水环境综合整治工程中水土保持方法和效果

刘增淳

(惠州水务集团碧水工程项目管理有限公司，广东 惠州 516001)

0 引 言

水土保持是生态环境可持续发展的重中之重，在水污染愈发严重的背景下，水环境综合整治工程越来越多，虽然可以缓解水环境污染问题，但也引起水土流失问题。水土流失不但会致使土地利用面积减小，也会堵塞河道，破坏生态环境。很多在水土保持方面，多采取植树种草的方法，但此种方法取得效果有限，且需要较长的时间，才能取得水土保持效果。在冷水坑河水土保持中采取了分区防治措施，取得了良好效果，具体内容如下。

1 工程概述

冷水坑河水环境综合整治工程位于广东省惠州市惠城区。均为金山湖的支流，属于白沙仔排涝分仓内的主要河涌。冷水坑河位于惠州市金山湖片区和尖峰山地区，由西向东途径惠州学院、山水华府、金湖苑，至邱屋村汇入冷水坑主河道，最终流入金山湖。莲塘布河起点是小(1)型莲塘布水库，流经惠大铁路、商贸技校及卫生职业技术学院、穿过惠南大道、后流经田心村、河村，穿过奥林匹克体育场馆，最后汇入金山湖。本工程的施工不可避免扰动原地貌、损坏土地和植被，产生水土流失。根据工程特性及工程项目区水土流失特点，依据“预防为主，保护优先”的水土保持工作方针和法律规定的水土保持行政许可程序，本工程应做好水土保持工作。制定有效的防治措施，使新增项目建设的水土流失得以有效控制、生态环境得以有效改善。

2 水土流失量预测的方法

2.1 预测时段

水土保持是一项非常复杂的工作，需要综合考虑多方面因素，通过科学的方法预测水土流失量，可为水土保持方案的编制提供真实有效的参数。在冷水坑河水环境综合整治工程施工中，水土流失量预测主要集中在两个阶段，其一是施工阶段；其二是自然恢复阶段。各预测单元的预测时段，都按照最不利的情况进行综合考虑，超过雨季长度的按照全年计算，而未超过雨季长度的则按照雨季长度的比例进行计算，冷水坑河水环境综合整治工程施工阶段为2017年7月至2019年6月，共计2年，自然恢复阶段为1年。

2.2 预测方法

冷水坑河水环境综合整治工程施工中可能新增的水土流失量指的是因为工程施工改变地貌形态、土壤结构、破坏地表植被后引起的水土流失增大情况[1]。因此，通过计算因工程地表改变之后，预测时段内的水土流失量，减去没有施工情况下，预测时段内原有水土流失量，具体的计算公式下：

土壤流失量计算公式：

(1)

新增土壤流失量计算公式：

(2)

(3)

式中：W为扰动地表土壤流失量，t；△W为新增土壤流失量，t；i为预测单元(1，2，3，……，n-1，n)；k为预测时段，1、2、3，指施工准备期、施工期和自然恢复期；Fi 表示第i个预测单元的面积，km2；Mik为扰动后不同预测单元不同时段的土壤侵蚀模数，t/(km2·a)；△Mik为不同单元各时段新增土壤侵蚀模数，t/(km2·a)；Mi0为扰动前不同预测单元土壤侵蚀模数，t/(km2·a)；Tik为预测时段(扰动时段)，a。

2.3 预测结果

案例工程属南方红壤丘陵区，土壤侵蚀以水力侵蚀为主，土壤容许流失量为500t/km2·a。通过现场调查，项目建设区内大部分为现状道路占地和草地，水土保持情况良好。据此，本项目水土流失预测选定土壤侵蚀模数背景值为500t/km2·a。该水土流失监测结果为：≤4m的土质堆渣侵蚀模数为2.73万t/(km2·a)，开挖面土壤侵蚀模数为1.31万t/(km2·a)，平土区土壤侵蚀模数为0.76万t/(km2·a)。参照东深供水改造工程土壤侵蚀实测数据，结合本工程具体情况，确定各项目区在施工期扰动后的侵蚀模数值。

3 水土保持常用的方法措施

从冷水坑河水环境综合整治工程水土流失量预测的结果可知，在具体整治过程中，水土流失问题依然非常严重，需要采取以下针对性的水土保持方法措施，才能开展水土整治，可采取分区防治的措施，具体做法如下。

3.1 主体工程区的水土保持方法

就冷水坑河水环境综合整治工程而言，主题方案设计了大量的景观绿化措施，在施工期间为控制水土流失，所有的导流明渠、围堰等设置了彩条布进行护面处理。具体做法如下：

1)新增排水沉沙，在景观绿地区域，通过挖填的方法，在边坡坡脚的位置和斜坡外侧设置砖砌截水和排水沟，规格≥0.4m×0.4m，并在排水口的位置布设砖砌沉砂池，规格为2.0m×1.5m×1.2m。

