廠礦工程建設(shè)水土流失預(yù)測(cè)及防治措施體系設(shè)計(jì)

摘 要：廠礦工程改建必然破壞項(xiàng)目區(qū)原地貌和植被，造成水土流失。在勘察分析水土流失成因的基礎(chǔ)上，針對(duì)工程建設(shè)可能造成的水土流失及其危害進(jìn)行了預(yù)測(cè)。根據(jù)預(yù)測(cè)成果，設(shè)置水土流失防治目標(biāo)，形成水土流失防治措施方案體系，并推出了方案有效實(shí)施的保障措施，為工程建設(shè)中的水土保持提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：水泥廠；水土流失；預(yù)測(cè)；防治措施體系

中圖分類號(hào) S157 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2013）11-79-03

擬改建廠礦工程在建設(shè)與運(yùn)行過(guò)程中，廠區(qū)平整、廠內(nèi)建筑物的修建、管道鋪設(shè)、道路修建、礦山開(kāi)采等必然破壞項(xiàng)目區(qū)原地貌和植被，造成水土流失。根據(jù)水土保持法律法規(guī)有關(guān)規(guī)定，建設(shè)單位應(yīng)采取一定措施，減少和治理項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的水土流失。

水泥廠區(qū)土建工程施工產(chǎn)生的挖方、剝離表土臨時(shí)堆放等，在雨水沖刷下產(chǎn)生水土流失[1]；石灰石采石場(chǎng)植被破壞嚴(yán)重，巖石、土壤裸露，其土壤侵蝕率約為同面積森林地區(qū)侵蝕率的2 000倍，極易造成土地退化乃至荒漠化[2]。由于水土流失危害往往具有潛在性，如不及時(shí)妥善處理，將對(duì)當(dāng)?shù)厮临Y源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成重大破壞，為此，在水土流失預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，應(yīng)編制相應(yīng)防治方案及其有效實(shí)施的保障措施，為工程建設(shè)中的水土保持提供技術(shù)支持。本文對(duì)淮南舜岳水泥有限責(zé)任公司4 500t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線技改工程建設(shè)中可能發(fā)生的水土流失及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了探索。

1 項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

本工程由廠區(qū)、礦區(qū)兩大部分組成（以下所說(shuō)的廠區(qū)均指改建項(xiàng)目所在的廠區(qū)）。在方案服務(wù)期內(nèi)，項(xiàng)目建設(shè)總占地面積57.62hm2，其中廠區(qū)占地面積20hm2，礦區(qū)總占地37.3hm2，礦區(qū)道路占地0.32hm2。在施工期內(nèi)，本工程總挖方813萬(wàn)m3，總填方14.5萬(wàn)m3，外借土石方1.5萬(wàn)m3（來(lái)自石灰石礦山），拆遷廢棄混凝土2.1萬(wàn)m3，總棄方802.1萬(wàn)m3。工程總投資65 793萬(wàn)元，其中土建工程投資21 693萬(wàn)元。工程計(jì)劃從2008年6月開(kāi)工，2009年11月完工，工期18個(gè)月。

項(xiàng)目區(qū)地處淮河中游淮南市的低山丘陵區(qū)，屬北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。根據(jù)淮南氣象站1955年以來(lái)的氣象資料統(tǒng)計(jì)分析，年平均氣溫15.3℃左右，年平均日照時(shí)數(shù)2 218.7h，多年平均降雨量932mm，5～9月多暴雨，約占年降水量的60%，歷年最大年降水量1 523mm（1956年），最小降水量450mm（1978年），年均蒸發(fā)量1 613.2mm，多年平均風(fēng)速2.7m/s。

