陳立華
(安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院,230000,合肥)
航道整治工程建設(shè)過(guò)程中由于存在大量的開挖、填筑以及棄土棄渣堆放,不僅破壞了原有植被,而且擾動(dòng)表層土壤結(jié)構(gòu)、改變現(xiàn)狀地形,在重力和降雨作用下極易造成水土流失。本文從某航道整治工程項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)情況入手,分析水土流失影響因素及可能造成的水土流失危害,提出相應(yīng)的水土流失防治措施。
航道整治工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模關(guān)系到航道整治工程土石方量、占地面積以及損壞水土保持設(shè)施面積等問(wèn)題,特別是疏浚拋泥充填區(qū)的配置是制約航道整治工程實(shí)施的主要問(wèn)題。航道整治工程建設(shè)方案一般包括裁彎取直后的堤防工程、護(hù)坡護(hù)岸工程、橋梁改建工程、河道疏浚的拋泥充填區(qū)、船閘橡膠壩工程、管理服務(wù)區(qū)及航標(biāo)工程等建設(shè)內(nèi)容。項(xiàng)目區(qū)概況主要是介紹航道沿線的地形地貌、工程地質(zhì)、水文氣象、河流水系、水土流失現(xiàn)狀及其社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況等,為水土流失分析及防治措施布設(shè)提供依據(jù)。
工程開挖過(guò)程中,因表層土剝離、取土和棄土等工作,使其工作面的原生地貌和植被遭受破壞,地表裸露、土壤結(jié)構(gòu)疏松,表土抗蝕能力減弱,原有的自然穩(wěn)定狀態(tài)受到破壞,失去原有植被的防沖、固土功能,從而在雨滴打擊、水流沖刷等外營(yíng)力的作用下,增加新的水土流失。工程填筑導(dǎo)致地形的改變,在施工過(guò)程中形成填筑邊坡,改變?cè)衅旅娴膮R流條件,易造成水力侵蝕,使水土流失由原來(lái)的面蝕改變?yōu)闇衔g,形成新增水土流失。加上地質(zhì)構(gòu)造、土壤類型等因子,在重力作用下,新筑邊坡也易產(chǎn)生滑、塌等形式的土壤侵蝕。
取土采料將對(duì)地表植被造成嚴(yán)重破壞,底層土壤裸露,土壤結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞,抗侵蝕能力降低,遇暴雨將會(huì)發(fā)生水土流失。
棄土占?jí)和恋亍⒆匀恢脖患捌渌帘3衷O(shè)施,降低原有的水土保持功能;棄土為松散堆積體,若不采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施,容易造成土體表面的沖刷,甚至產(chǎn)生土體塌滑,引起水土流失,棄土亦再塑了原地貌,影響周邊地區(qū)的水土流失狀況。
工程建設(shè)過(guò)程中,施工場(chǎng)地、臨時(shí)道路等臨時(shí)占地將對(duì)占地范圍內(nèi)的植被和地表土壤造成一定程度的破壞,這也會(huì)為水土流失的發(fā)生和加劇創(chuàng)造條件。
由于工程建設(shè),將造成一定數(shù)量的拆遷,在移民安置過(guò)程中,受移民建房等人類活動(dòng)的影響,將造成對(duì)土地、地表植被的占?jí)汉推茐模蔀樾碌乃亮魇Оl(fā)生的隱患。
工程建設(shè)過(guò)程中,由于擾動(dòng)和破壞了原地貌,加劇了水土流失,如不采取有效的防治措施,將對(duì)工程和當(dāng)?shù)氐乃临Y源和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)不利影響。主要表現(xiàn)在:
