复期土壤侵蚀模数

1)升压站区：工程施工结束后，升压站的绿化工程区，栽植绿植，考虑自然恢复期每年植被覆盖度都会增长，在相同条件下，经经验估算，侵蚀模数为1100t/km2·a；参考以往经验，升压站的碎石覆盖区侵蚀模数为1500t/km2·a；其余区域为硬覆盖或建构筑物，侵蚀模数为0t/km2·a。

2)风力发电装置：在自然恢复期，风力发电机组和箱式变压器均无侵蚀，土壤侵蚀模数为0t/km2·a；风机组吊装平台覆土播撒草籽，考虑自然恢复期每年植被覆盖度都会增长，在相同条件下，经经验估算，土壤侵蚀模数为1100t/km2·a。

3)集电线路：铁塔的基础区无侵蚀；集电线路施工便道进场路、铁塔的其他区、铁塔施工区、直埋电缆后期播撒草籽，考虑自然恢复期每年植被覆盖度都会增长，在相同条件下，经经验估算，侵蚀模数为1100t/km2·a；集电线路施工便道的人抬道路土壤侵蚀模数为600t/km2·a。

4)检修道路：检修道路路面是碎石铺设，属裸露地面，受水蚀影响，土壤侵蚀模数为1500t/km2·a。

5)施工临时设施区：在自然恢复期，施工临时设施区翻松整地后复耕，考虑自然恢复期每年植被覆盖度都会增长，在相同条件下，经经验估算，土壤侵蚀模数为1100t/km2·a。

3.3.5 土壤侵蚀模数汇总

通过以上分析计算，将各个分区、各个时段土壤侵蚀模数汇总见表3。

表3 土壤侵蚀模数汇总表 t/km2·a

续表3 土壤侵蚀模数汇总表 t/km2·a

3.4 土壤流失量预测

3.4.1施工期土壤流失预测

经水土流失预测，施工期土壤流失总量为708t，土壤背景流失量为239t，增加流失量469t。具体计算详见表4。

3.4.2 自然恢复期土壤流失预测

自然恢复期预测时长为3a。经预测，土壤流失的总量在自然恢复期为1539t，土壤流失增加269t。详表5。

表4 施工期土壤流失预测表

续表4 施工期土壤流失预测表

表5 自然恢复期土壤流失预测表

3.4.3 水土流失预测汇总

通过预测，预测土壤侵蚀流失总量为2247t，土壤流失增量为738t。预测汇总见表6。

4 结 语

由于施工期由于扰动面积过大，检修道路新增流失量最大；自然恢复期风力发电装置、施工临时设施区无新增损失，养护道路新增土壤流失量大，建设期是重点防控阶段，预测期内，项目水土流失量2247t，新增水土流失总量738t。

表6 土壤流失预测分析汇总表 t