項(xiàng)目區(qū)土壤類型主要有潮土、潮棕壤、水稻土和青黑土等。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)林草覆蓋率較高，用材林主要有白楊、松樹、廣玉蘭、樟樹等；經(jīng)濟(jì)作物主要有梨、蘋果、紫穗槐、白臘條、蘆葦、蒲草等。農(nóng)田植被覆蓋面積大，旱作物有小麥、油菜、大豆、高粱、玉米、花生、紅芋等，濱河湖洼及河間平原有水稻分布。項(xiàng)目區(qū)林草覆蓋率為21.9%。

土壤侵蝕類型主要為水力侵蝕，以大氣降水產(chǎn)生的地表徑流。對(duì)土壤及其母質(zhì)進(jìn)行剝蝕、搬運(yùn)和沉積為主，普遍存在的水土流失形式主要是面蝕和溝蝕，伴有重力侵蝕。土壤侵蝕以輕度侵蝕為主。根據(jù)2000年8月安徽省人民政府頒布的皖政[1999]53號(hào)《關(guān)于劃分全省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)，加強(qiáng)水土保持工作的通知》，本工程所在區(qū)域?yàn)榘不帐∷亮魇е攸c(diǎn)監(jiān)督區(qū)，項(xiàng)目所在地區(qū)水土流失容許值為200t/km2·a。

2 水土流失預(yù)測(cè)

2.1 水土流失成因分析 礦區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)，特別是露天開(kāi)采，各類人工路基邊坡及建筑物因缺乏水保措施而造成水土資源的破壞和土地生產(chǎn)力的下降，同時(shí)在降雨和大風(fēng)的作用下，誘發(fā)、加劇了新的水土流失。造成礦區(qū)水土流失的原因分為自然因素和人為因素，本工程項(xiàng)目區(qū)的水土流失驅(qū)動(dòng)因素中自然因素主要為降雨，人為因素則包括土石方挖填、運(yùn)輸?shù)仁┕み^(guò)程中所應(yīng)用的人力和機(jī)械力。

2.2 土壤侵蝕模數(shù)的確定 根據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（SL190-96），本項(xiàng)目區(qū)的土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，屬于土石山區(qū)，容許土壤流失量為200t/km2·a。項(xiàng)目區(qū)存在水土流失現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘和參考項(xiàng)目區(qū)臨近工程水土保持監(jiān)測(cè)資料，確定本項(xiàng)目原生地貌土壤侵蝕模數(shù)取值為300～450t/km2·a。

為預(yù)測(cè)本項(xiàng)目生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)可能引起的水土流失量，需合理確定工程建設(shè)和生產(chǎn)期間的土壤侵蝕模數(shù)，本報(bào)告土壤侵蝕模數(shù)取值通過(guò)類比工程獲得。類比工程為已驗(yàn)收的淮河干流臨淮崗控制工程水土流失監(jiān)測(cè)成果。考慮本工程所在地形地貌、土壤類型、氣候條件等情況略有差別，本工程項(xiàng)目區(qū)各區(qū)域擾動(dòng)后侵蝕強(qiáng)度修正采用值見(jiàn)表1。

2.3 水土流失量預(yù)測(cè)結(jié)果 本方案的水土流失預(yù)測(cè)以主體工程項(xiàng)目申請(qǐng)書為基礎(chǔ)，即在主體工程根據(jù)有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)的基本框架下，未采取水土保持措施的水土流失量預(yù)測(cè)。工程水土流失量是指因開(kāi)發(fā)建設(shè)導(dǎo)致的水土流失量，即項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)在沒(méi)有任何防護(hù)措施下，建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的水土流失總量與原地貌水土流失總量的差值。

根據(jù)各工程區(qū)施工特點(diǎn)、生產(chǎn)內(nèi)容和水土保持措施布設(shè)的差別，將項(xiàng)目區(qū)劃分為廠區(qū)、礦區(qū)兩個(gè)區(qū)。廠區(qū)分原材料準(zhǔn)備區(qū)、生產(chǎn)區(qū)；礦區(qū)分露天采場(chǎng)區(qū)、開(kāi)拓運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)。預(yù)測(cè)時(shí)段分為建設(shè)期和生產(chǎn)運(yùn)行期，建設(shè)期包括施工期和自然恢復(fù)期；生產(chǎn)運(yùn)行期指建設(shè)項(xiàng)目開(kāi)始生產(chǎn)至本方案的服務(wù)期末。水土流失預(yù)測(cè)匯總見(jiàn)表2。

