項(xiàng)目區(qū)土壤流失量分析與預(yù)測(cè)探究

呼振穎

(沈陽(yáng)利鑫土木工程有限責(zé)任公司，沈陽(yáng) 110179)

1 概 況

項(xiàng)目地處遼寧南部的土石山區(qū)，當(dāng)?shù)厮亮魇е饕撬η治g[1],主要表現(xiàn)為地表侵蝕，允許水土流失200t/km2·a，屬于輕度侵蝕。風(fēng)電場(chǎng)區(qū)場(chǎng)地位于剝蝕殘丘坡地地貌單元，地勢(shì)總體呈東高西低，南高北低，變化平緩，場(chǎng)地地面高程146.70m-149.58m。場(chǎng)區(qū)北側(cè)發(fā)育東西向沖溝，沖溝兩側(cè)坡度較緩，地面總體坡度2°左右。場(chǎng)區(qū)西側(cè)發(fā)育高約3m，長(zhǎng)約30m的陡坎，場(chǎng)區(qū)內(nèi)地形起伏較小，坡度約5°。地形條件復(fù)雜，山頂坡度2°-18°，山體坡度10°-30°。勘探點(diǎn)地面高程269.4-539.4m，地形條件復(fù)雜。

2 水土流失影響因素

項(xiàng)目地處構(gòu)造侵蝕低山地貌單元[2]，地貌類(lèi)型比較單一，又位于山區(qū)，山脊頂部起伏，呈圓錐形，饅頭狀，山谷多呈“V”形。地形條件復(fù)雜。受自然因素的影響，施工時(shí)翻動(dòng)后的地表易產(chǎn)生水土流失，局部坡度較大，水蝕加重，且土質(zhì)松散、多碎石，易產(chǎn)生溝蝕，加劇水土流失。

項(xiàng)目屬于點(diǎn)型工程結(jié)合線(xiàn)性工程，輻射范圍大，在施工過(guò)程中，將原地貌改變或完全破壞，疏松土層很容易裸露，易造成水土流失，削高填低的新建檢修道路導(dǎo)致大量裸露邊坡產(chǎn)生，增加土壤流失量，項(xiàng)目建設(shè)期間，擾動(dòng)地表面積為35.35hm2，受損植被面積約34.55hm2，無(wú)棄土。

在項(xiàng)目建設(shè)中，由于基礎(chǔ)和溝槽的開(kāi)挖、回填、土方臨時(shí)堆放、臨時(shí)設(shè)施和施工機(jī)械、人員等，破壞原有的景觀和水土保持設(shè)施，造成土壤結(jié)構(gòu)的破壞，降低了表層土壤的耐腐蝕,造成新的水土流失。在不同的施工階段,由于不同的工程建設(shè)技術(shù),水土流失的因素和分布也不同，都可以預(yù)防和控制地表擾動(dòng)引起的土壤侵蝕和植被退化[2-4]。

3 土壤流失量預(yù)測(cè)

3.1 預(yù)測(cè)范圍及預(yù)測(cè)單元

該項(xiàng)目水土流失預(yù)測(cè)占地面積35.35hm2。根據(jù)工程施工引起地表擾動(dòng)的時(shí)間段、擾動(dòng)形式、擾動(dòng)強(qiáng)度和特點(diǎn)[6-8]，將預(yù)測(cè)單元分為22個(gè)預(yù)測(cè)單元。

3.2 預(yù)測(cè)時(shí)段

施工準(zhǔn)備期主要是施工前期準(zhǔn)備工作，該階段存在一定的水土流失，工程所在地汛期為6-9月份。基坑開(kāi)挖施工、建筑施工、開(kāi)挖回填，原地形破壞，尤其在施工過(guò)程中開(kāi)挖與填方之間的時(shí)間和空間差距[9]，使得本階段水土流失類(lèi)型復(fù)雜、分布面廣，土壤侵蝕較為嚴(yán)重，是土壤侵蝕預(yù)測(cè)的關(guān)鍵時(shí)期，施工期各分區(qū)地面覆蓋情況將發(fā)生變化，且變化時(shí)間不一，因此需按照各分區(qū)具體施工進(jìn)度確定侵蝕時(shí)間。

