綜合利用城市工程渣土建設高標準農田途徑初探
——以云南省為例

鄧昌軍，許 歆，黃丙東，田孟齊

（云南瀚哲科技有限公司，云南昆明 650000）

隨著我國經濟發(fā)展水平大幅提升，城市發(fā)展過程中新建、翻修、維護、拆建等活動日漸頻繁，工程渣土產生量也隨之增多。截止到2020 年，我國每年產生的建筑垃圾總量已超過15 億t，占城市垃圾總量的30%～40%[1]，雖然我國也制定了相應的法律體系，但建筑垃圾資源化利用效率依然較低[2]。

從云南省情況來看，目前城市工程渣土多以填埋為主，這將侵占大量土地資源，造成多重矛盾。本研究基于云南省耕地空間利用潛力，以高標準農田建設為切入點，提出一種既化解城市建設和工程渣土矛盾，又改善云南山區(qū)、半山區(qū)耕地碎片化、質量低問題的解決方案，主要探討如何利用城市工程渣土對城郊山區(qū)、半山區(qū)區(qū)域碎片化、質量差的耕地進行地形地貌改善、土地平整，為開展高標準農田建設打好前期基礎，有效緩解城市建設和工程渣土之間的矛盾，促進農業(yè)現代化基礎設施的完善，全面提升城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境質量。

1 城市建筑垃圾

1.1 城市建筑垃圾的定義

《建筑垃圾處理技術標準》（CJJ/T 134-2019）對建筑垃圾的定義為：建筑垃圾是指新建、擴建、改建和拆除各類建筑物、構筑物、管網以及居民裝飾裝修房屋過程中所產生的棄土、棄料及其他廢棄物[3]。

1.2 工程渣土資源化利用現狀

歐美發(fā)達國家較早開始探索工程渣土的治理策略，美國學者Bridges 和Moore 曾在2010 年前后針對工程渣土和水下沉積物提出“可持續(xù)管理”概念，即考慮通過棲息地修復、水產養(yǎng)殖、公園建設、農業(yè)/園藝/林業(yè)、礦山和采石場復墾、固體廢棄物填埋場覆蓋層、沙灘/海岸線穩(wěn)定、道路堤壩填料、建筑材料等手段進行資源化利用[4]。目前，我國工程渣土現有的處置方式主要以工程回填、場地覆蓋、園林綠化、再生建材產品等手段為主。近年來，我國各城市對渣土私拉亂倒等違法行為監(jiān)管力度加大，渣土消納問題變得越發(fā)突出，許多城市或地區(qū)亟需挖掘自身空間潛力、尋找合理的消納處置及資源化利用途徑，保障工程渣土消納處置工作的有序開展。

2 云南省耕地現狀

云南省國土面積39.41 萬km2，山區(qū)占94%，壩子（盆地、河谷）僅占6%。其中，坡度＞25°的耕地有1519.01 萬畝，占比為18.58%。總的來說，全省坡度>15°的耕地共計3743.9 萬畝，占總耕地的45.79%，平地及緩坡耕地面積較少。目前，全省耕地等級情況為，1～3 級1807.89 萬畝（占比19.41%），4～6 級4100.81 萬畝（占比44.02%），7～10 級3406.31 萬畝（占比36.57%）。

總體來說，云南耕地資源雖然較為豐富，但受地形地貌影響，近80%分布于山區(qū)、半山區(qū)，這些區(qū)域地高、水低，耕地碎片化嚴重，土地生產力較低，生態(tài)功能和環(huán)境調控能力較差，尤其是坡度＞25°的耕地（1519.01 萬畝，占總耕地的18.58%），不符合高標準農田建設要求，幾乎只能靠天吃飯，加大高標準農田的建設力度和建設質量十分迫切。

3 城市建設工程渣土資源化解決方案

3.1 高標準農田建設相關要求

高標準農田：土地平整、集中連片、設施完善、農電配套、土壤肥沃、生態(tài)良好、抗災能力強，與現代農業(yè)生產和經營方式相適應的旱澇保收、高產穩(wěn)產，劃定為基本農田實行永久保護的耕地。

高標準農田建設禁止區(qū)域包括：地面坡度大于25°的區(qū)域，土壤污染嚴重的區(qū)域，自然保護區(qū)的核心區(qū)和緩沖區(qū)，退耕還林區(qū)、退耕還草區(qū)，河流、湖泊、水庫水面及其保護范圍等區(qū)域[5]。

