廠礦工程建設水土流失預測及防治措施體系設計

摘 要：廠礦工程改建必然破壞項目區原地貌和植被，造成水土流失。在勘察分析水土流失成因的基礎上，針對工程建設可能造成的水土流失及其危害進行了預測。根據預測成果，設置水土流失防治目標，形成水土流失防治措施方案體系，并推出了方案有效實施的保障措施，為工程建設中的水土保持提供技術支持。

關鍵詞：水泥廠；水土流失；預測；防治措施體系

中圖分類號 S157 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）11-79-03

擬改建廠礦工程在建設與運行過程中，廠區平整、廠內建筑物的修建、管道鋪設、道路修建、礦山開采等必然破壞項目區原地貌和植被，造成水土流失。根據水土保持法律法規有關規定，建設單位應采取一定措施，減少和治理項目建設過程中產生的水土流失。

水泥廠區土建工程施工產生的挖方、剝離表土臨時堆放等，在雨水沖刷下產生水土流失[1]；石灰石采石場植被破壞嚴重，巖石、土壤裸露，其土壤侵蝕率約為同面積森林地區侵蝕率的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，如不及時妥善處理，將對當地水土資源和社會經濟造成重大破壞，為此，在水土流失預測的基礎上，應編制相應防治方案及其有效實施的保障措施，為工程建設中的水土保持提供技術支持。本文對淮南舜岳水泥有限責任公司4 500t/d新型干法水泥熟料生產線技改工程建設中可能發生的水土流失及應對措施進行了探索。

1 項目及項目區概況

本工程由廠區、礦區兩大部分組成（以下所說的廠區均指改建項目所在的廠區）。在方案服務期內，項目建設總占地面積57.62hm2，其中廠區占地面積20hm2，礦區總占地37.3hm2，礦區道路占地0.32hm2。在施工期內，本工程總挖方813萬m3，總填方14.5萬m3，外借土石方1.5萬m3（來自石灰石礦山），拆遷廢棄混凝土2.1萬m3，總棄方802.1萬m3。工程總投資65 793萬元，其中土建工程投資21 693萬元。工程計劃從2008年6月開工，2009年11月完工，工期18個月。

項目區地處淮河中游淮南市的低山丘陵區，屬北亞熱帶濕潤季風氣候區。根據淮南氣象站1955年以來的氣象資料統計分析，年平均氣溫15.3℃左右，年平均日照時數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），年均蒸發量1 613.2mm，多年平均風速2.7m/s。

項目區土壤類型主要有潮土、潮棕壤、水稻土和青黑土等。項目區內林草覆蓋率較高，用材林主要有白楊、松樹、廣玉蘭、樟樹等；經濟作物主要有梨、蘋果、紫穗槐、白臘條、蘆葦、蒲草等。農田植被覆蓋面積大，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。項目區林草覆蓋率為21.9%。

土壤侵蝕類型主要為水力侵蝕，以大氣降水產生的地表徑流。對土壤及其母質進行剝蝕、搬運和沉積為主，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2000年8月安徽省人民政府頒布的皖政[1999]53號《關于劃分全省水土流失重點防治區，加強水土保持工作的通知》，本工程所在區域為安徽省水土流失重點監督區，項目所在地區水土流失容許值為200t/km2·a。

2 水土流失預測

2.1 水土流失成因分析 礦區開發建設，特別是露天開采，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力的下降，同時在降雨和大風的作用下，誘發、加劇了新的水土流失。造成礦區水土流失的原因分為自然因素和人為因素，本工程項目區的水土流失驅動因素中自然因素主要為降雨，人為因素則包括土石方挖填、運輸等施工過程中所應用的人力和機械力。

2.2 土壤侵蝕模數的確定 根據《土壤侵蝕分類分級標準》（SL190-96），本項目區的土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，屬于土石山區，容許土壤流失量為200t/km2·a。項目區存在水土流失現象，經現場查勘和參考項目區臨近工程水土保持監測資料，確定本項目原生地貌土壤侵蝕模數取值為300～450t/km2·a。

為預測本項目生產建設活動可能引起的水土流失量，需合理確定工程建設和生產期間的土壤侵蝕模數，本報告土壤侵蝕模數取值通過類比工程獲得。類比工程為已驗收的淮河干流臨淮崗控制工程水土流失監測成果。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，本工程項目區各區域擾動后侵蝕強度修正采用值見表1。

2.3 水土流失量預測結果 本方案的水土流失預測以主體工程項目申請書為基礎，即在主體工程根據有關規范進行設計的基本框架下，未采取水土保持措施的水土流失量預測。工程水土流失量是指因開發建設導致的水土流失量，即項目建設區內在沒有任何防護措施下，建設和生產過程中產生的水土流失總量與原地貌水土流失總量的差值。

根據各工程區施工特點、生產內容和水土保持措施布設的差別，將項目區劃分為廠區、礦區兩個區。廠區分原材料準備區、生產區；礦區分露天采場區、開拓運輸道路區。預測時段分為建設期和生產運行期，建設期包括施工期和自然恢復期；生產運行期指建設項目開始生產至本方案的服務期末。水土流失預測匯總見表2。

