费长清

(沈阳利鑫土木工程有限责任公司，沈阳 110179)

1 概 述

项目位于大连市金普新区拥政街道九里村，该项建设主要是由建筑、绿化、道路硬化以及配套工程组成[1-4]，项目建设14栋住宅(1-14)、1座公建(15)、1个幼儿园(16)和1个地下车库(17)及配套设施等，总建筑面积131947m2。主要采用桩基础、独立基础。

规划绿地率35.10%，绿地面积1.96hm2。建筑物周边、道路两侧及景观小品周边等布设绿化，采用乔、灌木相结合的形式，主要栽植适宜环境、成活率较高的植株。主体尚未考虑绿化树种，补充设计栽植乔木281株、灌木900株、地被7500m2、绿篱6000m2、草坪5000m2。道路及硬化面积为2.48hm2。主要道路宽为4.0m，道路长约1197m，环通式布置，道路占地面积约为0.48hm2。其余硬化面积约2.00hm2，其中主体设计消防场地9处；地上车位642个，尺寸2.40m×5.30m；布设砖铺面积992m2。道路采用6cm沥青混凝土路面+24cm水泥稳定碎石基层构成。

2 水土流失现状

根据大连市土壤侵蚀遥感普查可知，大连市、金普新区、拥政街道土壤侵蚀强度分布见表1。

表1 大连市及金普新区、拥政街道侵蚀强度分布表 km2

由表1可知，大连市土地面积13632.78km2，水土流失面积为3598.19km2，占大连市总面积的26.39%；大连市金普新区土地面积1732.89km2，水土流失面积为414.37km2，占金普新区总面积的23.91%；拥政街道土地面积18.99km2，侵蚀面积占总面积占拥政街道总面积的43.97。

3 水土流失影响因素分析

在自然条件中，水土流失易受项目建设区的地形和地貌影响。项目建设区地形起伏较大，地貌单元属于剥蚀低丘陵，后经人工开挖回填，地面标高52.79m-69.25m，最大相对高差16.46m，坡度4°。在施工过程中，构筑物基础开挖及回填，沟槽开挖、填筑，沟槽开挖土的临时堆放以及施工设施、水、风、电、信系统建设等，将原地貌改变或完全破坏，大面积松散土壤、边坡将完全暴露在外，容易导致水土流失。在该项目建设中，由于基础和沟槽的开挖、回填、土方临时堆放、临建设施和施工人员机械的活动等。

3.1 预测范围及预测单元

根据实际施工安排和实际对地表扰动情况，预测单元划分为6个单元，设置各单元占地面积见表2。

表2 水土流失预测单元

3.2 预测时段

施工准备期主要是施工前期准备工作，有一定的水土流失在这个阶段, 还要考虑到新的土壤侵蚀的持续性和有效水土保持植物措施的滞后性[5]，土壤侵蚀也不同程度存在自然恢复期。

3.2.1 施工期

基坑开挖及建筑施工，开挖回填破坏原有地貌，施工过程中开挖与填方之间的时间和空间差距，裸露或废弃的土地，容易受到土壤侵蚀，该阶段水土流失类型复杂、分布面广，施工期各分区地面覆盖情况将发生变化，且变化时间不一，因此需按照各分区具体施工进度确定侵蚀时间。

建筑物工程区在基坑开挖时开始被扰动，待基础、底板工程完工后视为硬覆盖，无侵蚀。由此建筑物工程区侵蚀时间为2021年9月-2022年6月。

1)车库区：前期为裸露地面，从2021年9月裸地开始进行基坑开挖，受到施工扰动产生流失，直至2022年6月底板施工完毕，然后此区域视为硬覆盖，后2023年3月地下车库上方覆土后才有流失，直至2023年6月绿化工程施工结束，该区地面栽植绿植。故车库区2021年9月-2022年6月和2023年3月-2023年6月。

2)非车库区：前期为裸露地面，受到施工扰动产生流失，直至2023年6月绿化工程施工结束，该区地面栽植绿植。故非车库区的侵蚀时间为2021年9月-2023年6月。

3.2.2 道路及硬化工程区

车库区：前期为裸露地面，从2021年9月裸地开始进行基坑开挖，受到施工扰动产生流失，直至2022年6月底板施工完毕，然后此区域视为硬覆盖，后2023年3月地下车库上方覆土后才有流失，直至2023年5月道路及硬化工程施工结束，该区地面硬化。故车库区的侵蚀时间为2021年9月-2022年6月和2023年3月-2023年5月。