3.2 具體方法討論

3.2.1 總體路徑

渣土源頭篩選及安全把控→堆填區(qū)表土剝離及堆存→客土回填→表土回填→堆體壓實→高標準農田建設。

前期論證階段：選址分析（土地性質及權屬確定）；地質勘探；地質災害評估；水土保持；環(huán)境影響評估。

設計分析階段：水文分析；工程地質分析。

土地平整及高標準農田建設：表土剝離及堆存；客土篩選及堆填；堆體壓實；高標準農田建設。

3.2.2 水文分析

需要全面摸清區(qū)域內流域、水源情況，進行洪水分析、洪峰流量計算。

（1）洪水分析

暴雨途徑法：依據全國的暴雨力等值線圖和雨遞減指數及橋涵位的勘測數據，按經驗公式進行計算。

推理公式法：適用于小流域，由規(guī)范SL44-2006 中的基本公式來推求。

式中：Qm-洪峰流量，m3/s；τ-流域匯流歷時，h；h-在全面匯流時代表相應于時段的最大凈雨；F-壩址以上流域面積，km2；L-主河道長度，km；m-匯流參數；J-沿流程L 的平均比降。

（2）洪峰流量計算

根據《水土保持工程設計規(guī)范》（GB 51018-2014），坡面洪峰流量計算公式為：

式中：QB-最大清水洪峰流量，m3/s；k-徑流系數；i-平均1h 降雨強度，mm/h；F-山坡集水面積，km2。

3.2.3 工程地質分析

重點分析區(qū)域內地形地貌、地層巖性、地質構造與地震情況、水文地質條件、工程地質條件等五個方面。

3.2.4 土地平整

（1）平整方法

土地平整一般有三種方法：機械作業(yè)、人工作業(yè)、機械作業(yè)和人工作業(yè)相結合三種。

（2）客土回填

本文提出采用城市工程渣土為回填土，且回填土要作為高標準農田的基層，所以應滿足填土環(huán)境質量標準及回填區(qū)的結構穩(wěn)定，應考慮以下內容：

a. 回填土的土壤環(huán)境質量；b. 回填土類別要求；c.回填土碾壓后的壓實度要求。

回填土的類別較多，綜合考慮堆體的安全穩(wěn)定，回填土應以粉質黏土、粉土、碎石土為主。在堆填設計中以粉質黏土作為代表土類進行設計。原因如下：

a. 城市建設棄土多為粉質黏土；b. 粉質黏土土力學指標在土體穩(wěn)定計算中，為較不利的土類，在穩(wěn)定計算中，若能滿足安全系數要求，其余兩種土類基本能滿足安全系數要求。

（3）壓實要求

堆填施工邊坡坡度不宜大于1：2，基礎壓實程度不應小于93%，邊坡壓實程度不應小于90%。堆填作業(yè)應控制填高速率，如果填高超過3m 且堆填速率超過3m/月，應對堆體和地基穩(wěn)定性進行監(jiān)測。

（4）堆填結構設計

應根據工程地質勘察結果，重點考慮堆體高度、堆體沉降和穩(wěn)定兩個方面。

堆體最大高度：

最大堆渣高度按堆渣初期基底壓實到最大承載能力控制，根據《水土保持工程設計規(guī)范》（GB 51018-2014）所推薦的方法，按下式計算：

式中H-最大堆渣高度，m；C-基地巖土的地基承載力，kPa；φ-基地巖土的內摩擦角，°；γ-回填土容重，kN/m3。

堆體沉降分析：

參考《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB 50007-2011）推薦的計算方法計算。

3.2.5 高標準農田建設

本文討論的高標準農田建設，是在堆體穩(wěn)定、平整的基礎上，按照國家高標準農田建設田、土、水、路、林、電、技、管八個方面要求建設，具體實施技術已經非常成熟，本文就不作過多論述。

4 政策建議

縣（區(qū)）級政府要加強對城郊山區(qū)、半山區(qū)碎片化、低質量耕地資源的盤點，確保土地的高效利用。工程渣土的消納管理，建議由市級政府統籌、協調，縣（區(qū)）級政府及相關部門做好消納場的選址、實施主體篩選等工作。用好政府引導和監(jiān)管職能，發(fā)揮好市場活力的特點，構建安全、健康的市場氛圍。健全全過程保障措施，建立“政府+社會保險+N”的保障模式，全方位確保城市工程渣土資源化工作穩(wěn)步推進。

5 結束語

本文提出的解決方案是考慮到云南省范圍內山區(qū)、半山區(qū)較多，碎片化、低質量耕地較多，空間資源充足等條件，同時立足于城市建設和農業(yè)農村發(fā)展兩個大局，能有效緩解城市建設與工程渣土消納的矛盾，推進城鄉(xiāng)空間優(yōu)化和城鄉(xiāng)融合發(fā)展，促進“山水林田湖草”綜合治理，助力區(qū)域內構建更加和諧統一的生產、生活、生態(tài)空間。

總而言之，建筑工程棄土資源化利用是一項復雜的工程，需要多級政府部門協同，多項行政審批制度配合，本文提出的工程棄土消納方法僅供決策者參考，希望能對緩解城市建設和鄉(xiāng)村振興有一定啟發(fā)作用。