基于土壤侵蚀对比度的房地产项目治理评价

黎良辉 童浩 汪震 张婧涵 杨斌

摘要：为了分析房地产项目施工过程中各防治分区水土流失治理程度，为房地产项目水土流失治理评价提供借鉴，将土壤侵蚀模数背景值与扰动后土壤侵蚀模数的比值定义为土壤侵蚀对比度，以31个房地产项目为研究对象，运用类比法与实地监测法获取数据，通过R语言对数据进行方差分析和均值多重比较，得出在房地产项目水土流失防治分区中，水土流失治理程度最高和土壤侵蚀对比度最大的是景观绿化工程区，水土流失治理程度最低和土壤侵蚀对比度最小的是临时堆土区，按照治理程度高低对防治分区排序：景观绿化区>道路工程区>建筑物工程区>临时堆土区。土壤侵蚀对比度更能反映房地产项目的实际治理水平。房地产项目施工过程中应围绕“一档二排三沉四盖五绿化"5个方面，加强对临时堆土区的水土流失治理。

关键词：水土保持;房地产项目;土壤侵蚀对比度;治理程度;R语言

中图分类号：S157.1 文献标志码：A

1 研究背景

截至2017年末，中国的城镇化率达到58.52%[1]，随着城镇化的发展，房地产项目日益增加，如何治理建设过程中造成的水土流失愈发引入关注。国内学者对于房地产项目水土流失治理的研究主要集中在水土流失量预测方法[2]、水土流失危害[3]、水土保持措施[4]、水土流失成因[5-6]等方面，而项目施工过程中水土流失治理程度的研究较为少见。

传统房地产项目水土流失治理程度评价指标主要为水土流失治理程度，水土保持术语（GB/T 20465-2006）[7]中表述为“在某一区域内，水土流失治理面积占原有水土流失面積的百分比”。苏春丽等[8]认为，“水土流失治理程度”的实质是“水土流失面积比”的概念，是治理率的意思。然而，在一定范围内布置了水土流失治理措施就意味着对该范围的水土流失进行了治理并达到了治理效果这种假设有待商榷，如一定范围内布置的水土流失治理措施面积占原有水土流失面积的百分比达到了治理要求的指标，但治理措施未能有效减少水土流失量，显然是没有达到实际的水土流失治理效果的。因此，这种评价方法并不能全面反映房地产项目水土流失治理状况。鉴于此，笔者引用土壤侵蚀控制度概念，定义土壤侵蚀对比度，以31个房地产项目为研究对象，计算土壤侵蚀模数背景值、扰动后土壤侵蚀模数和土壤侵蚀对比度，以期为房地产项目水土流失治理效果评价提供参考。

2 研究方法

2.1 土壤侵蚀对比度概念的提出

高海东等[9]以黄土高原为研究对象，提出的土壤侵蚀控制度为最小可能土壤侵蚀模数与现状土壤侵蚀模数之比，由于其研究对象水土流失面积大、持续时间长、区域相对分散、成因复杂，而房地产项目施工过程中水土流失面积较小、持续时间较短、区域相对集中、成因主要是人为扰动，因此使用土壤侵蚀控制度评价房地产项目水土流失程度不太恰当。笔者借鉴土壤侵蚀控制度概念，将土壤侵蚀模数背景值与扰动后土壤侵蚀模数之比定义为土壤侵蚀对比度，用来评价施工过程中各防治分区的水土流失治理程度，表达式为

z₁=T₁/T_s1（1）式中：z₁为土壤侵蚀对比度，无量纲;T₁为土壤侵蚀模数背景值，t/（km²·a）;T_s1为扰动后土壤侵蚀模数，t/（km²·a）。

z₁介于0～1之间，z₁越接近1，表明扰动后土壤侵蚀模数越接近土壤侵蚀模数背景值，水土流失治理程度越高;z₁越接近0，表明扰动后土壤侵蚀模数越背离土壤侵蚀模数背景值，水土流失治理程度越低。

2.2 土壤侵蚀模数背景值的确定

土壤侵蚀模数背景值是指项目建设区域未被扰动时，原地貌单位时段内单位水平面积地表土壤及其母质被侵蚀的量。通过查阅项目区土壤侵蚀遥感资料，并结合项目区开工前的地形地貌、土地利用类型、土壤母质、植被等自然条件，经现场踏勘、现场图片分析、图斑勾绘并咨询当地水土保持专家意见，综合确定原地貌项目区土壤侵蚀的强度与面积，计算出原地貌各防治分区年均土壤侵蚀量，除以该防治分区水土流失面积，得出平均土壤侵蚀模数即该防治分区土壤侵蚀模数背景值。

