遠東銅業工藝技術改造項目水土流失預測分析

桑廣新

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110077)

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遠東銅業工藝技術改造項目水土流失預測分析

桑廣新

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110077)

遼寧遠東銅業有限公司節能減排工藝技術改造項目是遼寧遠東銅業有限公司技術改造、綜合利用回收的項目，主要是通過技術改造，減少生產所產生的污染。文章對其基本概況和工程項目概況進行了簡述，主要對工程效益監測進行了探討，通過分析與探討為工程建設水土保持的水土流失監測提供了依據，也為類似工程建設的水土流失監測分析提供參考和借鑒作用。

水土保持；水土流失；監測；銅業項目；改造

1　基本概況

阜蒙縣北部有努魯爾虎山脈，南部有醫巫閭山脈，兩山脈北部末端在縣大巴鎮、招束溝鄉交匯，構成了縣與遼河平原的一個天然區界巒嶺連綿聳峙，搭起了低山丘陵之骨架，相對高度顯著[1]。縣境內地勢西北低山、丘陵，東部平洼，南部低山、北部丘陵，中部低丘、平原。有海拔高500m以上山頭235個、600m以上山峰11座，縣域面積6 246 km2。

2　項目概況

遼寧遠東銅業有限公司節能減排工藝技術改造項目建設單位為遼寧遠東銅業有限公司。項目位于阜新市阜蒙縣東側約3km，廠區南側距離204省道約100m，廠區南側圍墻緊臨鐵路線，已有鐵路專運線進入廠區，原料以及產品的公路、鐵路運輸都十分便利。本項目是遼寧遠東銅業有限公司技術改造、綜合利用回收項目，以先進的富氧側吹熔池熔煉——轉爐吹煉取代目前落后的鼓風爐——連吹爐工藝，粗銅冶煉生產能力為6 萬 t，通過技術改造，減少生產所產生的污染。建設性質是改擴建工程，廠區總面積為16.8hm2，原廠區面積12hm2，本次改擴建新增用地4.8hm2，其中本技術改造工程新增加建構筑物地面積21402m2，廠區建筑系數33%，綠地率17.0%。工程設計使用年限為50a，耐火等級為一級；建筑結構安全等級為二級；抗震設防類別丙級。地基基礎等級為丙級。

3　水土流失影響分析

本項目施工過程中水土流失比較劇烈，危害比較嚴重的時段，主要集中在建設期。建設期地表擾動劇烈、破壞原地貌，使用地范圍內勢必加大水土流失發生的可能性及危害程度。施工還會影響到項目周邊區域，在施工過程中，若臨時防護措施落實不到位，產生的新增水土流失，將給項目區及其周邊環境帶來危害。所以，科學預測項目建設過程中造成的水土流失的原因及其影響，合理布設防治措施、盡可能減少項目建設對原地形的破壞、有效防治新增水土流失，為恢復區域生態防護體系提供依據，以保障主體工程正常運營和生態環境的良性循環，促進當地經濟的可持續發展和社會的和諧發展[2]。

3.1項目建設產生水土流失的環節

1)擾動、破壞地表。工程建設前期需清理場地，修建臨時施工設施。這些活動都會擾動地表，造成水土流失。在項目建設過程中，若不采取有效的水土流失防護措施，水土流失將加劇。

2)土方臨時堆放。工程回填土方臨時堆放在項目區西側空地上。堆放的土體顆粒松散，在降雨和大風天氣下容易造成水土流失，若不采取有效的預防措施，該環節就會成為工程建設中水土流失的主要來源之一。本方案將對臨時堆土采取撒草籽、四周攔擋和臨時覆蓋等措施。

3)施工工序。施工前應先修建排水系統，臨時堆土四周應采用土袋攔擋，開挖臨時排水溝，預備足夠的彩條布。回填土方集中堆放，遇到雨季防水覆蓋。

4)施工揚塵。本項目施工過程中將對原地貌產生破壞，由于表層土壤結構疏松，將會產生降雨侵蝕和風蝕。施工過程中在2級以上風力作用下就會產生揚塵。

3.2水土流失類型及分布特點

工程施工中，一切擾動、損壞、開挖、壓埋原地貌、破壞地表土壤結構及植被的作業方式均會加重原地貌的水土流失，地下室建設期主要分布在地下室開挖區和臨時堆土場區，上部結構建設期主要分布在臨時堆土場區。項目建設可能引起的水土流失類型及分布特點見表1。

表1　水土流失類型及分布特點表

4　水土流失預測

本工程屬于建設生產類項目，水土流失主要發生在建設期和自然恢復期。因此，合理正確地預測水土流失影響，并為盡量減少對原地貌的破壞、合理布設水土流失防治措施、有效防止新增水土流失提供科學依據，同時也有助于保障主體工程的安全達標和生態環境的良性循環，從而實現區域經濟的可持續發展[4]。

4.1預測范圍和預測時段

4.1.1預測范圍

根據本工程實際建設特點，建設期水土流失預測單元為建筑物區、道路區、綠化區、臨時堆土場區。各預測單元面積詳細見表2。

表2　水土流失預測單元表　hm2

4.1.2預測時段

該工程項目主要在工程建設期造成水土流失。自然恢復期無開挖、回填等建設活動，在項目建成后基本不產生水土流失。本工程施工期為17個月，根據項目區氣候土壤等條件，確定自然恢復期為2a。

