黑河市城區防洪工程建設與運營期水土流失環境影響評價

牛保國

(黑河市水務局,黑龍江 黑河 164300)

1 概 況

黑河市城區防洪工程于 1998年 9月開工,至 2002年 9月完成扶臂式擋土墻5 345m,工程量 72.18萬 m3,完成投資5 758.85萬元,完成工程已投入使用。黑河市城區防洪工程工程全長16.20 km(剩余未完部分長10.85 km),總工程量為198.25萬m3,總投資為11 223.27萬元。剩余未完工程變更后總工程量為126.07萬 m3,其中土方 125.84萬m3,砂石方1 096m3,混凝土1 206m3。總投資5 464.42萬元。

施工期及營運期的水土流失防治是工程建設的一項重要問題,必須予以重視和妥善解決。以下將從施工期水土流失防治、環境影響預測與評價、生態環境影響分析和運營期環境影響分析等方面對黑河市城區防洪工程與環境的關系進行分析和探討。

2 環境影響預測與評價

2.1 水土流失影響分析

黑河市城區屬于寒溫帶大陸性季風氣候,夏季濕熱多雨,區域內歷年平均降水量523.4mm,降水多集中在夏季,汛期(6～9月份)降水占全年降水量的 70%以上。堤防工程建設離不開土石方作業,因施工取土改變了取土料場局部的地形地貌,破壞了地表植被,使表土層抗蝕能力減弱,極易產生水土流失。堤身填筑一般為黏土、壤土料,在雨季不可避免的產生一定程度的水土流失。黑河市城區防洪工程未完成工程施工期 9個月,動用大量土石方,這將不利于改善工程沿線區域由于自然及人為因素等業已存在的水土流失狀況。

2.2 水土流失產生原因

開挖面及松散堆積體在降水的擊濺、沖刷作用下,產生水力侵蝕。首先,在表面發生擊濺、層狀、鱗片狀面蝕。然后,面上徑流隨微地形進行匯流產生溝蝕,隨著降雨次數和雨強的增加,表面平均侵蝕厚度不斷增加,坡面侵蝕溝發育頻數增加,侵蝕溝不斷加寬、加深、加長,侵蝕量逐漸增大。在產生水力侵蝕的過程中,坡面分散的地表徑流經過淋洗作用挾帶走大量黏土、粉土等細小顆粒,使堆積物和堆積體在徑流和自重的作用下,物質組成沿邊坡向下滾動瀉溜至坡腳形成瀉溜。

因此開挖面和松散堆積物產生的侵蝕類型有水力侵蝕和重力侵蝕兩種形式,水力侵蝕表現為擊濺、層狀、鱗片狀、礫石化面試及細溝侵蝕,重力侵蝕形式變現為瀉溜、滑坡、滑塌。

2.3 水土流失時段劃分

工程水土流失可分為工程建設期(包括施工準備期)和植被自然恢復期兩個時段。工程建設期指工程施工準備開始到工程竣工。這一時段內,由于施工前要清基;施工期間,要開挖基礎、運輸建筑材料等,嚴重損壞原地貌、土壤植被及水土保持設施,導致土壤結構破壞,林草、農田毀壞,降低表層土壤的抗蝕性,造成嚴重的水土流失;填筑的防洪堤主堤、邊坡由于地面裸露,土體松散,易產生面蝕和細溝侵蝕。

植被自然恢復期指工程施工結束到地表植被在自然狀況下恢復到工程實施前的水平這一時段。在植被自然恢復期,開挖擾動地表、占壓土地和損壞林草植被的施工活動基本停止,因施工活動可能產生水土流失的各種因素在主體工程施工結束后逐漸消失,并且隨著時間的推移地表自然修復功能日益得到發揮,生態環境將逐步得到恢復和改善,水土流失量逐漸減少直至達到新的穩定狀態。但考慮到運營初期各項措施的水土保持功能還未完全發揮作用,也可能造成一定程度的水土流失。

根據主體工程施工總進度,確定該工程工程建設期為 9個月,運行期(植被恢復期)為2 a。水土流失預測單元劃分及預測時段劃分情況見表1。

2.4 水土流失預測

2.4.1 水土流失預測內容

根據《開發建設項目水土保持方案技術規范》(SL204-98)規定,本項目水土流失預測內容如下:

①原地貌損害、破壞植被情況的預測;②損壞水土保持設施的預測;③棄土、棄渣量的預測;④可能造成水土流失量的預測;⑤可能造成水土流失危害的預測。

表1 水土流失預測單元劃分及預測時段劃分表

2.4.2 水土流失預測方法

2.4.2.1 對原地貌、土壤、植被破壞情況的統計方法

通過分析主體工程的設計資料,結合現場勘察,對施工中開挖、占壓土地、破壞林草植被的種類、數量、程度及面積分別進行統計測算。

2.4.2.2 損壞水土保持設施面積的統計方法

工程建設過程中將要損壞一定數量的水土保持設施。損壞的水土保持設施主要是原地貌和林草植被。根據工程設計資料,結合現場調查進行統計。

2.4.2.3 造成水土流失量的預測

預測模式:

1)擾動前原生水土流失量(水土流失量背景值)的預測公式

式中:W0為水土流失量背景值t;M0為原地貌侵蝕模數,t/km2?a;Fi為擾動的地表面積,km2;Ti為預測時段,a。

2)工程建設擾動地表造成的水土流失量預測公式

式中:W1為建設期擾動地表流失量,t;M1為擾動后地貌侵蝕模數,t/km2?a;Fi為擾動的地表面積,km2;Ti為預測時段,a。

3)工程建設造成的新增水土流失總量

2.4.2.4 可能造成的水土流失危害預測方法

分析工程建設造成的對原生地貌的破壞、棄土和棄渣的堆積等實際情況,結合工程的設計資料,分析工程建設可能造成的水土流失危害。

2.4.3 水土流失預測結果

2.4.3.1 原地貌、土壤、植被破壞情況的預測結果

本工程占地面積為工程的永久性和臨時性占地面積的總和,即為原地貌、土壤、植被破壞面積。根據工程設計資料進行統計,黑河市城區防洪工程未建工程原地貌、土壤、植被破壞面積為1.92 1km2。

2.4.3.2 損壞水土保持設施預測結果

根據調查,項目區具有水土保持功能的設施只有自然狀態下形成的植被和地表,無人工建設的水土保持設施,共計為1.771 km2,其中耕地0.21 km2、草地0.21 km2,行政區劃屬于黑河市愛輝區。

2.4.3.3 水土流失的預測結果

1)原生土壤原生土壤侵蝕模數的確定

工程擾動范圍的背景水土流失強度,根據愛輝區水土保持部門的統計及地方水利部門提供的資料綜合分析,確定原地貌土壤侵蝕模數。項目區土壤侵蝕模數為586.27 t/km2? a。

2)擾動后土壤侵蝕模數的確定

區域內水土保持監測實測數據和觀測資料很少,沒有能類比的工程。由于本工程以水力侵蝕為主,伴隨有局部的重力侵蝕,根據相關資料可知,項目建設期擾動后土壤侵蝕模數為原生侵蝕模數可增加 6～8倍,項目區擾動后土壤侵蝕模數介于3 517.62～4 690.16 t/km2?a,植被自然恢復期擾動后土壤侵蝕模數為原生侵蝕模數的 3～5倍,項目區擾動后土壤侵蝕模數介于1 758.81～2 931.35 t/km2?a。

對項目區各類水土流失因子進行分析,確定工程建設期工程區擾動后土壤侵蝕模數在4 000 t/km2?a左右;植被自然恢復期工程區擾動后土壤侵蝕模數在2 000 t/km2?a左右。

3)水土流失量預測結果

根據擾動前后的土壤侵蝕模數及預測時段、單元、預測模式,計算黑河市城區防洪工程水土流失量,具體見表2、表3。

由表2可知,黑河市城區防洪工程未建工程項目區擾動前產生的水土流失背景值為2 837.53 t。

表2 擾動前建設期、運行期水土流失量預測表

由表3可知,黑河市城區防洪工程未建工程新造成水土流失總量為11 836 t,其中項目建設期產生的水土流失總量為4 752 t,運行期產生的水土流失總量為7 084 t。

表3 擾動后建設期、運行期水土流失量預測表

根據水土流失量的預測計算,黑河市城區防洪工程未建工程項目區造成新增水土流失量為8 998.47 t,其中項目建設期產生的新增水土流失量為3 955.85 t,運行期產生的新增水土流失量為5 042.62 t。

工程建設取土采用集中取土方式,以減少分散取土造成的地表裸漏面積的增大,減少水土流失面積;減少施工便道的長度和不必要的土地占用及植被破壞;取土場開采后及時清理、平整,復墾,或植樹造林、植草綠化后,造成水土流失現象影響較小。