（1）防治分区年均土壤侵蚀量计算公式为式中：W为防治分区年均土壤侵蚀量，t/a;n为水土流失级别（1为微度，2为轻度，3为中度，4为强烈，5为极强烈，6为剧烈）;A_i为i等级水土流失面积，km²;M_i为i等级平均土壤侵蚀模数，t（km²·a）。各水土流失级别平均土壤侵蚀模数[10]见表1。

（2）防治分区土壤侵蚀模数背景值计算公式为

M₀=W/A（3）式中：M₀为防治分区土壤侵蚀模数背景值，t/（km²·a）;A为防治分区水土流失面积，km²。

2.3 扰动地表后土壤侵蚀模数的确定

2.3.1 类比法确定房地产项目扰动地表后土壤侵蚀模数

扰动后土壤侵蚀模数是指项目建设区域在人为扰动后，单位水平面积地表土壤及其母质被侵蚀的量。类比法是选择毗邻项目区、自然条件相近、工程特点和水土流失特点相似的房地产项目作为类比工程，以类比工程的监测数据为基础，结合实际情况加以修正，得出该建设项目土壤侵蚀模数。

以江西省南昌市湾里区某房地产项目为例（该项目水土保持方案已通过当地水行政主管部门审批），选择湾里区另一房地产项目作为类比工程，类比条件对照见表2。类比工程于2013年12月开工建设，2015年12月完工，建设单位在类比项目的临时堆土区、裸露开挖面、施工场地等布设了监测点，对土壤流失量较大的区域（如临时性堆土、开挖边坡等）主要采用侵蚀沟量测法，在土壤流失量较小的区域（如平台等）采用简易径流池法，其他裸露开挖面主要采用桩钉法，结合降雨观测，对类比项目区产生的土壤流失量进行测算，共选择3个典型坡面进行实测，实测侵蚀沟20条，开挖简易径流池1个，布设桩钉36枚，测算出类比项目住宅区、道路、供排水系统、临时性堆土区等区域的土壤侵蚀模数。

根据类比条件分析可知，建设项目与类比工程自然条件基本一致，施工扰动方式相同。因此，建设项目建筑物工程区、道路工程区、景观绿化工程区、临时堆土区各区域扰动后的土壤侵蚀模数采用类比项目的实地调查监测数据，并在此基础上加以修正。鉴于建设项目工程的地形起伏比类比工程小，修正系数取0.9。

2.3.2 实地监测法确定房地产项目扰动地表后土壤侵蚀量

实地监测法主要通过对房地产项目的施工过程进行监测获得数据，从而确定土壤侵蚀模数。以江西省南昌市南昌县某房地产项目为例（该项目占地面积8.28hm²，于2015年6月开工建设，2017年7月完工），通过设置简易水土流失观测场和进行坡面侵蚀沟量测，获取各防治分区扰动地表后土壤侵蚀量（见表3）。

（1）简易水土流失观测场（见图1）。在雨季前将直径0.5～1.0cm的钢钎，按一定的距离、分不同的方位布设在观测场内。钢钎应垂直打人地内，钉帽与地面之间根据实际情况预留一定的距离，并在钉帽上涂上红漆，编号登记入册。每次大雨之后和雨季终了，观测钉帽距地面高度，测算土壤侵蚀厚度，计算土壤侵蚀量：

W=ZA^*cosθ/1000（4）式中：W为土壤侵蚀量，m³;Z为实际侵蚀厚度，mm;A^*为侵蚀面积，m²;θ为平均坡角。

对于新堆放的土堆，应考虑沉降影响，利用沉降率计算沉降高度。实际侵蚀厚度计算公式为

Z=Z₀-β（5）式中：Z₀为侵蚀厚度观测值，mm;β为沉降高度，mm。

（2）简易坡面量测法。通过量测坡面侵蚀沟的体积，按照沟蚀占水蚀50%～70%的比例计算水土流失量。具体方法为：选择代表性侵蚀沟，在每条侵蚀沟的上、中、下三段选择若干个典型断面，测量每个断面的侵蚀宽度、深度，侵蚀沟以棱锥、棱柱、棱台形状计算体积：式中：V为侵蚀沟体积，m³：S₁、S₂、S为断面面积，m²：L为沟长，m。