4.2預測方法和預測參數

4.2.1預測內容及方法

水土流失預測內容有：擾動原地貌、損壞土地的面積；損壞水土保持設施的面積；棄土棄渣量；可能產生的水土流失量；可能造成的水土流失危害。

4.3水土流失預測成果

4.3.1擾動原地貌、損壞土地面積

根據主體工程設計圖紙、設計報告、技術資料以及征地范圍，結合野外調查，對施工過程中開挖擾動地表面積、占壓土地面積等按照不同地類進行測算、統計。本工程擾動原地貌、損壞土地面積為項目建設區的面積4.8hm2。

4.3.2損壞水土保持設施面積

本工程現狀為空地，因此不存在損壞水土保持設施。

4.3.3可能產生的水土流失量

根據《開發建設項目水土保持技術規范》(GB50433—2008)，運用下式計算土壤流失量和新增水土流失量。

土壤流失量可按下式計算：

(1)

新增水土流失量可按下式計算：

(2)

式中：W為擾動地表土壤流失量，t；△W為擾動地表新增土壤流失量，t；i為預測單元(1，2，3，……n)；k為預測時段，1，2，3，指施工準備期、施工期和自然恢復期；Fi為第i個預測單元的面積，km2；Mik為擾動后不同預測單元不同時段的土壤侵蝕模數，t/(km2·a)；△Mik為不同單元各時段新增土壤侵蝕模數，t/(km2·a)；Mi0為擾動前不同預測單元土壤侵蝕模數，t/(km2·a)；Tik為預測時段(擾動時段)，a。

建設期土壤侵蝕模數按照水蝕和風蝕經驗公式進行計算，自然恢復期第1年的侵蝕模數按建設期侵蝕模數的80%計取，自然恢復期第2年的侵蝕模數按建設期侵蝕模數的50%計取。各預測單元的風蝕模數通過公式EP=T×v×De×Y×Xa×F計算[6]。水土流失預測結果見表3。

表3　水土流失預測結果統計表

4.4水土流失危害分析與評價

本工程的建設給當地帶來的效益是顯著的，同時本項目的建設加劇了區域水土流失程度，對生態環境造成一定的影響和危害[3]。工程建設可能造成的水土流失危害主要表現在以下幾個方面：

1)使項目區原有的水土保持功能降低或喪失。工程建設開挖和填筑，施工機械、運輸車輛的碾壓，土方堆放等活動擾動原地貌面積達4.8hm2，使其原有的水土保持功能降低或喪失。

2)對項目區周邊環境造成一定的影響。在施工過程中將極大破壞原地貌形態和土壤結構，使土層裸露疏松，導致地表徑流產流形式和運動狀態發生改變。遇強降雨天氣，雨水強烈沖刷裸露地表和松散的堆積物后，地表徑流迅速匯集，如果不設置有效的水土保持措施，集流會直接流入項目區北側的細河，造成淤積堵塞等。

3)本工程建設引起的水土流失如不進行有效的防治，必將引發多種形式的水力侵蝕發生，泥沙等溢流至項目區四周道路區域，從而對周圍環境造成一定的危害[5]。

5　結　論

遼寧遠東銅業有限公司節能減排工藝技術改造項目工程建設期擾動地表面積約4.8hm2。工程水土流失總量為218.21t，新增水土流失量為127.33t。從預測結果分析可知，施工期是產生水土流失的主要時段，對地下室開挖區、臨時堆土場，必須采取有效的水土保持措施。工程建設過程中，對區域生態環境、工程建設本身造了成嚴重影響。根據預測結果和工程實際情況，建議工程建設過程中要做好以下工作：落實水土保持“三同時”制度，執行我國水土保持工作“預防為主”的方針，施工前期應重點做好排水、攔擋、覆蓋等臨時措施。落實施工期的水土流失臨時防護措施和提高監測力度，根據水土流失變化情況進一步優化施工工序和水土保持措施。

[1]孟祥麗.遠東銅業工藝技術改造項目水土保持分析與評價[J].水利規劃與設計，2015(03)：49-51.

[2]駱殿君.吳楚莊園科技示范園區工程水土保持監測分析[J].水利規劃與設計，2014(10)：8-9，17.

[3]陳夢華，張航釩.莊里水庫工程移民安置過程中水土流失及防治對策[J].水利規劃與設計，2010(06)：41-42.

[4]管曉燕，陳亮亮，馬玉峰.蕪申運河安徽段姑溪河線路航道整治工程水土流失預測[J].水利規劃與設計，2008(06)：54-56.

[5]楊婷.淺析城市水土流失與行洪排澇——以珠江三角洲城市為例[J].水利技術監督，2013(04)：31-32，44.

[6]陳輝.北方銅業垣曲冶煉廠改造項目工藝節能分析[J].銅業工程，2012(05)：63-65.

1007-7596(2016)07-0029-03

2016-06-12

桑廣新(1980-)，男，遼寧朝陽人，工程師，研究方向為水利工程監理、水利工程施工等。

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