3 生態環境影響分析

3.1 土地利用影響

已建的城區護岸工程不新征土地,是在原有基礎上進行扶臂式擋土墻的建設。黑河市城區防洪工程未完成工程實際占用土地類型及數量見表4。

表4 未完成防洪工程占用土地情況一覽表

防洪工程新增占地占周圍地區土地總量的 0.67%,因此,與總量相比工程占地是很小。占用耕地為永久性占地,被占用的耕地將永遠喪失原有功能,這無疑會對現有農業生產帶來一定的影響。

此外,在施工過程中,將造成少量土地表層及其植被破壞,表層耕作層被污染或喪失,性質變化,保水保肥性下降等。

3.2 植物和動物影響評價

3.2.1 植物影響分析

5+345～9+365段伐護堤林1 775棵,11+672～14+497段伐護堤林 374棵,合計伐樹2 149棵。由于工程沿線人類活動頻繁,野生植物數量不多,主要為人工護堤林,主要為楊樹等,伐樹后將會造成堤防水土流失現象加劇。由于施工期較短,施工結束后對堤防進行綠化恢復,可減輕水土流失現象。

3.2.2 區域植被的影響分析

工程周圍植被最大變化發生在施工過程,首先是征用土地,破壞綠色植被。其次在施工過程中,堤壩兩側50m范圍內的植被將遭受施工人員和施工機械的破壞。取土場表層植被破壞主要是取土、施工機械、運輸車輛的碾壓和施工人員活動的破壞。一般來說,這種破壞是毀滅性的,取土場應根據取土后土地的利用規劃,進行植被補償及恢復;施工區域的植被當外界破壞因素完全停止后將向著受破壞之前的類型恢復,恢復和演替的速度決定于外界因素作用的程度和持續時間長短,一般是工程竣工后 2～3a植被可基本恢復。

3.2.3 水生生物影響分析

工程實施后,東四嘉子閘及堤防路線對水利條件改變不大,對河流河道、水文、水質及水生生物生態基本無影響。

4 運營期環境影響分析

4.1 社會環境影響分析

黑河市城區防洪工程在提高黑河市抗洪能力、減少洪災損失、改善投資環境、美化城市等方面具有重要的社會意義。

4.2 對城市排澇、抗洪的影響

黑河市城區防洪工程修建完工后,可使黑河城區的防洪工程形成一個閉合圈,使整個工程形成完整的防洪體系,將原不足防御20a一遇洪水的防洪標準提高到防御50 a一遇的洪水;設置強排站,將內水標準提高至20 a一遇。這樣就能滿足黑河市城區的防洪要求,保證沿江工廠的正常生產和沿江居民的生命財產的安全。

4.3 對社會經濟的影響

該工程完工后將增加保護耕地的面積,將黑龍江大橋橋頭區9.98 km2面積的得到有效利用;避免了堤線與黑河城區至長發屯村公路兩次交叉;改善經濟合作區的投資環境;促進經濟的快速、持續發展,改善城區社會環境。為黑河市的經濟發展,社會的穩定起到巨大的作用。

4.4 工程建設景觀影響分析

原城區護岸建于 1963年,岸頂塌陷,岸頂人行道砌塊破碎,干砌石護坡脫落破壞嚴重。原城區防浪墻防洪標準低,抗洪能力差,多處出現裂縫。對黑河城區防洪構成巨大威脅,同時影響城市的景觀。

黑河市城區段堤防建成后,提高了市區的防洪標準。采用立壁式混凝土擋土墻,岸頂建成沿江黑龍江公園,由廣場、噴泉、花圃、草坪、雕塑等構成,改變了原來的臟亂差的環境,大大美化了城市環境,提高了黑河知名度,極大提高了市民的生活質量。提高了綠化率。城區護岸工程綠化面積54.5 hm2。主要綠色植物:云杉、樟松、落葉松、柳樹、銀中楊、柳樹、丁香、桃紅、黃菠蘿、黃槐、玫瑰等。沿江公園主要為黑龍江公園、王肅公園。

黑河市城區護岸采取工程措施與生態措施相結合方式,增加綠地,為居民提供較好的休閑娛樂場地,改善了城市的景觀環境。建成美觀的帶狀景觀線,為現代化城市生活創造輕松、舒適的環境,為市民和游客提供旅游觀光、休閑健身的好場所,有利于市民的健康和生活。