坡面侵蚀沟侵蚀量计算公式为

W=Vρ式中：σ为土壤容重，取实测平均值。

3 结果与分析

3.1 土壤侵蚀模数背景值与扰动后土壤侵蚀模数

对31个房地产项目的土壤侵蚀模数背景值与扰动后土壤侵蚀模数进行统计，计算各水土流失防治分区土壤侵蚀模数背景值与扰动后土壤侵蚀模数的平均值（见表4）。房地产项目土壤侵蚀模数背景值平均为517.00t/（km²·2），扰动后土壤侵蚀模数平均为8619.01t/（km²·a），增大了15.67倍。从防治分区来看，增幅最大的为临时堆土区，增大了23.29倍，增幅最小的为景观绿化工程区，增大了10.54倍。

3.2 房地产项目土壤侵蚀对比度

根据土壤侵蚀对比度公式z₁=T₁/T_s1，计算出31个房地产项目各防治分区的土壤侵蚀对比度，见表5。

3.3 房地产项目土壤侵蚀对比度分析

运用R语言对土壤侵蚀对比度数据进行方差分析和均值多重比较，得出在房地产项目水土流失防治分区中，水土流失治理程度最高和土壤侵蚀对比度最大的是景观绿化工程区，水土流失治理程度最低和土壤侵蚀对比度最小的是临时堆土区，按照治理程度对防治分區排序：景观绿化区>道路工程区>建筑物工程区>临时堆土区。

首先假设4个防治分区的土壤侵蚀对比度是相关的，运用R语言对表5数据进行方差分析（采集数据的防治分区不同，采集数据互不干扰，符合使用方差分析的样本独立性前提;水土流失是自然相关问题，符合使用方差分析的正态分布前提。故对各防治分区土壤侵蚀对比度进行方差分析是可行的）。将4个防治分区的土壤侵蚀对比度假设为x₁、x₂、x₃、x₄，经过方差分析后，得出概率P值小于2e^-16，拒绝原假设，即x₁、x₂、x₃、x₄均值不相等，有显著差异。然后采用多重t检验方法，找出方差分析中哪些均值是不同的[11]。

使用R语言进行均值多重比较，生成P值矩阵（见表6），可以发现，临时堆土区与其他3个防治分区数据存在显著性差异。由图2可知，临时堆土区的土壤侵蚀对比度最小，4个防治分区土壤侵蚀对比度排序为景观绿化区>道路工程区>建筑物工程区>临时堆土区。

4 结论与建议

4.1 结论

相比于水土流失治理程度，土壤侵蚀对比度更能反映房地产项目的实际治理水平。在房地产项目水土流失防治分区中，水土流失治理程度最高、土壤侵蚀对比度最大的是景观绿化工程区，水土流失治理程度最低、土壤侵蚀对比度最小的是临时堆土区，按照治理程度将防治分区排序：景观绿化区>道路工程区>建筑物工程区>临时堆土区。在房地产项目施工过程中应加强对临时堆土区的水土流失治理。

本研究初步验证了土壤侵蚀对比度的适用性，但对于其普遍性和可靠性还缺乏更多的检验。作为样本的房地产项目主要集中在江西省，研究区域不够广泛;另外，项目建设周期集中在2000-2017年，时间跨度较短。下一步将对土壤侵蚀对比度进行范围更广、时间跨度更长、更加全面的研究。

4.2 建议

建议在房地产项目临时堆土区水土流失防治方面实施好5个方面的水土保持措施，即“一挡二排三沉四盖五绿化”。

“一挡”是指在土地平整阶段将表土剥离单独堆放，并用土袋挡墙围挡防护，为将来项目绿化等提供土料。同时，根据施工安排，对施工过程中土方平衡产生的临时土石方（可用于回填）用土袋挡墙或者挡土墙围挡在特设的区域。

“二排”是指施工过程中在临时堆土四周设置排水沟，以减少雨水无序流动，避免对土体的冲刷，防止水土流失。

“三沉”是指在临时堆土区地势较低处设置沉沙池，将临时排水沟中的泥沙沉淀后的清水排入施工场地临时排水管网，以减轻临时排水管网沉沙压力。

“四盖”是指对临时堆土区采用苫布覆盖，既能有效防止风力侵蚀、避免造成施工扬尘，又能减少雨水冲刷造成的水土流失。

“五绿化”是指在施工工期较长时，采取播撒草籽等植物防护措施，能既经济又高效地防治水土流失。

参考文献：

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