2)新增土袋拦挡，在冷水坑河水环境综合整治工程施工临时堆土四周，以及填方边坡坡脚位置，设置矩形土袋拦挡，宽度≥0.6m，高度≥0.8m。

3)新增彩条布覆盖，在冷水坑河水环境综合整治工程施工之前需要预备好充足的塑料彩布条，在下雨天需要对临时裸露的堆料和边坡进行全面覆盖防护处理[2]。

4)新增洗车池，在冷水坑河水环境综合整治工程施工车辆出入口位置设置洗车池对进出施工现场的车辆进行清洗，洗车池规格为18m×6m×0.6m。

3.2 施工营造区的水土保持方法

在案例工程施工中布设了一个施工营造区，占地面积为0.26hm2，在主体工程设计中并没有考虑施工营造区的水土保持相关办法，但在具体施工中，为控制水土流失量，需要采取行之有效的水土保护措施[3]。比如：在施工营造区四周布设砖砌排水沟，并在排水沟出口位置设置矩形沉砂池，深度≥0.4m，宽度也≥0.4m。并用C15混凝土作为垫层，厚度≥0.1cm。垫层表面用1∶2的水泥砂浆做抹面处理，排水沟用M7.5水泥砂浆砌MU10蒸压灰砂沙砖。此外，施工营造区施工完成之后，需要进行全区域整地处理，并撒播草籽，整地面积为0.26hm2，撒播草籽的面积也应该是0.26hm2。

3.3 施工便道区域的水土保持方法

冷水坑河水环境综合整治工程施工便道的长度比较大，达到2.868km，施工道路占地面积为1.04hm2，施工便道位于河道永久征占地内，对全部施工区域内对施工便道进行临时硬化处理，为更好保持施工便道的水土不流失，在临时施工道路低洼一侧布设了临时排水沟，出水口位置也设置了沉砂池，总体形状为梯形断面，上底宽度为0.9m，下底的宽度为0.3m，深度为0.3m，坡比为1∶1，并用1∶2的水泥砂浆做抹面处理。在排水沟上每隔400m就布设一个沉砂池，长2.0m，宽1.5m，深1.2m，选择C15混凝土作为垫层，厚度控制在0.15m左右，池壁用M7.5水泥砂浆砌筑MU10蒸压灰砂砖，其壁厚控制在0.24m左右，池壁表面用1∶2的水泥砂浆抹面。施工结束之后，由于部分路段作为农用路使用，不用全部进行整地和撒播草籽。

3.4 取土场的水土保持方法

冷水坑河水环境综合整治工程借方量达到1.35万m3，因此布设了一个专门的取土场，占地面积为0.27hm2，为控制取土场水土流失，在具体施工中采取了如下水土保持方法：

1)在取土场开采之前，先进行表土剥离处理，处理厚度控制在0.3m左右，剥离的表土集中堆放到土场内部空地范围中，但需要保证堆放的高度不超过3m，边坡坡度不超过1∶1.5，取土完成之后，及时回填上临时堆放的表土，可用于植物作物营养土[4]。

2)在取土之前，需要在取土场的顶部和四周修建截水沟，截水沟底部宽度控制在0.3m左右，深度控制在0.3m左右，顶部宽度控制在0.6m左右，形成倒梯形截水沟。

3)料场开采完成之后，需要在东侧形成3m高的挖方边坡，为提升取土场坡面的稳定性，开采完成之后，形成最终坡度不能超过1∶1.5， 并进行喷播植草护坡，草种最好选择狗牙根和百喜草混合喷播。

3.5 弃渣场的水土保持方法

在冷水坑河水环境综合整治工程施工中形成大量弃渣，达到10.25万m3，占地面积为2.10hm2，为控制弃渣场水土流失。在四周修建了一圈砖砌排水沟，规格为0.6m×0.6m。并在弃渣平台之上修建梯形断面简易排水沟，深度为0.3m，下底宽0.3m，顶部宽度0.9m。弃渣场中内部雨水汇集后通过沉砂池沉淀后排入到周边排水系统中。如果遇到暴雨天气，需要对裸露渣体用防水彩条布全覆盖，从而避免发生冲刷破坏。

4 水环境综合整治工程中水土保持效果分析

4.1 生态效益

水土流失防治措施实施后，可以有效防止项目区水土流失，避免因开发建设项目引起新增的水土流失对周围环境的危害；同时，工程建设完毕后对项目区内可绿化区域尽可能的进行植被恢复，有效改善项目区及周边生态环境[5]。

4.2 社会效益

本工程设计的水土保持综合治理措施，可修复和重建项目区植被，恢复项目区地表植被的功能，可有效拦截地表径流和泥沙，减轻工程建设新增水土流失对周边地区的危害和影响，保障主体工程安全运行和周围群众生产生活及交通安全。

4.3 经济效益

水土保持措施产生的经济效益包括直接经济效益和间接经济效益。间接经济效益，包括通过采取工程和植物措施，项目在建设期和自然恢复期间可减少水土的流失量，减轻和改善工程占地对当地社会环境造成的不良影响。本项目直接经济效益体现不明显，主要表现为间接经济效益，如减少泥沙入河涌、沟渠的同时也一定程度上降低了清淤费用。

5 结 语

综上，结合冷水坑河水环境综合整治工程实际情况，分析了水土保持方法和效果，分析得出，在河水环境综合整治工程施工中必然会造成一定的水土流失，不利于生态环境持续发展。这就需要结合河水环境综合整治工程实际情况，按照各工程区域现场水土流失情况，采取有针对性的水土保持方法，可获得良好的综合效益，从而保证河水环境综合整治工程能够更好的完成。