赣深高铁惠州北站周边道路建设工程水土流失分析与预测

艾杏琦

(广东海纳工程管理咨询有限公司，广东 惠州 516000)

1 工程概况

赣深高铁惠州北站周边道路建设工程位于惠州市惠城区江北高铁北站片区和小金口柏岗片区，跨小金口街道和江北街道。本工程包含白石路、迎宾路和倚山路三部分。其中白石路南起金泉路北至迎宾路，实施范围长约793m，红线宽50m，双向8车道；迎宾路西起白石路东至小金河大道，实施范围长约1417m，红线宽60m，主线双向6车道和辅道双向2车道，含跨线桥1座、全互通立交1座、人行天桥1座、人行地下通道2座；倚山路西起白石路东接迎宾路，线路长约627m，实施范围长约283m，红线宽60m，主线双向6车道和辅道双向2车道，含跨河桥1座、跨线桥1座。工程道路等级为城市主干道。设计车速为每小时60km，采用沥青混凝土路面。

2 水土流失分析与预测

2.1 水土流失现状

根据《土壤侵蚀分类分级标准》，项目区属以水力侵蚀为主的南方红壤区，参照《广东省土壤侵蚀图》和《土壤侵蚀分级分类标准》，通过实地调查，项目建设区原地表为鱼塘、草地、林地等植被覆盖较好，项目建设区原始水土流失程度轻度，从而确定项目建设区内平均水土流失背景侵蚀模数取值为(500t/km2·a)。

2.2 工程程建设对水土流失影响分析

项目建设伴随着路基开挖、沟槽开挖、材料运输、材料堆放等，这些施工活动都将占压土地、改变原有地貌、毁坏植被或原有水土保持设施，降低植被覆盖率，破坏原有生态防护体系，造成大量地表裸露，势必加大水土流失发生的可能性和危害程度。工程建设过程中扰动原地貌、损坏土地和植被全部为工程占地范围。工程扰动地表面积共计38.43hm2，损坏植被面积为6.88hm2。本工程无弃方。

具体见表1。

2.3 土壤流失量预测

2.3.1 预测单元

工程的水土流失预测范围为项目建设区，水土流失预测范围为整个扰动区域范围，面积为38.43hm2，预测单元与防治分区一致。各预测单元面积如表2所示。

根据各工区所处地形及施工特点等因素划分水土流失预测单元。根据项目占地性质、地形地貌因素、项目建设生产类型、项目建设再塑地貌及水土流失特点将本工程划为道路建设区、施工临建区和临时堆土区3个水土流失预测一级单元；同时依据项目建设扰动特点，将道路建设区划分为白石路、迎宾路、倚山路等3个二级预测单元。预测单元划分详见表2。

表1 工程建设扰动原地貌、损坏土地和植被面积 hm2

表2 预测范围及预测单元表

2.3.2 预测时段

工程实施可能诱发水土流失的重点期间——施工期共计24个月(施工期2020年10月-2022年09月)，其中：白石路施工期约为12个月，预测时段按1.5a计；迎宾路施工期约为18个月预测时段按1.5a计；倚山路施工期约为12个月预测时段按1.5a计，为水土流失重点预测期，施工临建区预测施工扰动期，按0.50a计，临时堆土区预测整个工期，约24个月，按2a计。自然恢复期预测时段按2.0a计。预测时段见表3所示。

2.3.3 土壤侵蚀模数

1) 现状土壤流失强度：

根据工程内容的特点和工程占地范围，通过收集项目信息及野外调查并参照《广东省土壤侵蚀图》和《土壤侵蚀分级分类标准》，通过实地调查，项目区现状地表覆盖较好，项目区现状水土流失程度轻度，从而确定项目区内平均水土流失背景侵蚀模数取值为500t/(km2·a)。

2)施工期侵蚀模数的确定：

惠淡大道三环路口至金秋路口段改建工程路堑边坡开挖、路基回填等水土流失情况与本工程项目区建设情况基本相似，本工程的土壤侵蚀模数根据现场实际情况并结合与本工程情况基本相相似的项目水土流失监测的结果进行类比并进行修正得出本工程的扰动侵蚀模数。

表3 预测时段表

表4 惠淡大道三环路口至金秋路口新建工程土壤侵蚀模数统计表

惠淡大道三环路口至金秋路口改扩建工程各类型扰动地表土壤侵蚀模数统计见表4，本工程施工期及自然恢复期各施工区土壤侵蚀模数见表5。自然恢复期根据经验取1000t/(km2·a)。

表5 本工程各分区土壤侵蚀模数表 t/(km2·a)

2.3.4 预测结果

根据项目区土壤侵蚀的背景资料和工程建设特点，项目区水土流失类型主要为水力侵蚀。土壤流失量预测采用《生产建设项目水土保持技术标准》(GB 50433-2018)推荐的经验公式进行计算。施工扰动后的土壤侵蚀模数根据类比工程对参数进行修正。

土壤流失量可按下式计算：

(1)

式中：W为壤流失量，t；j为预测时段，j=1，2，指施工期(含施工准备期)和自然恢复期两个时段；i为预测单元，1，2……n-1，n；Fji为第j个预测时段，第i个预测单元的面积，km2；Mji为第j个预测时段，第i个预测单元的土壤侵蚀模数〔t/(km2·a)〕；Tji为第j个预测时段，第i个预测单元的预测时段长，a。

本工程各个预测单元的土壤流失量预测主要考虑不同施工阶段在降水条件下工程扰动地表产生的加速侵蚀。土壤流失量预测面积考虑不同时段的变化。在施工期侵蚀面积为实际扰动的地表面积。

根据水土流失量预测方法，结合预测单元、预测时段划分结果及相关预测参数取值，对现阶段施工期和自然恢复期土壤侵蚀量、土壤流失预测总量及新增侵蚀量分别进行计算，表6为水土流失预测结果。

表6 土壤流失量预测结果表

从表6可以看出，本工程施工期可能产生的土壤流失总量约7457t，自然恢复期可能产生的土壤流失总量约336t。工程建设可能产生的土壤流失总量约7793t，新增的土壤流失总量约7407t。工程施工期是本工程建设可能产生土壤流失最为严重的时期，土壤流失的重点区域为路基工程区。

3 结论与建议

3.1 结论

工程施工期可能产生的土壤流失总量约7457t，自然恢复期可能产生的土壤流失总量约336t。工程建设可能产生的土壤流失总量约7793t，新增的土壤流失总量约7407t。工程施工期是本工程建设可能产生土壤流失最为严重的时期，土壤流失的重点区域为路基工程区。

3.2 建议

根据上述分析的本工程水土流失重点防治区域，确定相应的措施布局，在综合分析的基础上提出以下建议：

1)防治措施的布置：

上述预测结果，是在防护措施未完善时可能的流失结果。工程建设产生水土流失的因素较多，其中路基开挖等人为活动，在强降雨情况下极易诱发严重的水土流失，其中路基工程区是本工程水土流失的重点防治区。本工程区土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主，水土保持措施应以排水沉沙工程相结合[1]。

2)施工进度的安排：

根据预测结果，施工期为水土流失的重点时段，以整个项目区为产生水土流失的重点部位。对水土保持的各项措施同主体工程的施工进度相对应，措施安排原则上应先实施工程措施，后实施植物措施。

3)水土保持监测的安排：

根据预测结果，本工程在施工期的水土流失量大，自然恢复期水土流失量较少。因此，在施工期应适当加大监测频次，监测的重点区域为路基工程区。