非车库区：前期为裸露地面，受到施工扰动产生流失，直至2023年5月道路及硬化工程施工结束，该区地面硬化。故非车库区的侵蚀时间为2021年9月-2023年5月。

3.2.3 施工临时占地区

施工时为硬化地面，几乎无流失，不预测。至2023年12月拆除后交付其他施工单位进行道路施工。

3.3 自然恢复期

在施工结束后, 主要建筑区域的大部分地面被建筑物占据[6]，经过工程措施和植物绿化措施，裸地基本恢复植被，绿化工程区的自然恢复期时段确定为2年。根据工程特点，建设期水土流失侵蚀时间详见表3。

3.4 预测方法

土壤流失量预测采用下式计算：

(1)

式中：W为土壤流失量，t；J为预测时段，j=1 ，2；I-预测单元，i=1 ，2 ，3 ，…，n-1，n；Fji为预测单元的面积，km2；Mji为预测单元的土壤侵蚀模数，t/km2·a；Tji为第j预测时段对应的第i预测单元的预测时段，a。

表3 土壤流失预测时段表

3.5 土壤侵蚀模数

3.5.1 原地貌水土流失背景值

根据现场调查，并根据区域雨量、风速特征、地形、土地组成、土地利用和植被生长等情况，项目建设区背景值确定为1800t/km2·a。

3.5.2 扰动后土壤侵蚀模数确定

项目建设区属于水力作用下的土壤流失，施工期间项目建设区中的施工开挖区域属于地表翻扰型的一般扰动地表。具体分类划分详见表4。

表4 施工期各区水土流失类型划分表

地表翻扰型一般扰动地表计算单元土壤流失量测算公式：

Myd=RKydLySyBETA

(2)

式中：Myd为单元土壤流失量(表面扰动类型 一般扰动表面)，t；R为降雨侵蚀因子，MJ·mm/(hm2·h)；Ky-为土壤可蚀性因子，t·hm2/(hm2·MJ·mm)；Ly为坡长因子；Sy为坡度因子；B为植被覆盖因子；E为工程措施因子；T为耕作措施因子；A为计算单元的水平投影面积。

Kyd=NK

(3)

式中：N为地表扰动后土壤可蚀性因子增加系数；K为土壤侵蚀因子，t·hm2/(hm2·MJ·mm)。

参数的计算步骤及计算公式为：

1)坡长因子公式如下：

Ly=(λ/20)m

(4)

λ=λxcosθ

(5)

式中：λ为单元水平投影长度，m，θ为计算单元坡度，°，取值范围为0°- 90°；m为坡长指数；λX为计算单元斜坡长度，m。

2)坡度因子公式如下：

Sy=-1.5+17/[1+e(2.3-6.1sinθ)]

(6)

当坡度θ≤35°时，按实际值计算，当坡度θ>35°时，按35°计算。 当当坡度θ为 0°时，Sy 取 0；e为自然对数的底，可取2.72。

计算结果见表5。

表5 地表翻扰型一般扰动地表土壤侵蚀模数计算表

3.5.3 自然恢复期土壤侵蚀模数

工程施工结束后，施工临时占地区、建筑物工程区和道路及硬化工程区为硬覆盖或建筑，无侵蚀，不预测。绿化工程区的绿化区松散裸露地表逐步趋于稳定，第一年和第二年侵蚀模数分别为2400和1800/km2a，已经达到背景值，不再新增流失量。

3.6 预测结果

3.6.1 施工期土壤流失量预测

水土流失的总量在施工期间为334t，水土流失增加157t。详见表6。

表6 施工期土壤流失预测表

经预测，自然恢复期土壤流失总量为82t，水土流失增量为46t。详见表7。

表7 自然恢复期土壤流失预测表

3.7 水土流失预测汇总

通过预测，工程背景流失量为213t，预测流失量为416t，新增流失量为203t。详见表8。

表8 水土流失预测分析汇总表

经分析可知，施工期道路及硬化工程区新增流失量最大；自然恢复期绿化工程区新增流失量最大。施工期为关键防治阶段。

4 结 语

在预测年限内，背景流失量为213t，预测流失量为416t，新增流失量为203t。在工程施工中，水土流失防治重点阶段为道路及硬化工程区，由以上预测可知，在施工期阶段水土流失量比自然恢复阶段的水土流失量大，因而施工期是整个施工阶段的关键时期。