新疆準東地區開發建設項目水土流失預測研究

【摘要】新疆準東地區屬典型的極端干旱大陸氣候，生態環境脆弱，在該區域從事開發建設項目活動的同時必須做好水土保持防治。以準東地區三個開發建設項目的水土流失預測為例，采用資料統計法和類比法對水土流失量進行定量分析。

【關鍵詞】開發建設項目；水土流失；類比法

前言

開發建設項目水土流失預測是評價開發建設項目對周邊生態環境的影響及編制水保方案的重要依據。隨著開發建設項目的增多，準東地區的水土流失愈發嚴重。為響應《關于新疆準東經濟技術開發區產業項目建設與發展的意見》等文件精神，更好的實施煤電冶項目一體化集中布局，需要掌握項目建設所造成的水土流失情況，故選取三個有共性且具代表性的開發建設項目（新疆準東五彩灣北二電廠工程，下文簡稱電廠、新疆神火煤電有限公司年產80萬噸鋁合金項目，下文簡稱鋁合金廠、中國石化新疆能源化工有限公司80億方/年煤制天然氣項目，下文簡稱煤制氣廠），對其可能造成具有較大危害的水土流失進行定量分析，為未來開發建設項目的水土保持防治、準東經濟開發區總體規劃和產業布局設計提供科學依據。

1、項目區概況

項目區位于準噶爾盆地東南緣的新疆昌吉州阜康市、吉木薩爾、奇臺和木壘縣境內，西起阜康市的沙丘河，東到木壘縣的東部邊界，北到昌吉州北部邊界卡拉麥里山南麓，南接古爾班通古特沙漠北緣，總面積20787.5hm2。

準東地區地勢平坦，海拔約600m，相對高差30-50m。地貌以戈壁和荒漠為主，屬典型的極端干旱大陸氣候，年溫差和晝夜溫差變化很大，多年平均氣溫6.5℃，平均日較差12.4℃，平均降雨量106mm，多集中于6-9月，最大24小時降水量31mm，年蒸發量2202-2382mm，年平均風速2.7-3.7m/s，最大風速16m/s。土壤為灰漠土、風沙土、鹽化土等。地表植被稀疏，物種單一，生態環境比較脆弱，現狀植被覆蓋度約1%-5%。

2、水土流失量預測

2.1 水土流失預測時段及預測單元。根據主體工程施工進度安排、及其擾動地面的自然恢復期限，將工程的水土流失預測時段為施工準備期、施工期及自然恢復期。預測時段的單位為年，根據工程所在地區各月平均風速和降水量分布情況，各單項工程的預測時段均按最不利的情況考慮。在施工期間水土流失類型復雜、分布面寬、水土流失嚴重，是重點預測時段，依據主體工程施工進度安排，預測時段參照各分項工程施工時段確定。隨著項目的各類工程建成，由施工活動產生的影響也基本結束，此時的水土流失僅是建設期的延續。隨著各項水土保持措施的實施，水土流失強度和侵蝕量將逐步降低和減少。根據項目區的自然條件，天然植物恢復或表土形成相對穩定的結構并發揮水土保持功效約需要2年，因此確定自然恢復期的水土流失預測時段為2年。各單元單項工程完工后，自動進入自然恢復期，見表1。

根據各個工程建設實際情況和對裸露地表變化、擾動的分析，工程預測范圍為全部擾動并可能產生水土流失的區域。經統計分析，依據工程建設特點及同類建設項目經驗進行擾動地表預測單元劃分，各個工程水土流失預測范圍為全部項目建設區，預測范圍包括廠區、廠外道路區、廠外管線區、施工生產生活區。各工程預測水土流失面積分別為：電廠：100.48hm2，鋁合金廠：257.96hm2，煤制氣廠：630.37hm2。

2.2 預測方法。根據地區水土流失的特點和本工程建設的特點，新增水土流失量預測采用類比分析法結合經驗公式進行綜合預測。新增土壤侵蝕量計算公式如下：

式中：ΔW—擾動地表新增水土流失量，t；

i—預測單元，1，2，3，……，n-1，n；

k—預測時段，1，2，3，指施工準備期、施工期和自然恢復期；

Fi—第i個預測單元的面積，km2；

Mik—擾動后不同預測單元、不同時段的土壤侵蝕模數（t/km2*a）；

ΔMik—不同預測單元各時段新增土壤侵蝕模數，（t/km2*a）；

Mi0—擾動前不同預測單元的土壤侵蝕模數，（t/km2*a）；

Ti—預測時段（擾動時段），a。

3、侵蝕模數的確定

3.1 背景侵蝕模數。類比工程屬典型的極端干旱大陸氣候，具有降水量小，蒸發量大，冬季嚴寒而漫長、夏季炎熱而短促，年溫差和日溫差大的特點。工程區多年平均氣溫7.0℃，平均降雨量102.0mm，多集中于6-9月，常形成陣雨，最大一日降水量28.4mm。多年平均蒸發量2707.7mm，無霜期146天，≥10℃積溫3422.9℃，最大凍土深度148cm。年平均風速3.3m/s，多年平均大風日數29.5d，最多風向西北風，最大風速16m/s。土壤類型主要為灰漠土，主要植被為梭梭、琵琶柴等旱生植物，植被種類較單一，覆蓋度10-15%。土壤侵蝕類型主要輕度風力微度水力侵蝕。根據監測報告工程區平均侵蝕模數1895t/（km2*a）。

