房地產項目建設對土壤抗蝕抗沖性的影響研究

劉艷琴，鄒玉友，李艷梅，朱正華

(1.昆明睿清水土保持咨詢有限公司，云南 昆明 650051；2.西南林業大學，云南 昆明 650224)

房地產項目建設對土壤抗蝕抗沖性的影響研究

劉艷琴1，鄒玉友1，李艷梅2，朱正華1

(1.昆明睿清水土保持咨詢有限公司，云南 昆明 650051；2.西南林業大學，云南 昆明 650224)

土壤抗蝕性；土壤抗沖性；房地產項目

因開發建設而造成的水土流失，已成為我國水土流失的主要組成部分。充分認識各種開發建設擾動土壤的抗蝕抗沖特點，對于預測水土流失和有效制定防治措施具有重要意義。以昆明經濟技術開發區內的3處在建房地產項目為例，分析研究了房地產項目建設對土壤抗蝕、抗沖性的影響，結果表明：房地產項目建設擾動土壤的抗蝕、抗沖性明顯低于經果林地的土壤，其抗蝕指標值和抗沖系數平均值分別較后者小44.15%和30.28%；房地產項目區內壓實土壤抗蝕抗沖性明顯好于松散土壤，說明及時壓實土體是防治因開發建設造成水土流失的有效措施。

我國因開發建設而造成水土流失的比例正快速增長[1]，為了做好開發建設項目水土保持工作，有必要做好基礎研究，其中水土流失預測是基于開發建設項目占地類型、侵蝕動力特征及擾動后土壤特征所做出的水土流失時空分布分析和侵蝕量計算結果，是水土保持措施規格設計和設置分布的重要依據。合理的水土流失預測不僅基于地形地貌和侵蝕動力，還受土壤抗蝕抗沖性的影響。土壤抗蝕抗沖性是表征土壤在特定的侵蝕動力下抵抗被侵蝕能力的重要指標。我國很多學者開展了土壤抗蝕抗沖性研究，多數是對自然侵蝕背景下的土壤進行研究，而對于開發建設擾動土壤的研究尚沒有報道。基于此，我們針對房地產類項目建設擾動后土壤的抗蝕抗沖性做了試驗和分析，以期為開發建設項目水土流失預測及水土保持工作開展提供依據，為開發建設項目水土流失及水土保持的定量研究提供參考。

1 研究對象

本次研究對象為昆明經濟技術開發區內3處在建的房地產項目，總開發面積63.80 hm2，場內總體上平整。3處項目均已全面開工建設，建筑物區域已經有1層的地上部分雛形，還有部分被施工材料、施工機械及工棚覆蓋，其余地面基本裸露。對照地選擇項目區附近的經果林地，樹齡11 a，株行距2.5 m×4.0 m，林下雜草較多，植被蓋度約50%。經果林地是該區域房地產項目主要的占地類型。

2 試驗設計及方法

在項目區現場區分裸露松散堆體、壓實堆體、場內路面3個地面類型，經果林選擇林木長勢均勻區域。采集表層0～10 cm土壤，測定含水率、容重、孔隙度、土壤質地、有機質含量、微團聚體、水穩性指數、水穩性大團聚體含量、抗沖系數等指標。測定抗沖系數時在每個地面類型上分別采集6個土壤樣本，其余指標分別采集3個樣本，實驗室內3次重復測定，取平均值。

(1)土壤水分采用烘干法測定，土壤容重及孔隙度使用環刀法測定，有機質含量采用外加熱法測定，土壤微團聚體和機械組成均采用吸管法測定。

(2)土壤微團聚體計算公式為

團聚狀況(%)= >0.05mm微團聚體含量(%)-

>0.05 mm顆粒含量(%)

(1)

(2)

分散率(%)=

(3)

分散系數(%)=

(4)

(3)水穩性指數采用靜水崩解法測定，計算公式為

(5)

式中：K為水穩性指數；i為時間，min，i=1,2,3,…,10；Pj為10 min內沒有分散的土粒數量，粒；Pi為第i分鐘的分散土粒數量，粒；Ki為第i分鐘的校正系數；A為試驗的土粒總數(50粒)。

(4)水穩性大團聚體含量采用濕篩法測定。濕篩中大于0.25 mm的團聚體為大團聚體，計算公式為

水穩性大團聚體含量(%)=

(6)

(5)抗沖性采用原狀土沖刷槽法測定。土壤取樣器尺寸為20cm×10cm×5cm(長×寬×高)。用取樣器取得原狀土并在水中浸泡使其吸水飽和。將飽和后的原狀土樣品放置于沖刷槽內，沖刷槽坡度為5°，設計流量為0.9 L/min，恒壓水箱為其供水。從開始產流時計時，在沖刷開始后，分別測定每一分鐘的泥沙量，共測3 min，計算抗沖刷系數(C)，用來評價土壤抗沖性，計算公式為

(7)

式中：Q為需水量，L；t為沖刷時間，min；w為沖走土質量，g。

3 結果與分析

3.1 土壤基本物理性狀

擾動土壤的含水率、容重、孔隙度等均與對照經果林地有一定差異，詳見表1。松散堆體容重小、孔隙度大，而被強烈碾壓的路面和平整壓實的土體則容重大、孔隙度小，其中項目區內土壤只有松散堆體的容重比經果林地小。壓實堆體含水率較高，為15.99%，松散堆體最低，為7.40%(由于是在旱季進行的試驗，所以各處土壤含水率均較低)。場內土壤均為輕壤土，經果林地為沙壤土。