本項目方案服務期內共擾動原地貌面積57.62hm2；損壞原有的水土保持設施面積57.62hm2；建設期有借方，不產生棄渣。本項目在不采取任何防護措施的情況下，建設期水土流失預測總量0.05萬t，新增水土流失量0.04萬t；方案服務期內本工程水土流失總量為1.85萬t，新增水土流失總量為1.71萬t，水土流失主要區域為廠區和露天采場區。

從水土流失預測結果看，實施本工程新增水土流失有以下特點：①生產運行期水土流失量大；②露天采場區新增水土流失量最大，其次是原材料準備區、生產區；③生產運行期露天采場區隨著開采面積增大，新增水土流失量逐漸增大。

2.4 水土流失危害預測 水土流失危害的潛在性要求其治理必須及時，否則不但造成了土地資源破壞和土地生產力下降、淤積下游河道、灌排水系等問題，而且治理難度大，費用高。因此，必須根據有關經驗，綜合分析水土流失預測結果，對項目可能造成的水土流失危害進行預測，根據預測結果采取相應防治措施。（1）增加河湖淤積、影響河道排洪。本項目境內無大的水系存在，地表水通過城市排澇溝匯入淮河。如果施工過程中不采取土方合理調運及有效臨時防治措施，在降雨徑流作用下，大量的泥沙將隨著地表徑流直接進入城市排澇溝中，最終進入淮河。這樣增加了排澇溝的含沙量，降低溝道排洪能力。（2）露天采場區擾動程度大。在開采礦產資源過程中，植被生長層被挖損、剝離或壓埋，植被和土壤不復存在。露天采場區變為裸地，造成土壤有機質流失、結構破壞，土壤中的氮、磷和有機物及無機鹽含量迅速下降，同時土壤中生物、微生物及它們的衍生物數量也大大降低，從而使立地條件惡化，給以后的植被恢復和土地復墾工作增加了難度。（3）生態環境破壞。伴隨著水土流失現象的發生，地表徑流夾帶進入水體的懸浮物及其它有機污染物數量增加，有利于藻類生長而使水中含氧量減少，從而使該附近水域水體自身凈化、調節等功能下降，對局部生態環境有一定不利影響。礦山開采產生裸露礦床，使礦區的生態環境惡化，景觀格局發生明顯變化。

3 水土流失防治方案

3.1 防治目標 根據方案編制的指導思想和原則，結合本項目的特點和工程區域的實際情況，水土保持措施實施要實現的總體目標是在項目水土流失防治責任區范圍內，采取水土保持工程措施、植物措施和臨時措施，有效控制因工程建設和生產運行而導致的新增水土流失，并在此基礎上治理工程區域內的原有水土流失，保護和改善區域的生態環境。本工程項目區屬于安徽省水土流失重點監督區，根據生產類項目水土流失防治標準適用條件和工程的建設特點，防治責任范圍水土流失防治應達到6項指標要求，如表3所示。 3.2 防治措施體系 在對主體工程中具有水土保持功能的工程進行充分分析評價的基礎上，結合防治分區劃分、單項工程建設特點和已有的水土保持防治措施，對本工程新增水土保持設施進行合理、全面、系統地規劃，使之形成一個完整的以工程措施為先導，土地整治、植物措施相結合的水土流失防治措施體系，如圖1所示。

根據水土流失防治體系設計水土保持措施：（1）工程措施：表土剝離180m3，硬化層拆除800m3，錨噴護坡600m2，排水溝開挖448m3，漿砌石排（截）水溝333m3，沉砂池開挖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延長米，種植草皮1.46hm2，種植爬山虎8 627株；（3）臨時措施：臨時排水溝開挖2 602m3，臨時排水溝水泥砂漿抹面9 322m2，臨時沉砂池開挖247.7m3，臨時沉砂池砌磚117.5m3，袋裝土攔擋7.56m3，彩條布防護并壓實300m2。

圖1 水土流失防治措施體系

3.3 方案實施保障措施 為確保工程水土保持方案順利實施，在本方案實施過程中，業主單位應切實做好水土保持工程的招投標工作，落實工程的設計、施工、監理、監測工作，要求各項任務的承擔單位具有相應的專業資質，尤其要注意在合同中明確施工責任，并依法成立方案實施管理機構，聯合水行政主管部門做好水土保持工程的竣工驗收工作。

4 結語

工程在建設和運行期對地面的擾動，在一定程度上改變、破壞了原有地貌及植被，對原有水土保持設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，首先進行了擬建項目區的水土流失預測。預測結果顯示，建設期水土流失預測總量0.05萬t，新增水土流失量0.04萬t；方案服務期內本工程水土流失總量為1.85萬t，新增水土流失總量為1.71萬t。工程建設和運行期間的水土流失重點防治區域是露天采場區、原材料準備區和生產區。最后，為防治工程建設中可能產生的水土流失，制定了工程水土流失防治目標，在此基礎上編制了相應的水土流失防治方案體系，并推出了方案有效實施的保障措施，為工程建設中的水土保持工作提供依據。

參考文獻

[1]韓巍，呂鳳良，蘇芳莉.水泥廠開發建設工程水土保持方案編制中的設計要點[J].農業科技與裝備，2008（2）：58-59.

[2]潘元慶，劉曉麗，李天閣.礦區土地問題及治理技術研究[J].礦業工程，2007，5（2）：59-61.

（責編：張宏民）