江西省撫州天然氣管網(wǎng)工程水土流失防治初探

熊舒蕓

(江西省水土保持科學(xué)研究院，江西南昌330029)

1 概況

撫州天然氣管網(wǎng)工程由撫州—崇仁—宜黃支線、南城—資溪支線，和南城—南豐支線三部分組成，途經(jīng)撫州市臨川區(qū)、崇仁縣、宜黃縣、南城縣、資溪縣、南豐縣，全長164.07 km；設(shè)5座站場(包括改造站場1座)、8座閥室(包括改造閥室1座)，標(biāo)志樁3128個；管道共穿越大型河流4172.92 m/8次，小型河、溝渠、魚塘2511.26 m/212次；穿越高速公路958.06 m/7次，穿越向莆高鐵44 m/1次，穿越撫樂鐵路45.6 m/1次，國省道1074.23 m/15次，縣道、鄉(xiāng)村道路及機(jī)耕道2496 m/214次；道路26.75 km(其中：新建施工道路14.75 km，整修施工道路12.00 km)，臨時堆管場區(qū)82處。

項(xiàng)目沿線地貌地形為山地丘陵和平原區(qū)，氣候類型為亞熱帶濕潤季風(fēng)，四季分明、氣候溫和、雨量豐沛，年均降雨量1316 mm～1509 mm。工程經(jīng)過國家級水土流失重點(diǎn)治理區(qū)和水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，不涉及自然保護(hù)區(qū)、世界文化和自然遺產(chǎn)地、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園、森林公園等，崇仁縣六家橋鄉(xiāng)南岸村穿越點(diǎn)位于飲用水水源二級保護(hù)區(qū)范圍，南城縣洪門鎮(zhèn)洪門嶺管道占用生態(tài)紅線主要為國家級生態(tài)公益林，長度0.990 km。地帶性林木多為杉木、濕地松、主要草種有木荷、楓香、毛竹、柑橘、胡枝子、杜鵑、芭茅、小飛蓬、狗牙根等，林草覆蓋率達(dá)50%以上。

大型河流采用定向鉆穿越；高速公路、國道、省道、二級及以上公路、縣道公路采用頂管穿越；鐵路、三級及以下公路、溝渠、魚塘其他公路采用大開挖穿越。本項(xiàng)目建設(shè)用地包括站場閥室、管道作業(yè)帶、管道穿跨越、道路和臨時堆管場等，征占土地總面積194.99 hm2。永久征地9.27 hm2，臨時占地185.72 hm2。土石方挖填方總量217.56萬m3，其中挖方總量108.78萬m3，填方總量108.78萬m3，站場閥室、管道作業(yè)帶、管道穿跨越和道路等4個區(qū)域可剝離面積181.12 hm2，剝離厚度耕地按30 cm，林地、園地、草地剝離厚度10 cm～20 cm，可剝離表土41.21萬m3，表土分堆集中堆放在工程施工區(qū)域內(nèi)，施工結(jié)束后用于綠化和土地整治工程。

江西省撫州天然氣管網(wǎng)建設(shè)可調(diào)整贛東南地區(qū)能源結(jié)構(gòu)，升級產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善地區(qū)空氣環(huán)境。主體工程實(shí)施必須堅(jiān)持水土保持“三同時”原則，因此，分析項(xiàng)目建設(shè)過程中水土流失的成因及特點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)地貌、植被和氣候特點(diǎn)，因地制宜，科學(xué)布設(shè)水土流失防治措施非常必要。

2 水土流失分析

2.1 水土流失概況

項(xiàng)目建設(shè)區(qū)現(xiàn)有水土流失面積32.75 hm2，占工程建設(shè)征占用土地總面積(194.99 hm2)的16.80%，主要為輕度侵蝕。項(xiàng)目區(qū)年均土壤侵蝕總量1453 t，平均土壤侵蝕模數(shù)750 t/(km2·a)，本項(xiàng)目執(zhí)行南方紅壤區(qū)水土流失防治一級標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目位于國家級水土流失重點(diǎn)治理區(qū)和省級水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，且無法避讓，林草覆蓋率在原基礎(chǔ)上應(yīng)提高2%。