①增加河道淤積,影響河道排洪。工程建設(shè)中擾動(dòng)原土層和破壞了原地貌,植被受損,裸露地表增加,為各種侵蝕創(chuàng)造了條件。施工中棄土(渣)若不及時(shí)有效地防治,在降雨徑流作用下,泥沙將直接進(jìn)入河流,加大河道的含沙量,造成底泥二次淤積,不利于下游沿岸地區(qū)的防洪除澇。
②加速土地肥力流失,降低地力。土地破壞后導(dǎo)致水土流失加劇,使土壤有機(jī)質(zhì)流失、結(jié)構(gòu)破壞,土壤中的氮、磷和有機(jī)物及無(wú)機(jī)鹽含量迅速下降。同時(shí)土壤中生物、微生物及它們的衍生物數(shù)量也大大降低,從而使立地條件惡化,不僅影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn),同時(shí)也給以后的植被恢復(fù)和土地復(fù)墾工作增加了難度。
③降低水域功能。伴隨著水土流失現(xiàn)象的發(fā)生,地表徑流夾帶進(jìn)入水體的懸浮物及其他有機(jī)污染物數(shù)量增加,有利藻類生長(zhǎng)而使水中含氧量減少,從而使該水域水體功能下降,對(duì)局部生態(tài)環(huán)境有一定不利影響。
根據(jù)航道整治建設(shè)過(guò)程中各工程地形單元上水土流失的特點(diǎn)、危害程度以及水土流失防治的目標(biāo),合理、全面、系統(tǒng)地規(guī)劃提出各種工程地形單元的水土保持措施,使之形成一個(gè)完整的以工程措施為先導(dǎo)、以土地整治與植物措施相結(jié)合的水土流失防治體系。
堤防工程在施工之前先將表土剝離堆存,用于后期覆土整治。表土可臨時(shí)集中堆置在護(hù)堤地內(nèi),堆放邊坡控制在1∶1.5左右,平均堆高不超過(guò)4 m為宜,在堆土場(chǎng)地四周筑擋土坎和排水溝,所筑擋土坎盡量選擇黏土,并夯實(shí),采用彩條布臨時(shí)覆蓋遮擋,防止水蝕和風(fēng)蝕。在擋土坎外側(cè)設(shè)置簡(jiǎn)易排水溝,臨時(shí)堆土場(chǎng)的排水經(jīng)沉砂池沉淀后排入附近的排水溝渠,內(nèi)壁應(yīng)夯實(shí)。
新建、退建堤防堤頂?shù)缆仿芳鐑蓚?cè)、邊坡以及堤防背水側(cè)護(hù)堤地內(nèi)應(yīng)采取植物措施進(jìn)行防護(hù);由于堤防邊坡坡面土壤松散,抗沖性差,當(dāng)匯流沿坡面下泄時(shí),易對(duì)坡面表層土造成嚴(yán)重的濺蝕、面蝕和溝蝕,甚至形成沖溝而造成水土流失,同時(shí)對(duì)堤基也造成破壞,沿堤線縱向堤基邊坡上設(shè)置臨時(shí)性邊坡排水溝,用以排泄路面上的集中匯流,邊坡排水溝在坡腳處設(shè)橫向截水溝或緩沖帶。在邊坡排水溝和截水溝的末端進(jìn)入泄水道前設(shè)沉砂池兼消力池,以阻留從坡面沖蝕的土壤。
堤基施工結(jié)束后,如不能及時(shí)進(jìn)行邊坡防護(hù)工程的施工,遇汛期采用塑料彩條布對(duì)堤基邊坡進(jìn)行苫蓋,以防降雨、徑流對(duì)堤基邊坡形成的濺蝕、面蝕和沖蝕。
施工過(guò)程中主要是對(duì)橋墩 (臺(tái))施工的臨時(shí)防護(hù),首先填筑圍堰,圍堰施工過(guò)程中,應(yīng)作好圍堰外坡的防護(hù)措施,采用袋裝土防護(hù)。
由于建橋后橋墩的阻水影響,流速增加,為保證橋址斷面上下游臨水側(cè)岸坡的穩(wěn)定,避免因橋梁建設(shè)造成岸坡沖毀,大橋中心線上游50 m、下游100 m范圍內(nèi)河段迎水坡采用漿砌塊石護(hù)砌,下設(shè)碎石墊層,使建橋后河道流態(tài)在橋位處不致產(chǎn)生大的變化,以減少建橋?qū)影栋踩a(chǎn)生不利影響,保護(hù)橋臺(tái)的安全。