表1 土壤物理特征

容重小、孔隙度大有助于水分入滲，減少地表徑流和侵蝕，但是松散的土壤在徑流沖刷下更易被運移，緊實的土壤則相反。

3.2 土壤抗蝕性

表征土壤抗蝕性的指標眾多，經常采用的有有機質含量、水穩性指數、水穩性大團聚體含量、團聚狀況等[2]。各指標值詳見表2。

土壤有機質含量是水穩性團粒的主要膠結劑，對提高土壤的抗蝕能力具有重要作用，有機質含量越高，土壤抗蝕性越強[3]。水穩性大團聚體是指由性質穩定的膠體膠結團聚而形成的具有抵抗水破壞的能力，且在水中浸泡、沖洗情況下不易崩解的粒徑大于0.25 mm的土壤團粒。水穩性大團聚體具有較高的穩定性，其含量是評價土壤抗蝕性的重要指標，含量越高，土壤抗侵蝕能力越強[4]。團聚度、團聚狀況反映土壤的團聚化程度，其值越大，抗蝕性越強[5]。分散率與分散系數是土壤易蝕性指標，土壤的分散率和分散系數愈大，其抗蝕抗沖性越差[6]。水穩性指數(K)是土壤團粒結構的重要反映，土壤水穩性指數是檢驗土壤抗蝕性強弱的主要指標，指數越大，土壤團粒結構就越好，抗蝕性就越好[7]。

從表2可以看出，經果林地各項抗蝕指標值均優于房地產項目區內的土壤，比項目區的指標值大22.98%～325.60%，平均為90.31%，說明經過施工擾動后，項目區內裸露土壤抗蝕性顯著下降。房地產項目區出現了不同的裸露地表，其中場內路面除分散率不是最優外，其余指標均優于松散堆體和壓實堆體，說明場內路面的土壤抗蝕性最強；壓實堆體僅有機質含量一項略低于松散堆體，其余抗蝕指標均優于松散堆體。以指標數值判斷，項目區內部土壤抗蝕性從強到弱依次是場內路面、壓實堆體、松散堆體。但是經過方差分析，項目區內部不同地面抗蝕指標差異并不顯著(P=0.98>0.05)，項目區內部土壤和經果林地土壤抗蝕性指標值差異也不顯著(P=0.39>0.05)。

3.3 土壤抗沖性

土壤抗沖性是土壤抵抗徑流沖刷運移的特性，主要為土體抵抗沖擊的性能，是土壤的基本性質之一[7]。抗沖系數的變化可反映出不同土壤在徑流作用下抗沖性能隨時間變化的特點，是影響土壤抗沖性的因素之一。各樣地類型土壤抗沖系數如圖1所示。

圖1 不同樣地類型抗沖系數

在坡度、沖刷流量相同的條件下，房地產項目區內的土壤抗沖系數為0.073～0.130 L·min/g，平均為0.107 L·min/g；經果林地土壤的抗沖系數最大，為0.153 L·min/g。房地產項目場內路面的抗沖系數最大，為0.130 L·min/g；松散堆體的抗沖系數最小，為0.073 L·min/g。說明開發建設項目擾動后土壤的抗沖性能減弱，但壓實能有效提高土壤抗沖性。

經過對4個類型樣地6組抗沖系數值的方差分析，發現無論是房地產項目區內還是經果林與房地產項目區間比較，土壤抗沖系數并無顯著差異。

4 結論與討論

研究結果表明，房地產項目場內施工建設擾動，導致土壤抗蝕抗沖性比無施工擾動的經果林地土壤弱，其中抗蝕指標值小29.83%～76.50%，平均小44.15%。抗沖系數小15.03%～52.29%，平均小30.28%。施工擾動引起土壤團聚結構破壞，土壤的膠結物質減少，從而進一步導致土壤抗蝕抗沖性下降。房地產項目區內平整壓實土體的抗蝕抗沖性優于松散的土體，及時平整壓實土體可有效提高土壤的抗蝕抗沖性，對減少土壤侵蝕具有積極意義，在目前的工程技術條件下，先壓實處理后期再疏松利用也比較容易。

抗蝕抗沖是土壤本身的一種相對表現，具體的侵蝕情況是土壤與徑流綜合作用的結果。使用壓實措施提高土壤抗蝕抗沖性，由此引起場內地表徑流的增多，這種互相抵消的效應產生怎樣的最終結果還需要進一步研究和分析。但是壓實措施可以有效提高土體的抗蝕抗沖性，同時也提高了場地的穩定性，只要做好徑流管理，對于防止土壤侵蝕還是積極有效的。

(感謝西南林業大學環境科學與工程學院為本次試驗提供了試驗條件，感謝昆明經開區水務局為選擇采樣地進行的協調工作。)

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[7] 鄒翔，崔鵬，陳杰，等.小江流域土壤抗沖性實驗研究[J].水土保持學報，2004，8(2): 71-73.

(責任編輯 孫占鋒)

S714.7

A

1000-0941(2017)05-0044-03

劉艷琴(1978—)，女，山西五臺縣人，工程師，碩士，主要從事開發建設項目水土保持研究工作。

2017-02-05