撫州天然氣管道工程施工共擾動、損壞地表總面積194.99 hm2，損毀植被面積為76.28 hm2。工程途經(jīng)區(qū)域降水量大，施工改變了原地貌，產(chǎn)生棄渣，植被被破壞，水土流失不可避免。

2.2 施工期水土流失量預(yù)測

按照撫州天然氣管網(wǎng)工程途徑區(qū)域地貌，結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)與主體工程布局情況，水土流失防治劃分為5個一級防治區(qū)，即：站場閥室、管道作業(yè)帶、管道穿跨越、道路和臨時堆管場區(qū)。

擾動地表后土壤侵蝕模數(shù)采用數(shù)學(xué)模型法確定，土壤流失量的主要影響因子根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤流失量測算導(dǎo)則》(SL 773-2018)確定，各分區(qū)水土流失量預(yù)測見表1。

表1 各分區(qū)水土流失量的預(yù)測

2.3 水土流失成因

(1)項(xiàng)目區(qū)地貌類型主要為低山丘陵,成土母質(zhì)以第四紀(jì)紅色粘土發(fā)育的紅壤為主，土壤結(jié)構(gòu)松散，抗蝕力弱，易風(fēng)化剝蝕；降雨多集中在4月～9月，且多以大雨暴雨形式出現(xiàn)，極易造成嚴(yán)重水土流失。

(2)工程建設(shè)產(chǎn)生大量棄土，不可避免產(chǎn)生水土流失，特別是穿河隧道棄渣堆，因布設(shè)在河流兩岸，極易發(fā)生水土流失并威脅河流行洪。

(3)工程施工擾動原地貌，原有地被和植物遭到破壞，原地形地貌和地表結(jié)構(gòu)遭到破壞，造成地表裸露、松散，削弱和破壞掉土地施工前水土保持功能。

2.4 水土流失特點(diǎn)

(1)工程管道施工水土流失呈線狀分布，盡管管溝開挖斷面不大，由于工程線路長，水土流失總量較大。站場閥室和管道穿跨工程破壞原有植被，土方工程較大，水土流失在天然氣線路工程呈串珠狀分布。

(2)水土流失總量14706 t，新增水土流失量12244 t，水土流失主要發(fā)生在施工期，管道作業(yè)帶、道路和管道穿跨越是水土流失發(fā)生的重點(diǎn)區(qū)域，這些區(qū)域是水土流失防治和監(jiān)測重點(diǎn)。

(3)建設(shè)過程中的水土流失將對土地資源和土地生產(chǎn)力、周邊生態(tài)環(huán)境、公共交通設(shè)施安全、下游河道淤積及防洪帶來不利影響，水土流失治理措施必須與主體工程防護(hù)和修復(fù)相結(jié)合。

2.5 水土流失防治思路

根據(jù)各防治區(qū)的水土流失特點(diǎn)、防治責(zé)任和防治目標(biāo)，遵循治理與防護(hù)相結(jié)合、植物措施與工程措施相結(jié)合、治理水土流失與恢復(fù)和重建土地生產(chǎn)力、綠化美化環(huán)境相結(jié)合的原則，制定水土保持方案，形成完整的水土流失防治體系，使項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)原有的水土流失得到治理，新增水土流失得到有效控制，水土資源、林草植被應(yīng)得到最大限度的保護(hù)與恢復(fù)。

3 水土流失防治措施

3.1 站場閥室防治區(qū)

站場閥室共產(chǎn)生余土1.30萬m3用于站場就近約2 km管道作業(yè)帶路段進(jìn)行填高覆土，覆土厚度10 cm～20 cm，土石方經(jīng)平衡調(diào)配后，無借方和棄方。

