廣東信宜綠能環(huán)保發(fā)電項(xiàng)目水土流失預(yù)測分析

謝尚宏

（深圳世源工程技術(shù)有限公司，廣東 深圳518116）

0 前言

廣東信宜綠能環(huán)保發(fā)電項(xiàng)目為新建工程，勢必破壞原地形地貌、植被及水土保持設(shè)施，形成再塑地貌、增加土壤可蝕性，將成為水土流失新策源地。本項(xiàng)目位于信宜市；主體工程區(qū)位于池洞鎮(zhèn)賀垌村大慶坑，國道G207與鄉(xiāng)道Y434交匯口以東的山地；供水設(shè)施與輸電線路均位于信宜市境內(nèi)。信宜市綠能環(huán)保發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)符合《廣東省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展十二五規(guī)劃綱要》與《信宜市城市總體規(guī)劃（2011～2020）》的要求，可以進(jìn)一步滿足信宜市發(fā)展休閑旅游城市和宜居城市，建設(shè)生態(tài)城市的需求，緩解信宜市經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展帶來的生活垃圾處理壓力，促進(jìn)垃圾處理資源化、無害化、減量化。在實(shí)地調(diào)查項(xiàng)目區(qū)水土流失和水土保持現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)的特點(diǎn)，科學(xué)合理地預(yù)測、分析和評價(jià)項(xiàng)目防治責(zé)任范圍內(nèi)可能造成的水土流失及其危害，提出經(jīng)濟(jì)實(shí)用的水土流失防治措施，預(yù)防、控制和治理項(xiàng)目建設(shè)產(chǎn)生的水土流失及其危害，確保項(xiàng)目順利建設(shè)和安全運(yùn)行，促進(jìn)水土資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)維護(hù)。

1 項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目區(qū)主要由山地與坡耕地、道路與河渠等構(gòu)成。其中，以山地為主，植被覆蓋率高，其土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，原地貌自然侵蝕基本在500 t/（km2·a）以下；局部區(qū)域?yàn)槠赂亍⒌缆放c河渠等，存在人為侵蝕，土壤侵蝕強(qiáng)度為輕度。因此，項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度綜合值為500 t/（km2·a）。項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀見圖1～圖3。

圖1 項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀（1）

圖2 項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀（2）

圖3 項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀（3）

2 水土流失預(yù)測

本項(xiàng)目為垃圾處理工程，項(xiàng)目建設(shè)期伴隨大規(guī)模的土石方挖填、建構(gòu)筑物基礎(chǔ)與管網(wǎng)施工、鐵塔施工等地表擾動形成的地表裸露和松散堆土，將可能導(dǎo)致較為嚴(yán)重的水土流失；自然恢復(fù)期的地表擾動活動基本停止，隨著項(xiàng)目完工以及水土保持設(shè)施逐步發(fā)揮效用，其水土流失將逐漸降至輕微程度。

2.1 預(yù)測范圍、時(shí)段

2.1.1 預(yù)測范圍

①項(xiàng)目建設(shè)期間的水土流失預(yù)測范圍均為項(xiàng)目建設(shè)擾動地表，面積總計(jì)13.45 hm2。②項(xiàng)目試運(yùn)行期間的水土流失范圍主要為可綠化區(qū)域面積，面積總計(jì)5.13 hm2。③生產(chǎn)運(yùn)行期間除項(xiàng)目內(nèi)部循環(huán)使用的生產(chǎn)運(yùn)行伴生物外，生產(chǎn)運(yùn)行期間持續(xù)形成的爐渣直接對外銷售，符合外排標(biāo)準(zhǔn)的退水與主體工程區(qū)雨水統(tǒng)一排放，符合標(biāo)準(zhǔn)的飛灰固化物直接清運(yùn)至飛灰填埋區(qū)。可不考慮生產(chǎn)運(yùn)行期的水土流失預(yù)測。

