弥河防洪治理提升工程水土流失分析与预测

魏 鹏，徐秋云，史 振

（1.淄博市水文中心，山东 淄博255000；2.济南市水文中心，山东 济南250000；3.潍坊市水文中心，山东 潍坊261200）

受2018年第18号台风“温比亚”、2019年第九号台风“利奇马”影响，弥河沿线连续两年发生洪灾。为提高区域防洪排涝标准，修复河道生态，构建安全的防洪减灾体系，保障区域社会经济可持续发展，实施寿光市弥河防洪治理提升工程。工程河段总长97.36 km，主要实施内容为堤防提升改造、河槽整平、清除滩地堆土（垃圾）、拆除阻水建筑物、改建漫水桥、险工防护、道口改建、新建桥涵闸及应急滞洪区等。通过对寿光市弥河防洪治理提升工程治理，使治理河段达到防洪标准50年一遇。

工程总占地面积401.88 hm2，其中永久占地401.04 hm2、临时占地0.84 hm2，占地类型为水域及水利设施用地、其他土地、耕地等。工程土石方总挖方186.28万m3（表土剥离4.27万m3），填方总量为137.22万m3（表土回填4.27万m3），弃方总量49.06万m3，弃方用于寿光市内部分坑洼填平及建设用地抬高地坪使用。根据工程位置及施工特点，将项目区划分为河道工程区、堤防工程区、建筑物工程区、施工生产生活区4个预测单元。

1 范围与方法

1.1 调查范围

本工程水土流失调查范围为寿光市弥河防洪治理提升工程整个建设区范围，包括工程建设涉及的永久性占地、临时性占地等区域。

1.2 调查方法

本工程水土流失调查内容包括：建设期扰动地表面积、损坏水土保持面积、弃土弃渣量、临时堆放量、建设期土壤流失量（含总量及新增量）。项目建设区土壤流失量本底值采用实地调查法；建设期扰动地表面积及损坏水土保持设施面积预测采用调查统计法；扰动地表土壤流失量预测则采用经验公式计算法。

1）实地调查法。主要用于项目区占地、扰动地表、损坏水土保持设施面积、土石方挖填、临时堆土等的确定和土地利用类型的调查统计。

2）经验公式计算法。经验公式是根据扰动地表面积、调查和预测的土壤侵蚀模数、调查和预测水土流失时段来计算土壤流失量。采取经验公式时，分项工程的数目、扰动地表产生土壤侵蚀的面积、土壤侵蚀模数因施工时段、施工性质的变化而变化。

本方案土壤流失量计算采用的经验公式为：

式中：W为土壤流失量，t；ΔW为新增土壤流失量，t；Fji为某时段某单元的预测面积，km2；Mji为某时段某单元的土壤侵蚀模数，t/（km2·a）；ΔMji为某时段某单元的新增土壤侵蚀模数，t/（km2·a）；Tji为某时段某单元的预测时间，a；i为预测单元，i=1、2、3、…、n；j为预测时段，j=1、2、3，指施工准备期、施工期和自然恢复期。

2 水土流失分析

2.1 扰动地表面积和弃土（石、渣）量分析

1）扰动地表、损毁植被面积调查与预测。项目建设过程中，对征地范围内的原地貌、土壤和植被产生很大的改变和破坏。土壤裸露，松散土方遇外力易产生水土流失。经水土流失实地调查和分析计算，确定本工程建设扰动地表面积及损毁植被面积。扰动地表面积：河道工程区永久占地357.37 hm2，无临时占地；堤防工程区永久占地27.66 hm2，无临时占地；建筑物工程区永久占地16.01 hm2，无临时占地；施工生产生活区无永久占地，临时占地0.84 hm2。无损毁植被面积。

2）弃土（石、渣）量及临时堆土量。建设期弃土（石、渣）量：本工程挖方总量为186.28万m3，其中表土剥离4.27万m3；填方总量为137.22万m3，其中表土回填4.27万m3；弃方总量为49.06万m3，无借方。弃土由寿光市部分坑洼填平及建设用地抬高地坪使用，全部综合利用。建设期临时堆土量：本工程共产生临时堆土25.43万m3，其中表土剥离土方4.27万m3，主体工程开挖土方临时堆土量20.14万m3，临时排水沟临时堆土量1.02万m3。临时堆土堆放在各个施工区域的闲置空地上，堆放时间为15个月，土方平均堆高4 m，堆土占地约6.37 hm2。项目开挖的回填堆放期限超过3个月，剥离表土4.27万m3，堆土占地面积1.05 hm2。

2.2 土壤流失量分析

1）现状年土壤流失量。根据寿光市土壤侵蚀强度分布图并进行实地调查，确定项目区各分项工程区的平均土壤侵蚀模数，项目区现状年侵蚀模数取500 t/（km2·a）。工程建设区工程建设扰动和破坏的面积为401.88 hm2，经预测，现状年土壤流失量约为2 009 t。

2）施工期扰动地表可能产生的土壤流失量。经计算，施工期扰动地表产生土壤流失总量为3 439 t，新增土壤流失量为2 292 t。

3）施工期临时堆土土壤流失量预测。临时堆放的工程土方占地约6.35 hm2，平均堆放的高度4 m，临时堆土共25.43万m3，堆放时间为7个月，临时堆土土壤侵蚀模数3 000 t/（km2·a）左右。经预测，本项目在施工期内临时堆土可能发生的土壤流失量为110 t。

4）自然恢复期土壤流失量。按照景观绿化区的实际情况，本工程的自然恢复期为3年。在自然恢复期内，一部分项目建设用地已经被利用或硬化，土壤流失强度总体上比项目建设期明显下降，但是在未硬化的可蚀性地带内，土壤流失现象依旧比较严重。本工程可蚀性面积约为8.54 hm2。由经验公式预测可得，在自然恢复期内，可能流失量为205 t，可能新增土壤流失量分别为77 t。

5）建设期产生的土壤流失量调查。根据调查及预测，本项目整个建设期内可能造成的土壤流失总量为3 754 t，其中施工期扰动地表土壤流失量3 439 t，施工期临时堆土流失量110 t，自然恢复期可蚀性地表流失量205 t；整个建设期可能产生的新增土壤流失量2 479 t，其中施工期扰动地表新增土壤流失量2 292 t，施工期临时堆土新增流失量110 t，自然恢复期可蚀性地表新增流失量77 t。

3建议

1）项目区侵蚀类型以风力侵蚀与水力侵蚀为主。具体结合建设工程布局、施工工艺，提出防治措施，减少施工过程中产生的水土流失量。主体施工期是产生水土流失的重点地段，水土流失强度较大。各分区应采取工程措施、植物措施和临时措施相结合的方式进行防治。河道及建筑物区是产生水土流失的重点地段，应重点防治。

2）项目区施工期水土流失主要为风蚀，水土流失主要发生在雨季，兼有水蚀，主要发生在冬春季节。在主体工程施工安排时，土石方填筑工程施工应尽量避开雨季。雨季施工必须做好防护措施，施工前先必须修筑径流排导工程，临时堆土前首先进行拦挡措施的布设。使水土保持工程和主体工程在施工时相配套，减少施工中水土流失的发生。