(1)砼預(yù)制塊植草護(hù)坡

共設(shè)置砼預(yù)制塊植草植草護(hù)坡6525 m3。砼預(yù)制塊0.0488 m3/m2，框內(nèi)植草0.759 m2/m2，先采用砼預(yù)制塊在坡面上砌筑，砼塊縫寬為2 cm，為保證砌縫均勻、美觀，采用先排塊后勾縫施工方法，勾縫采用M10水泥砂漿，自下而上進(jìn)行，砂漿填滿、振實(shí)、壓平和抹光，最后在砼預(yù)制塊內(nèi)鋪設(shè)草皮。見圖1、圖2。

圖1 砼預(yù)制塊植草護(hù)坡剖面

圖2 砼預(yù)制塊植草護(hù)坡面布置圖

(2)漿砌石排水溝

共布置排水溝2359 m。站外邊坡坡腳、進(jìn)站道路兩側(cè)設(shè)置排水溝,站內(nèi)散排雨水經(jīng)站內(nèi)道路排水溝引向站外邊坡坡腳排水溝，排水溝寬0.3 m、深0.5 m，矩形斷面，M7.5漿砌片石砌筑，溝底砼C15。

(3)綠化

綠化面積共5156 m2。站內(nèi)建筑物與圍墻之間，道路兩旁設(shè)置花壇、花架等，辦公生活區(qū)周邊用草皮和喬灌木進(jìn)行綠化，樹種主要有：香樟、廣玉蘭、八月桂、海桐等，預(yù)留場地用鋪草皮防護(hù)；進(jìn)站場道路兩側(cè)植樟樹、杜英、桂花等抗污染及凈化能力強(qiáng)的喬木，株距4 m，直徑90 cm、深50 cm，大苗帶土移栽。

(4)臨時防護(hù)工程

①排水溝和沉沙池

施工過程中，沿新建站場四周設(shè)置臨時排水溝共614 m，排水溝出口處設(shè)置土質(zhì)沉沙池共4座，，地表徑流通過排水溝收集，經(jīng)沉沙池沉降后，排至站場附近溝渠或低洼處。排水溝采用梯形斷面，寬30 cm，深30 cm，坡比1∶1。

②裝土編織袋擋土墻、土工布覆蓋站場產(chǎn)生表土1.83萬m3，堆放在各站場內(nèi)，占地面積0.61 hm2。表土堆周邊設(shè)置臨時擋土墻，裸露面采用土工布進(jìn)行覆蓋。臨時擋土墻采用裝土編織袋堆砌而成，編織袋堆砌時相互咬合、搭接，搭接長度不小于編織袋長度的1/3。裝土編織袋擋土墻臨時防護(hù)形式見圖3。

圖3 裝土編織袋擋土墻臨時防護(hù)

3.2 管道作業(yè)帶防治區(qū)

(1)植被恢復(fù)工程

管道垂直或斜交等高線敷設(shè)時，根據(jù)管線占用土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行整治。占用耕地的，全部恢復(fù)為耕地；占用林地的，管道中心線5 m以內(nèi)種草，中心線5 m以外恢復(fù)為原地類型。所有綠化草種均為狗牙根和黑麥草按1∶1，80 kg草籽混合，凈度>95%，發(fā)芽率>85%，混合草籽播種前用少量泥沙和磷肥拌種，春冬季撒播后覆土。林地和園地均采用喬草混交，空間立體配置，園地恢復(fù)樹種選用蜜橘，2年裸根苗，株距4 m，種苗量255株/km。林地苗木選擇濕地松，苗齡1(2)-0，Ⅰ級苗，種苗量170株/km，株距6 m，每穴定植1株，種植穴規(guī)格50 cm×50 cm×50 cm，采用根系蘸漿法栽植，種植穴內(nèi)施適量基肥。

(2)臨時攔擋防護(hù)

管溝采取分段施工方式，盡可能避開雨季，做到邊開挖、邊鋪管、邊回填夯實(shí)等，以減少松散土的堆放時間。管線施工時，在管溝開挖土方堆放側(cè)先設(shè)置裝土編織袋擋土墻；管溝分層開挖，分層堆放，表土堆放在外側(cè)，心土堆放在內(nèi)側(cè)，以便于土方分層回填；管溝開挖土方臨時堆放過程中，采取臨時排水、遇降雨時應(yīng)用土工布覆蓋，防止雨水徑流沖刷。管道平行等高線敷設(shè)時，挖方邊坡上方來水較大時，設(shè)置漿砌石截水溝，收集、疏導(dǎo)坡面上方來水，并通過排水溝引至自然溝渠。

