青浦區(qū)大蓮湖泵閘工程水土保持措施設(shè)計

韓文君 上海友為工程設(shè)計有限公司

大蓮湖泵閘工程位于青浦區(qū)金澤鎮(zhèn)內(nèi)北橫涇東側(cè)出口處，上海水利控制片“太北片”范圍內(nèi)。本工程內(nèi)容包括：原大蓮湖套閘拆除，新建大蓮湖套閘（12m×180m）、新建大蓮湖泵站（設(shè)計流量20m3/s），以及配套建設(shè)內(nèi)外河引航道、靠船墩、交通橋、管理區(qū)等。項目永久占地面積4.44hm2，臨時占地0.72hm2。工程建成前，原大蓮湖套閘為金澤鎮(zhèn)與外河航道的唯一通道；項目建成后，金澤鎮(zhèn)防洪除澇能力大量提高，為區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供水安全保障。

工程屬改擴(kuò)建建設(shè)類項目，全面分析研究工程設(shè)計資料，并進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，對項目附近自然、生態(tài)環(huán)境、水土流失及水土保持現(xiàn)狀等進(jìn)行調(diào)查，同時征求地方水務(wù)部門的意見，依據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50433-2018）的要求，在充分利用已有的水土保持治理經(jīng)驗，結(jié)合主體工程設(shè)計和施工特點的基礎(chǔ)上，開展水土保持措施設(shè)計。

1.項目區(qū)自然及水土流失現(xiàn)狀

1.1 項目區(qū)自然簡況

工程區(qū)域地貌屬濱海平原，原狀用地類型以水域及水利設(shè)施用地、其他土地為主。場地原狀地形總體較為平坦，岸邊地勢略有起伏，標(biāo)高2.79～5.93m。氣候?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤氣候區(qū)，多年平均雨量為1136.8mm，年平均降雨日在134.8天左右，其中汛期（6～9月）降水量占全年的58%以上。

項目區(qū)土壤類型以水稻土為主，所在區(qū)域植被以常綠闊葉林為主，項目所在青浦區(qū)林草覆蓋率約42%。大蓮湖泵閘原管理區(qū)林草覆蓋率約45%。

1.2 項目區(qū)水土流失現(xiàn)狀

項目所在區(qū)域位于上海市水土流失重點預(yù)防區(qū)（黃浦江上游重點預(yù)防區(qū)），黃浦江上游飲用水水源保護(hù)區(qū)（二級飲用水源保護(hù)區(qū)）。項目區(qū)所在區(qū)域為以水力侵蝕為主的南方紅壤區(qū)，背景土壤侵蝕模數(shù)為300t/（km2?a），容許土壤流失量為500t/（km2?a）。侵蝕強(qiáng)度微度。

項目區(qū)不涉及水功能一級區(qū)的保護(hù)區(qū)和保留區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、世界文化和自然遺產(chǎn)地、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園、森林公園及重要濕地等水土保持敏感目標(biāo)。

2.防治責(zé)任范圍及防治分區(qū)

2.1 防治責(zé)任范圍

根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50433-2018）要求，工程水土流失防治責(zé)任范圍共計5.16hm2，其中永久占地4.4 4hm2，臨時占地0.72hm2。

2.2 防治分區(qū)

根據(jù)施工現(xiàn)場現(xiàn)狀及產(chǎn)生水土流失的特點，水土流失防治分區(qū)劃分為主體工程防治區(qū)、管理區(qū)防治區(qū)、施工生產(chǎn)生活防治區(qū)。

3.水土流失預(yù)測

3.1 預(yù)測（調(diào)查）時段

項目區(qū)按實際情況分為已開工部分和后續(xù)施工部分。已開工部分按照實際施工時段調(diào)查分析。后續(xù)施工部分預(yù)測時段分為施工期和自然恢復(fù)期。預(yù)測時段根據(jù)施工進(jìn)度安排且考慮6～9月雨季的最不利情況。

3.2 預(yù)測方法

（1）土壤侵蝕模數(shù)確定。土壤侵蝕模數(shù)通過分析各施工階段的施工強(qiáng)度，依據(jù)年降雨量、類比工程的水土保持監(jiān)測結(jié)果推算確定，詳見表1。

（2）土壤侵蝕量計算公式：

式中：W——土壤流失量，t；

j——預(yù)測時段，j＝1、2，指施工施工期和自然恢復(fù)期。

i——預(yù)測單元，i＝1、2、3、......、n；

Fji——第j時段第i單元的預(yù)測面積，km2；

Mji——第j時段第i單元的土壤侵蝕模數(shù)，t/km2?a；

Tji——第j時段第i單元的預(yù)測時間，a。

表1 各區(qū)土壤請示模數(shù)