本項(xiàng)目方案服務(wù)期內(nèi)共擾動(dòng)原地貌面積57.62hm2；損壞原有的水土保持設(shè)施面積57.62hm2；建設(shè)期有借方，不產(chǎn)生棄渣。本項(xiàng)目在不采取任何防護(hù)措施的情況下，建設(shè)期水土流失預(yù)測(cè)總量0.05萬(wàn)t，新增水土流失量0.04萬(wàn)t；方案服務(wù)期內(nèi)本工程水土流失總量為1.85萬(wàn)t，新增水土流失總量為1.71萬(wàn)t，水土流失主要區(qū)域?yàn)閺S區(qū)和露天采場(chǎng)區(qū)。

從水土流失預(yù)測(cè)結(jié)果看，實(shí)施本工程新增水土流失有以下特點(diǎn)：①生產(chǎn)運(yùn)行期水土流失量大；②露天采場(chǎng)區(qū)新增水土流失量最大，其次是原材料準(zhǔn)備區(qū)、生產(chǎn)區(qū)；③生產(chǎn)運(yùn)行期露天采場(chǎng)區(qū)隨著開(kāi)采面積增大，新增水土流失量逐漸增大。

2.4 水土流失危害預(yù)測(cè) 水土流失危害的潛在性要求其治理必須及時(shí)，否則不但造成了土地資源破壞和土地生產(chǎn)力下降、淤積下游河道、灌排水系等問(wèn)題，而且治理難度大，費(fèi)用高。因此，必須根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，綜合分析水土流失預(yù)測(cè)結(jié)果，對(duì)項(xiàng)目可能造成的水土流失危害進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)防治措施。（1）增加河湖淤積、影響河道排洪。本項(xiàng)目境內(nèi)無(wú)大的水系存在，地表水通過(guò)城市排澇溝匯入淮河。如果施工過(guò)程中不采取土方合理調(diào)運(yùn)及有效臨時(shí)防治措施，在降雨徑流作用下，大量的泥沙將隨著地表徑流直接進(jìn)入城市排澇溝中，最終進(jìn)入淮河。這樣增加了排澇溝的含沙量，降低溝道排洪能力。（2）露天采場(chǎng)區(qū)擾動(dòng)程度大。在開(kāi)采礦產(chǎn)資源過(guò)程中，植被生長(zhǎng)層被挖損、剝離或壓埋，植被和土壤不復(fù)存在。露天采場(chǎng)區(qū)變?yōu)槁愕?，造成土壤有機(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，給以后的植被恢復(fù)和土地復(fù)墾工作增加了難度。（3）生態(tài)環(huán)境破壞。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它有機(jī)污染物數(shù)量增加，有利于藻類生長(zhǎng)而使水中含氧量減少，從而使該附近水域水體自身凈化、調(diào)節(jié)等功能下降，對(duì)局部生態(tài)環(huán)境有一定不利影響。礦山開(kāi)采產(chǎn)生裸露礦床，使礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境惡化，景觀格局發(fā)生明顯變化。