3.3 預(yù)測(cè)方法

土壤流失量預(yù)測(cè)采用下式計(jì)算：

(1)

式中：W為土壤流失量，t；j為預(yù)測(cè)時(shí)段，j=1，2，指施工期和自然恢復(fù)期兩個(gè)時(shí)期；i為預(yù)測(cè)單元，i=1，2，3，…，n-1，n；Fji為預(yù)測(cè)j時(shí)段對(duì)應(yīng)的i單元面積，km2；Mji為預(yù)測(cè)j時(shí)段對(duì)應(yīng)的i單元的土壤侵蝕模數(shù)，t/km2·a；Tji為預(yù)測(cè)j時(shí)段對(duì)應(yīng)的i單元的預(yù)測(cè)時(shí)段，a。

3.3.1 土壤侵蝕模數(shù)

土壤侵蝕模數(shù)的確定應(yīng)用遼寧省徑流小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果，各占地類(lèi)型侵蝕模數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式見(jiàn)表1。

通過(guò)本次研究，發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)ESP課程研究尚不夠完善：學(xué)生需求分析尚不夠全面；ESP教學(xué)以閱讀和翻譯為主，忽略了聽(tīng)說(shuō)能力的訓(xùn)練；教學(xué)目標(biāo)不夠具體，教學(xué)方法及教學(xué)手段陳舊。依據(jù)本次問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果以及以往研究的結(jié)論，筆者認(rèn)為，現(xiàn)階段大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)改革應(yīng)將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到課程內(nèi)容設(shè)置的問(wèn)題上來(lái)，具體探討大學(xué)階段ESP課程的設(shè)置問(wèn)題[7]。具體提出以下幾點(diǎn)建議。

表1 各占地類(lèi)型侵蝕模數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式

其他類(lèi)型占地根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、資料收集及經(jīng)驗(yàn)值取值。

3.3.2 土壤侵蝕背景模數(shù)

項(xiàng)目建設(shè)區(qū)占地主要為林地，植被覆蓋度0%-70%，坡度2°-25°，選用M=2606.51-28.96C和M=6752.93-81.39C計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 土壤侵蝕背景模數(shù)計(jì)算表

3.3.3 施工期土壤侵蝕模數(shù)

1)臨時(shí)堆土區(qū)主要為土石渣堆，堆體坡面和頂面采用不同的侵蝕模數(shù)計(jì)算公式。堆體坡面采用表1中排渣場(chǎng)表面對(duì)應(yīng)公式，即M=56.16R+717.13S-13229.49d-354.24。根據(jù)對(duì)項(xiàng)目區(qū)降雨數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析以及工程設(shè)計(jì)中廢渣的種類(lèi)和堆放方式，將每個(gè)參數(shù)的平均值確定為：R=200，S=34°，d=1.20，經(jīng)計(jì)算，坡面土壤侵蝕模數(shù)為19400t/km2·a。堆體頂面為平面，按照<15°的地表土壤侵蝕模數(shù)為2700t/km2·a。根據(jù)堆體規(guī)模，頂面面積約為坡面面積的3.2倍，加權(quán)計(jì)算渣堆的土壤侵蝕模數(shù)為6100t/km2·a。

2)施工臨時(shí)設(shè)施區(qū)：自施工期開(kāi)始，將此區(qū)域進(jìn)行堆放材料，并搭建活動(dòng)板房。故本區(qū)在施工期及自然恢復(fù)期均視為無(wú)擾動(dòng)[10]，無(wú)侵蝕，土壤侵蝕模數(shù)為0t/km2·a。

4)其余區(qū)域：施工期受施工擾動(dòng)，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)植被覆蓋度為0。其中，風(fēng)力發(fā)電裝置建設(shè)區(qū)經(jīng)過(guò)削高墊低，坡度變平緩，故其余區(qū)域均采用公式M=2606.51-28.96C。建設(shè)期間其他地區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)為2700t/km2·a。

3.3.4 自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù)