2.1.2 預(yù)測時(shí)段

（1）項(xiàng)目建設(shè)期。本項(xiàng)目屬于建設(shè)生產(chǎn)類項(xiàng)目，主體工程建設(shè)期為2018年1月～2019年6月，考慮采用劃片分地塊、分批次清理場地、場地開挖與填筑，以及處理基礎(chǔ)、建設(shè)建構(gòu)物及附屬設(shè)施。本方案根據(jù)主體工程施工進(jìn)度以及涉及的雨季比重確定。①根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施計(jì)劃于2019年6月正式投入試運(yùn)行的建設(shè)進(jìn)度安排，主體工程區(qū)的生產(chǎn)辦公與生活區(qū)預(yù)測時(shí)段按1.5年計(jì)列。②主體工程區(qū)的飛灰填埋區(qū)以庫區(qū)構(gòu)建為主，建設(shè)期較短，預(yù)測時(shí)段按1.0年計(jì)。③供水設(shè)施與輸電線路可分段施工，建設(shè)周期較短，其預(yù)測時(shí)段均按0.5年計(jì)列。④施工生產(chǎn)生活區(qū)、表土堆放區(qū)與施工便道區(qū)從項(xiàng)目建設(shè)期起，至項(xiàng)目建設(shè)期結(jié)束止，建設(shè)期預(yù)測時(shí)段均按1.5年計(jì)列。

（2）自然恢復(fù)期。本項(xiàng)目屬于點(diǎn)線混合型，各個(gè)區(qū)域完工時(shí)間存在一定差異性，且各區(qū)域的植被生長情況并不相同，自然恢復(fù)期預(yù)測時(shí)段統(tǒng)一按1.0年計(jì)列。水土流失預(yù)測時(shí)段見表1。

表1 水土流失預(yù)測單元

（3）生產(chǎn)運(yùn)行期。本項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行期間，嚴(yán)格遵循管理與維護(hù)制度的情況下，項(xiàng)目建設(shè)布設(shè)的各項(xiàng)水土保持防治措施可將土壤侵蝕模數(shù)恢復(fù)至500 t/（km2·a），基本不會產(chǎn)生水土流失與危害；除項(xiàng)目內(nèi)部循環(huán)使用的生產(chǎn)運(yùn)行伴生物外，生產(chǎn)運(yùn)行期間持續(xù)形成的爐渣直接對外銷售，符合外排標(biāo)準(zhǔn)的退水以清下水方式與主體工程區(qū)雨水統(tǒng)一排放，符合標(biāo)準(zhǔn)的飛灰固化物清運(yùn)至飛灰填埋區(qū)，上述項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行期產(chǎn)生的生產(chǎn)運(yùn)行伴生物均得到了有效處理。因此，本方案不再預(yù)測生產(chǎn)運(yùn)行期水土流失。

2.2 預(yù)測內(nèi)容和方法

2.2.1 預(yù)測內(nèi)容

（1）擾動原地貌、破壞土地和植被面積的測算。根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)報(bào)告以及工程設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)技術(shù)資料，并通過野外實(shí)地查勘，對施工過程中開挖、占壓土地及破壞林草植被等面積按照不同地類進(jìn)行測算統(tǒng)計(jì)。

（2）損壞水土保持設(shè)施面積和數(shù)量的測算。水土保持設(shè)施主要根據(jù)水土保持的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行界定，通過現(xiàn)場調(diào)查，統(tǒng)計(jì)水土保持設(shè)施數(shù)量。根據(jù)《廣東省水土保持補(bǔ)償費(fèi)征收和使用管理暫行規(guī)定》，在地面坡度5°以上，林草覆蓋率50%以上的區(qū)域，造成水土流失量超過500 t/（km2·a）以上的，列入繳納水土保持補(bǔ)償費(fèi)的范圍。

（3）取土棄渣量的測算。主要根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)資料的土石方情況確定。

（4）水土流失量預(yù)測。預(yù)測可能造成的土壤流失量。

（5）可能造成的水土流失危害分析。分析項(xiàng)目建設(shè)可能產(chǎn)生的水土流失危害。

2.2.2 土壤侵蝕模數(shù)確定

（1）土壤侵蝕模數(shù)背景值確定。按照《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》（水利部SL 190-2007），信宜土壤侵蝕類型為水力侵蝕類型區(qū)中南方紅壤丘陵區(qū)的嶺南平原丘陵區(qū)，土壤侵蝕容許值為500 t/（km2·a）。

根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)資料，結(jié)合項(xiàng)目沿線的土地利用現(xiàn)狀、水土流失狀況、氣象水文資料及鄰近地區(qū)類似項(xiàng)目的水土流失監(jiān)測等資料的基礎(chǔ)上，沿項(xiàng)目區(qū)依次開展外業(yè)調(diào)查工作。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目及周邊區(qū)域植被覆蓋率高，土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，土壤侵蝕強(qiáng)度為微度～輕度，原地貌自然侵蝕基本在500 t/（km2·a）。因此，本項(xiàng)目區(qū)土壤流失背景值取500 t/（km2·a）。