3 水土流失防治方案

3.1 防治目標(biāo) 根據(jù)方案編制的指導(dǎo)思想和原則，結(jié)合本項(xiàng)目的特點(diǎn)和工程區(qū)域的實(shí)際情況，水土保持措施實(shí)施要實(shí)現(xiàn)的總體目標(biāo)是在項(xiàng)目水土流失防治責(zé)任區(qū)范圍內(nèi)，采取水土保持工程措施、植物措施和臨時(shí)措施，有效控制因工程建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行而導(dǎo)致的新增水土流失，并在此基礎(chǔ)上治理工程區(qū)域內(nèi)的原有水土流失，保護(hù)和改善區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。本工程項(xiàng)目區(qū)屬于安徽省水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)，根據(jù)生產(chǎn)類項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)適用條件和工程的建設(shè)特點(diǎn)，防治責(zé)任范圍水土流失防治應(yīng)達(dá)到6項(xiàng)指標(biāo)要求，如表3所示。 3.2 防治措施體系 在對(duì)主體工程中具有水土保持功能的工程進(jìn)行充分分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合防治分區(qū)劃分、單項(xiàng)工程建設(shè)特點(diǎn)和已有的水土保持防治措施，對(duì)本工程新增水土保持設(shè)施進(jìn)行合理、全面、系統(tǒng)地規(guī)劃，使之形成一個(gè)完整的以工程措施為先導(dǎo)，土地整治、植物措施相結(jié)合的水土流失防治措施體系，如圖1所示。

根據(jù)水土流失防治體系設(shè)計(jì)水土保持措施：（1）工程措施：表土剝離180m3，硬化層拆除800m3，錨噴護(hù)坡600m2，排水溝開(kāi)挖448m3，漿砌石排（截）水溝333m3，沉砂池開(kāi)挖145.5m3，漿砌石（砼）沉砂池251m3；（2）植被措施：植樹造林4 016株，綠籬1461延長(zhǎng)米，種植草皮1.46hm2，種植爬山虎8 627株；（3）臨時(shí)措施：臨時(shí)排水溝開(kāi)挖2 602m3，臨時(shí)排水溝水泥砂漿抹面9 322m2，臨時(shí)沉砂池開(kāi)挖247.7m3，臨時(shí)沉砂池砌磚117.5m3，袋裝土攔擋7.56m3，彩條布防護(hù)并壓實(shí)300m2。

圖1 水土流失防治措施體系

3.3 方案實(shí)施保障措施 為確保工程水土保持方案順利實(shí)施，在本方案實(shí)施過(guò)程中，業(yè)主單位應(yīng)切實(shí)做好水土保持工程的招投標(biāo)工作，落實(shí)工程的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、監(jiān)測(cè)工作，要求各項(xiàng)任務(wù)的承擔(dān)單位具有相應(yīng)的專業(yè)資質(zhì)，尤其要注意在合同中明確施工責(zé)任，并依法成立方案實(shí)施管理機(jī)構(gòu)，聯(lián)合水行政主管部門做好水土保持工程的竣工驗(yàn)收工作。

4 結(jié)語(yǔ)

工程在建設(shè)和運(yùn)行期對(duì)地面的擾動(dòng)，在一定程度上改變、破壞了原有地貌及植被，對(duì)原有水土保持設(shè)施造成了一定的破壞，從而加劇了水土流失。為合理編制水土流失防治措施，首先進(jìn)行了擬建項(xiàng)目區(qū)的水土流失預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，建設(shè)期水土流失預(yù)測(cè)總量0.05萬(wàn)t，新增水土流失量0.04萬(wàn)t；方案服務(wù)期內(nèi)本工程水土流失總量為1.85萬(wàn)t，新增水土流失總量為1.71萬(wàn)t。工程建設(shè)和運(yùn)行期間的水土流失重點(diǎn)防治區(qū)域是露天采場(chǎng)區(qū)、原材料準(zhǔn)備區(qū)和生產(chǎn)區(qū)。最后，為防治工程建設(shè)中可能產(chǎn)生的水土流失，制定了工程水土流失防治目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上編制了相應(yīng)的水土流失防治方案體系，并推出了方案有效實(shí)施的保障措施，為工程建設(shè)中的水土保持工作提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[2]潘元慶，劉曉麗，李天閣.礦區(qū)土地問(wèn)題及治理技術(shù)研究[J].礦業(yè)工程，2007，5（2）：59-61.

（責(zé)編：張宏民）