1)升壓站區(qū)：工程施工結(jié)束后，升壓站的綠化工程區(qū)，栽植綠植，考慮自然恢復(fù)期每年植被覆蓋度都會(huì)增長(zhǎng)，在相同條件下，經(jīng)經(jīng)驗(yàn)估算，侵蝕模數(shù)為1100t/km2·a；參考以往經(jīng)驗(yàn)，升壓站的碎石覆蓋區(qū)侵蝕模數(shù)為1500t/km2·a；其余區(qū)域?yàn)橛哺采w或建構(gòu)筑物，侵蝕模數(shù)為0t/km2·a。

2)風(fēng)力發(fā)電裝置：在自然恢復(fù)期，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和箱式變壓器均無(wú)侵蝕，土壤侵蝕模數(shù)為0t/km2·a；風(fēng)機(jī)組吊裝平臺(tái)覆土播撒草籽，考慮自然恢復(fù)期每年植被覆蓋度都會(huì)增長(zhǎng)，在相同條件下，經(jīng)經(jīng)驗(yàn)估算，土壤侵蝕模數(shù)為1100t/km2·a。

3)集電線(xiàn)路：鐵塔的基礎(chǔ)區(qū)無(wú)侵蝕；集電線(xiàn)路施工便道進(jìn)場(chǎng)路、鐵塔的其他區(qū)、鐵塔施工區(qū)、直埋電纜后期播撒草籽，考慮自然恢復(fù)期每年植被覆蓋度都會(huì)增長(zhǎng)，在相同條件下，經(jīng)經(jīng)驗(yàn)估算，侵蝕模數(shù)為1100t/km2·a；集電線(xiàn)路施工便道的人抬道路土壤侵蝕模數(shù)為600t/km2·a。

4)檢修道路：檢修道路路面是碎石鋪設(shè)，屬裸露地面，受水蝕影響，土壤侵蝕模數(shù)為1500t/km2·a。

5)施工臨時(shí)設(shè)施區(qū)：在自然恢復(fù)期，施工臨時(shí)設(shè)施區(qū)翻松整地后復(fù)耕，考慮自然恢復(fù)期每年植被覆蓋度都會(huì)增長(zhǎng)，在相同條件下，經(jīng)經(jīng)驗(yàn)估算，土壤侵蝕模數(shù)為1100t/km2·a。

3.3.5 土壤侵蝕模數(shù)匯總

通過(guò)以上分析計(jì)算，將各個(gè)分區(qū)、各個(gè)時(shí)段土壤侵蝕模數(shù)匯總見(jiàn)表3。

表3 土壤侵蝕模數(shù)匯總表 t/km2·a

續(xù)表3 土壤侵蝕模數(shù)匯總表 t/km2·a

3.4 土壤流失量預(yù)測(cè)

3.4.1施工期土壤流失預(yù)測(cè)

經(jīng)水土流失預(yù)測(cè)，施工期土壤流失總量為708t，土壤背景流失量為239t，增加流失量469t。具體計(jì)算詳見(jiàn)表4。

3.4.2 自然恢復(fù)期土壤流失預(yù)測(cè)

自然恢復(fù)期預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)為3a。經(jīng)預(yù)測(cè)，土壤流失的總量在自然恢復(fù)期為1539t，土壤流失增加269t。詳表5。

表4 施工期土壤流失預(yù)測(cè)表

續(xù)表4 施工期土壤流失預(yù)測(cè)表

表5 自然恢復(fù)期土壤流失預(yù)測(cè)表

3.4.3 水土流失預(yù)測(cè)匯總

通過(guò)預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)土壤侵蝕流失總量為2247t，土壤流失增量為738t。預(yù)測(cè)匯總見(jiàn)表6。

4 結(jié) 語(yǔ)

由于施工期由于擾動(dòng)面積過(guò)大，檢修道路新增流失量最大；自然恢復(fù)期風(fēng)力發(fā)電裝置、施工臨時(shí)設(shè)施區(qū)無(wú)新增損失，養(yǎng)護(hù)道路新增土壤流失量大，建設(shè)期是重點(diǎn)防控階段，預(yù)測(cè)期內(nèi)，項(xiàng)目水土流失量2247t，新增水土流失總量738t。

表6 土壤流失預(yù)測(cè)分析匯總表 t