施工前先將拋泥區(qū)的表土剝離,堆放于場(chǎng)地一角,堆高不大于3 m,邊坡比為1∶1.5,在其表面應(yīng)跟進(jìn)施工歷時(shí)采取相應(yīng)的防護(hù)措施,主要是采用苫蓋或撒播草籽防護(hù)等。圍堰在填筑之前,沿圍堰外側(cè)先筑土坎,再進(jìn)行圍堰的填筑施工,筑土坎盡量選擇黏土。此外,為使拋泥區(qū)排水連接到現(xiàn)有灌排渠系,需開挖連通排水溝。土方堆于排水溝兩側(cè),表層土在最下層,便于施工結(jié)束后回填。為防止拋泥區(qū)耕地表面徑流對(duì)背水側(cè)堰坡的沖刷,以及拋泥區(qū)背水側(cè)圍堰滲水對(duì)其周圍的農(nóng)田、道路及村舍等產(chǎn)生浸沒(méi)。沿背水側(cè)圍堰設(shè)置堰坡排水溝,在堰內(nèi)外側(cè)各設(shè)置截水溝,將圍堰邊坡匯流導(dǎo)入附近的排水溝渠內(nèi)??紤]到拋泥區(qū)淤土組成以砂性土為主,地力及保水性能均較差,不利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。根據(jù)現(xiàn)狀用地類型和改造后的土地利用方向,待施工結(jié)束后,應(yīng)予以覆土改良,以滿足農(nóng)作物耕種的最低要求。土地整治后的耕地表面應(yīng)為倒坡,即以一定的耕作坡度向背水側(cè)傾斜,以防止地表徑流對(duì)迎水側(cè)堤坡的沖刷。施工結(jié)束后對(duì)拋泥區(qū)圍堰邊坡采取植物措施,考慮當(dāng)?shù)鼐用裥枨螅苑N植經(jīng)濟(jì)作物來(lái)改善土質(zhì)。
航道整治中為滿足通航水位要求,需設(shè)置橡膠壩和船閘,工程實(shí)施過(guò)程中,需在上下游填筑圍堰,并開挖導(dǎo)流明渠,為防止河流對(duì)圍堰的沖刷,在圍堰腳部需采取擋護(hù)措施,導(dǎo)流明渠也應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。工程完工后,需對(duì)本區(qū)內(nèi)導(dǎo)流明渠等臨時(shí)占地進(jìn)行土地整治,深翻。船閘管理所采取綠化美化措施。
航道沿線的主、輔服務(wù)區(qū)施工前應(yīng)采取表土剝離措施,以備后期覆土綠化所需,加之船閘施工過(guò)程中的基坑開挖,將會(huì)產(chǎn)生一定的臨時(shí)堆土,需采取攔擋防護(hù)措施,并在其周邊設(shè)置排水溝、沉砂池順接至河道內(nèi)。施工結(jié)束后需對(duì)管理區(qū)采取綠化美化措施。
臨建工程主要是施工場(chǎng)地和施工道路,施工場(chǎng)地施工時(shí)將會(huì)對(duì)占地范圍內(nèi)的植被和地表土壤造成一定程度的破壞,為水土流失的發(fā)生和發(fā)展創(chuàng)造了條件,必須采取措施進(jìn)行防護(hù)。施工場(chǎng)地施工前需設(shè)置排水措施,施工完畢后清除施工場(chǎng)地硬化層,并回填表土,進(jìn)行土地整治后歸還當(dāng)?shù)剡M(jìn)行復(fù)耕。施工道路在施工過(guò)程中一般不采取路面硬化措施,易于因降雨擊濺或徑流沖刷作用而造成路面土壤的侵蝕,是工程建設(shè)中對(duì)水土流失較為敏感的工程單元,應(yīng)在路面鋪設(shè)碎石子。
工程的建設(shè)不可避免地將產(chǎn)生水土流失,造成一定的危害,但通過(guò)在施工前、施工過(guò)程中以及施工結(jié)束后采取相應(yīng)的工程、植物或臨時(shí)措施,會(huì)大大地降低其危害程度,既起到了保護(hù)環(huán)境的作用,也為工程的順利實(shí)施提供了保障。
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