湛江市奮勇高新區水土保持工程排水系統設計與水土流失監測

吳銳輝

(廣州穗水工程咨詢有限公司,廣東 廣州 510650)

1 工程概況

項目位于湛江市奮勇高新區中心區域,為新建項目。項目建設內容共計3條城市道路,分別為吉隆坡中路、萬象中路和萬隆西路,路線長度分別為2.164 km、0.437 km、1.010 km,路線總長約3.611 km,其中吉隆坡中路、萬象中路道路寬度均為43 m,雙向六車道;萬隆西路道路寬度為26 m,雙向四車道;全線新建給排水管道、綜合管線、交通、照明和綠化等附屬設施。項目建設不涉及拆遷移民安置及專項設施改遷建。工程總占地面積29.68 hm2,其中永久占地17.65 hm2,臨時占地12.03 hm2。工程土石方挖方總量為53.35萬 m3;填方總量為39.38萬 m3;無借方產生;棄方總量13.97萬 m3,全部運往新能源動力電池道路管網配套基礎設施建設項目用作場地平整回填。

項目區屬沿海臺地地貌,屬南亞熱帶季風氣候,年平均氣溫為22℃,年平均降雨量為 1 559.3 mm,雨季集中在4-9月。項目區土壤類型主要為赤紅壤,地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林。項目區森林覆蓋率約為29.60%,項目建設區植被覆蓋率為26%,容許土壤流失量為500 t/km2·a,施工期土壤侵蝕模數見表1。

表1 本工程施工期土壤侵蝕模數值

2 土壤流失量測算

2.1 土壤流失量計算

土壤流失量按下式計算:

(1)

式中:W為土壤流失量(t);j為預測時段,j=1,2,即指施工期(含施工準備期)和自然恢復期兩個時段;i為預測單元,i=1,2,3,……,n-1,n;Fji為第j預測時段、第i個預測單元的面積,km2;Mji為第j預測時段、第i預測單元的土壤侵蝕模數,t/(km2·a);Tji為第j預測時段、第i預測單元的預測時段長,a。

計算結果見表2。

表2 施工期及自然恢復期水土流失量預測結果

根據以上確定的時段、分區及方法,通過計算,本工程建設期可能造成水土流失總量約5 127 t,其中新增水土流失總量約4 705 t。新增水土流失量中,路基工程區占水土流失總量的65.36%,施工期的水土流失量占97.09%。

2.2 水土流失危害分析

不同程度地破壞了原有地貌,施工期新增水土流失4 705 t,這將對項目周邊市政道路、周邊水系、周邊居民點產生一定影響。

3 主體工程水土保持設計

水保措施包括:有現場施工圍蔽、地面及路面硬化、雨水管、綠化美化、植草護坡、基坑截排水溝、排水邊溝及擋水埝等。

3.1 施工圍蔽

本項目已于2021年8月動工建設,目前場地未實施施工圍蔽。建議工程后續施工對項目施工區域沿線進行圍蔽,圍蔽方式采取2.5 m高彩鋼板,下部帶有實體基礎,可有效控制水土流失。從水土保持角度分析,圍蔽措施可避免施工產生的泥漿水外溢至場外[1]。

3.2 地、路面硬化

工程對項目區域內道路等進行固化、硬化,道路采用混凝土路面,主要功能為通行,水泥路面除發揮其主要交通功能外,還具有一定的水土保持功能,硬化的路面能有效地防止降雨直接擊濺土壤造成水土流失,同時也是防滲固土一項有效措施。

3.3 雨水管

根據主體工程設計資料,吉隆坡中路、萬隆西路及萬象中路道路下方雨水管共計10 747 m,各管道規格及工程量見表3。

表3 雨水管工程量統計

3.4 綠化美化

本項目規劃綠化美化面積共計1.59 hm2,綠化樹種主要為香樟、秋楓、細葉欖仁、火焰樹、紅花木球、黃金榕球、細葉紫薇等喬木,胸徑9～10 cm,合計共栽植喬木2 842株、灌木株1 996株、地被1.57 hm2。綠化植被具有減少雨水直接沖刷地表和固定土壤的功能,符合水土保持要求。

3.5 植草護坡

本項目路基挖填高度較小,大部分路基挖填高度在1～3 m之間,路基防護擬采用植草防護的形式進行邊坡防護處理。合計植草護坡面積共1.61 hm2,其中挖方邊坡區植草護坡0.70 hm2,填方邊坡區植草護坡0.91 hm2。

3.6 基坑截、排水溝

道路箱涵施工形成開挖邊坡,主體設計已于邊坡坡頂及坡底設計有截排水溝,規格尺寸為:30 cm×30 cm,采用磚砌矩形斷面結構見圖1。根據主體工程設計資料,共設計基坑頂截水溝3 980 m、基坑底排水溝3 785 m,合計共設計基坑截、排水溝7 765 m。

圖1 截水溝大樣圖

3.7 排水邊溝

根據主體設計資料,道路挖方邊坡及填方邊坡坡頂坡腳處設計有排水邊溝,采取砂漿抹面矩形結構斷面,排水邊溝剖面見圖2。規格尺寸為:60 cm×60 cm。其中挖方邊坡區設計排水邊溝645 m、填方邊坡區設計排水邊溝762 m,合計排水邊溝工程量為1 407 m。

圖2 排水邊溝剖面圖

3.8 擋水埝

表4 水土保持功能工程表

4 水土保持監測

針對不同監測內容和重點,結合工程實際,綜合采取衛星遙感、無人機遙感、視頻監控、地面觀測、實地調查量測、查閱資料等多種方法,對生產建設項目水土流失進行定量監測和過程控制。

4.1 查閱資料

查閱資料主要通過現場觀察及周邊敏感區域調查,項目基本情況調查,主要包括項目區氣象、水文、土壤、植被、社會經濟、水土保持建設情況、治理經驗等。

4.2 實地調查量測

實地調查量測宜采用測繩、測尺、全站儀、GPS或其他設備量測。

4.3 監測點觀測

按照設計頻次,在集沙池的四個角及中心點分別量測泥沙厚度,并測算泥沙密度。土壤流失量可采用下列式子計算:

(2)

式中:ST為匯水區土壤流失量,g;h1…h5為集沙池四角和中心點的泥沙厚度,cm;S為集沙池底面面積,m2;為泥沙密度(g/cm3)。

4.4 無人機遙感

無人機遙感監測法宜采用高分辨率遙感影像。

5 結語

監測結果表明,主體設計的雨水管、排水溝等設施,可及時有效的將場內積水排出。建設后期路面裸露地面被全部硬化或恢復綠化,綠化措施在一定程度上防止了雨水對土層的沖刷、避免了水土流失危害的發生,同時也美化了項目和周邊環境。主體工程的水土保持措施,在項目建成后能夠控制水土流失的發生,主體工程設計基本能滿足水土保持要求。