3.3 管道穿跨越防治區(qū)

措施有裝土編織袋擋土墻，及施工結(jié)束后對管道穿跨越臨時堆管場進(jìn)行造林種草。場地平整主體工程施工前表土剝離、挖方土用土工布覆蓋、設(shè)置臨時排水溝、沉沙池、泥漿沉淀池，復(fù)耕施工結(jié)束后，對場地植被恢復(fù)區(qū)域進(jìn)行清理，回填表土。表土堆周邊設(shè)置臨時擋土墻，采用裝土編織袋堆砌而成，施工結(jié)束后，及時對臨時堆管場進(jìn)行土地整治，占用林地的采用造林種草進(jìn)行植被恢復(fù)。春季或冬季時選用木荷、濕地松、混合草籽(狗牙根和黑麥草混交比例1∶1)等進(jìn)行喬草混交，空間立體配置。混合草籽播種前用少量泥沙和磷肥拌種，撒播后覆土，木荷、濕地松根系蘸漿法栽植，種植穴內(nèi)施適量基肥，規(guī)格為50 cm×50 cm×50 cm。

3.4 道路防治區(qū)

主體工程設(shè)計(jì)有表土回填、復(fù)耕、種草護(hù)坡、表土剝離、土工布覆蓋、臨時排水溝、沉沙池措施，方案新增措施有場地平整、裝土編織袋擋土墻措施，以及施工結(jié)束后恢復(fù)園地或造林種草。

施工前表土剝離、表土堆周邊設(shè)置裝土編織袋擋土墻，挖方土用土工布覆蓋、設(shè)置臨時排水溝、沉沙池、泥漿沉淀池，臨時排水溝沿便道兩側(cè)開挖土溝，土溝內(nèi)壁夯實(shí)后鋪設(shè)一層土工布，道路施工完結(jié)束后拆除土工布并整平以便恢復(fù)植被。施工結(jié)束后清理場地，回填表土，施工結(jié)束后先恢復(fù)園地。選用蜜橘和混合草籽(狗牙根、黑麥草)，混合草種與管道穿跨越防治區(qū)相同，蜜橘配置除了種苗量改為850株/hm2，株行距3 m×4 m外，其余同管道穿跨越防治區(qū)。

3.5 臨時堆管場防治區(qū)

主體工程設(shè)計(jì)考慮復(fù)耕、土工布覆蓋等水土保持措施，方案新增措施對施工結(jié)束后臨時堆管場區(qū)場地平整和造林種草。施工結(jié)束后，對場地植被恢復(fù)區(qū)域進(jìn)行清理并平整場地。臨時堆管場區(qū)占用林地的，施工結(jié)束后，造林種草，木荷、濕地松、混合草籽(狗牙根、黑麥草等)。喬草配置與管道穿跨越防治區(qū)相同。

4 結(jié)語

伴隨我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長和能源結(jié)構(gòu)供給側(cè)改革，清潔的天然氣資源需求劇增，天然氣管道工程建設(shè)數(shù)量大，分布面廣，與此同時，天然氣管線施工影響了項(xiàng)目區(qū)自然植被及社會環(huán)境，如不因地制宜，采取科學(xué)的防治措施，勢必造成管道沿線施工區(qū)段的水土流失。在治理過程中，應(yīng)針對項(xiàng)目區(qū)水土流失時間和空間上的分布特點(diǎn)，以及對工程建設(shè)與生態(tài)和社會環(huán)境的危害，按照“點(diǎn)線聯(lián)防”治理思路，科學(xué)劃分防治分區(qū)、綜合布設(shè)防治技術(shù)措施，建設(shè)水土保持“三同時”原則，加強(qiáng)水土保持監(jiān)測。