3.3 預(yù)測結(jié)論

（1）擾動原地貌、損壞地表植被面積預(yù)測。本工程擾動地表的面積包括泵閘工程區(qū)、橋梁工程區(qū)、建筑物區(qū)、道路及硬地廣場區(qū)、綠化工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)等區(qū)域，占地的面積共計5.16hm2。

（2）棄土棄渣量預(yù)測。本工程總挖方8.34萬m3，總填方8.73萬m3，外借方0.57萬m3，余土0.18萬m3。

（3）已開工部分水土流失預(yù)測。本工程已開工部分水土流失總量約為300t，新增流失量為291t。

（4）后續(xù)施工部分水土流失預(yù)測。后續(xù)施工過程中，施工期及自然恢復(fù)期的水土流失總量為43t，新增流失量為29t。

（5）水土流失總量預(yù)測。工程施工水土流失調(diào)查與預(yù)測總量約為343t，新增水土流失量320t。施工期可能造成的水土流失量占整個工程的94.5%。施工期是工程產(chǎn)生水土流失的重點時段，主體工程區(qū)是水土流失重點區(qū)域。

4.水土保持措施設(shè)計

根據(jù)對已開工部分的調(diào)查、后續(xù)實施部分預(yù)測結(jié)果、防治分區(qū)以及現(xiàn)狀情況，確定各防治區(qū)的防治措施，措施體系見表2。

表2 水土流失防治措施體系表

4.1 主體工程防治區(qū)

（1）植物措施。橋臺周邊管理范圍種植綠化，面積約0.06hm2。撒播結(jié)縷草、白三葉混合草籽。撒播密度100kg/hm2，撒播面積0.06hm2，共需混合草籽3kg。

（2）臨時措施。利用堤防南側(cè)現(xiàn)有洼地設(shè)置泥漿池1座，泥漿池四周圍擋封閉，泥漿池尺寸寬30m、長50m，目前已經(jīng)利用結(jié)束，產(chǎn)生泥漿曬干后就地回填于現(xiàn)有洼地內(nèi)，并在表面進(jìn)行了綠化。

根據(jù)調(diào)查，大蓮湖泵閘基坑開挖期間施工單位在圍護(hù)頂四周設(shè)置環(huán)型排水系統(tǒng)，基底沿基礎(chǔ)底板四周設(shè)置環(huán)型排水溝，排水溝長度為882m，并在基底排水溝末端設(shè)置了18口集水井。

基坑邊坡、堆場邊坡、裸露地等進(jìn)行密目網(wǎng)臨時苫蓋，面積4400m2，可重復(fù)利用。

4.2 管理區(qū)防治區(qū)

（1）工程措施。室外地面綠化面積1.14hm2，綠化覆土按0.50m計，共需回覆表土0.57萬m3，排水溝80m；室外排水系統(tǒng)531m；透水砼人行步道780m2。

（2）植物措施。管理區(qū)綠化利用管理區(qū)永久綠化，綠化面積1.11hm2。

（3）臨時措施。梯形斷面明溝與雨廢水管道結(jié)合方式排水。明溝長度1006m，斷面底寬0.30m，口寬0.5m，深0.40m，上蓋重型混凝土雨水篦子。中間布設(shè)磚砌沉沙池為1座，體積12m3。

4.3 施工生產(chǎn)生活防治區(qū)

（1）工程措施。土方中轉(zhuǎn)場、施工便道、施工生產(chǎn)生活區(qū)利用結(jié)束后，及時清除場地，并及時進(jìn)行場地平整。本區(qū)域土地整治面積為0.72hm2，整地深度0.1～0.2m。

（2）植物措施。土方中轉(zhuǎn)場、施工便道、施工生產(chǎn)生活區(qū)利用結(jié)束后，及時綠化恢復(fù)，綠化面積0.72hm2。撒播結(jié)縷草、白三葉混合草籽。撒播密度100kg/hm2，撒播面積0.06hm2，共需混合草籽3kg。

（3）臨時措施。臨時矩形排水溝916m；集水窨井5個；臨時梯形排水溝220m（土方開挖62m3），二級沉淀池1座；密目網(wǎng)2500m2。

5.結(jié)論

在工程建設(shè)和運(yùn)行過程中實施一系列的水土保持措施后，有效防止或減少新增水土流失量，實現(xiàn)項目區(qū)環(huán)境的恢復(fù)和改善。至設(shè)計水平年的水土流失治理度為99.60%，土壤流失控制比為1.79，渣土防護(hù)率為99%，林草覆蓋率為35%，林草植被恢復(fù)率為99%，各項指標(biāo)均達(dá)到或超過水土流失防治目標(biāo)值。工程措施對項目建設(shè)期水土流失起到防控作用。