根據對項目區實地情況調查，對項目區地形地貌特征，土壤質地和植被覆蓋情況進行綜合分析，結合《新疆維吾爾自治區水土保持建設規劃報告》及《奇臺縣水土保持規劃》中提出的相關結論，按照《土壤侵蝕分類分級標準》（SL190-2007）侵蝕強度分級表，同時根據類比工程《新建鐵路烏準線五彩灣至將軍廟段工程水土保持監測報告》，確定項目區為輕度風力微度水力侵蝕，土壤侵蝕模數背景值為2000t/（km2*a），土壤容許流失量為2000t/（km2*a），見表3。

3.2 擾動后侵蝕模數。擾動后土壤侵蝕模數根據本工程區域的地形、地貌、降雨量、土壤類型等水土流失影響因子及預測對象所受擾動情況，采用類比分析確定。根據工程實際，本方案選取地形地勢條件大致相似，造成新增水土流失影響因子基本相同的工程作為類比工程，將《新建鐵路烏準線五彩灣至將軍廟段工程》作為本次水土流失的類比工程。

此工程區的地形、氣候、地表組成、土壤抗沖抗蝕性、及植被等方面與本工程相似，具有較強的類比性。類比工程已由新疆水土保持生態環境監測總站編制完成水土保持監測報告，該報告中對工程區擾動后的水土流失有全面的監測數據，可作為本工程水土流失預測的依據。根據新疆水土保持生態環境監測總站監測資料，由于本工程和類比工程區氣象條件、土壤植被類型、地表物質、侵蝕方式等具有一定的相似性，使水土流失有相同性，因此將《新建鐵路烏準線五彩灣至將軍廟段工程》中的不同地段土壤侵蝕模數修正后，確定本工程施工準備期、施工期、自然恢復期各區域擾動后土壤侵蝕模數。

4、結果分析及結論

4.1 結果分析。根據各預測單元擾動地貌植被面積、施工擾動前后土壤侵蝕模數、預測時段，進行水土流失預測，通過綜合分析及三個建設項目比較可以得出：

4.1.1 水土流失總量184595.2t，其中背景流失量67619.4t，新增水土流失量為116975.8t，。

4.1.2 建設項目水土流失預測時段為施工準備期、施工期、自然恢復期，施工準備期新增流失量226.6t，占全部新增水土流失量的0.19%；施工期新增流失量113214.4t，占全部新增水土流失量的96.78%；自然恢復期新增流失量3534.8t，占全部新增水土流失量的3.03%。可以看出水土流失主要發生在施工期。施工期水土流失總量為171825t，其中背景流失量為58610.5t，新增水土流失量為113214.4t。施工期水土流失量占總新增流失量的96.78%，因此水土流失重點監測及防護時段為施工期，4.1.3 從工程建設期各施工單元新增水土流失量可以看出重點水土流失量區在廠區，其在新增水土流失總量中占比86.29%。因此廠區是重點防治區。

4.2 結論

根據預測結果，準東地區此三個開發建設項目總占地面積為988.81hm2，擾動面積988.81hm2，預測期內，可能造成的總水土流失量為184595.2t，其中新增水土流失量為116975.8t。通過對各預測單元在不同時段的新增土壤流失量定量分析，分析各預測單元水土流失量的影響，進而確定建設項目水土流失重點區域，為水土保持措施布置及水土保持監測提供科學依據。根據預測，該類開發建設項目水土保持監測的重點時段應為施工期，監測的重點區域為廠區。

干旱區生態環境在氣候變化的影響下已經極端脆弱，人類的開發建設行為會造成大量水土流失，更是加劇了生態環境的惡化，所以搞好干旱區的水土保持工作對環境保護和經濟社會的可持續發展意義重大。合理預測開發建設項目的水土流失，可以有針對性地提出水土保持措施，利于在開發建設的同時做好環境保護工作。

參考文獻：

[1]潘獻鴻，李海林，高榮.類比法預測建設項目水土流失量[J].水土保持應用技術，2009（06）：14-16.

[2]陳國亮.新疆開發建設項目水土流失預測方法初探[J].水利科技與經濟，2014（07）：52-54+57.

[3]王利軍，鮑永剛.北京市不同地貌類型開發建設項目新增水土流失預測方法研究[J].北京水務，2008（02）：48-51.

[4]劉衛國，常浩娟.干旱區開發建設項目水土流失預測研究[J].中國水土保持，2011（12）：57-60.