（2）擾動后土壤侵蝕模數(shù)確定。本項(xiàng)目計(jì)劃采用類比工程確定建設(shè)期與自然恢復(fù)期的擾動后土壤侵蝕模數(shù)，通過對比分析類似工程的建設(shè)特性、施工工藝、氣候條件、地形地貌、土壤植被與水土保持狀況等情況相似性，初步篩選“包頭至茂名粵境段高速公路工程”作為類比工程。

①本項(xiàng)目與類比工程相似性。包頭至茂名粵境段高速公路工程途經(jīng)信宜市朱砂鎮(zhèn)、池洞鎮(zhèn)、懷鄉(xiāng)鎮(zhèn)、信宜市區(qū)、丁堡鎮(zhèn)、水口鎮(zhèn)，高州市東岸鎮(zhèn)、高州市區(qū)、泅水鎮(zhèn)、根子鎮(zhèn)、分界鎮(zhèn)，于茂名市電白縣林頭鎮(zhèn)與沈海高速公路相接，兩者的建設(shè)地點(diǎn)相近；分別實(shí)施路基與橋涵、隧道與服務(wù)設(shè)施、連接線等線點(diǎn)混合的主體工程施工，并開辟施工營地、施工便道與棄渣場等施工臨時(shí)性設(shè)施，兩者建設(shè)型式相似。本項(xiàng)目與類比工程對照見表2。

表2 本項(xiàng)目與類比工程對照表

從表2可以看出，本項(xiàng)目與類比工程氣候特征、地形地貌特征、土壤植被和水土保持等方面基本相似，具有較強(qiáng)的可比性。采用該類比工程及綜合調(diào)查值作為本項(xiàng)目區(qū)的土壤侵蝕強(qiáng)度的參考值基本合理。因此，采用《包頭至茂名粵境段高速公路工程水土保持監(jiān)測報(bào)告》中的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為本項(xiàng)目的土壤侵蝕強(qiáng)度的參考值基本合理。

②類比工程監(jiān)測成果。2014年10月，廣東粵源水利水電工程咨詢有限公司承擔(dān)了包頭至茂名粵境段高速公路工程水土保持監(jiān)測任務(wù)，監(jiān)測采用地面地點(diǎn)監(jiān)測與調(diào)查監(jiān)測相結(jié)合的方法，通過15次現(xiàn)場監(jiān)測，取得了大量的水土流失第一手監(jiān)測數(shù)據(jù)；累計(jì)完成了水土保持監(jiān)測季度報(bào)告8期，并于2017年6月編制完成了《包頭至茂名粵境段高速公路工程水土保持監(jiān)測總結(jié)報(bào)告》，上述監(jiān)測成果為本項(xiàng)目水土流失預(yù)測提供了較為可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。類比工程土壤侵蝕模數(shù)監(jiān)測成果見表3。

表3 類比工程土壤侵蝕模數(shù)監(jiān)測成果一覽表

③確定擾動后土壤侵蝕模數(shù)。本項(xiàng)目與類比工程在地形地貌特征、氣候特征、土壤性質(zhì)、植被類型等方面相似，施工擾動方式地表相同，參照類比工程水土流失調(diào)查成果，確定本項(xiàng)目各施工區(qū)域的建設(shè)期與自然恢復(fù)期侵蝕模數(shù)，結(jié)合調(diào)查分析進(jìn)行修正。各預(yù)測單元擾動地貌土壤侵蝕模數(shù)見表4。

表4 各預(yù)測單元擾動地貌土壤侵蝕模數(shù)一覽表

2.2.3 預(yù)測方法

（1）預(yù)測單元劃分要求。預(yù)測單元劃分應(yīng)地形地貌、擾動地表的物質(zhì)組成相近；擾動方式相似；土地利用現(xiàn)狀基本相同；降水或大風(fēng)特征值（降雨量、強(qiáng)度與降雨的年內(nèi)分配等）基本一致。

（2）預(yù)測時(shí)段確定原則。以主體工程施工組織及施工進(jìn)度為依據(jù)，根據(jù)不同預(yù)測單元的具體施工時(shí)間，并結(jié)合施工所處的季節(jié)，按最不利的情況考慮，超過雨季長度的按全年計(jì)算，不超過雨季長度的按占雨季長度的比例計(jì)算。

（3）水土流失量預(yù)測。采用類比法預(yù)測可能造成的土壤流失量。預(yù)測公式如下：

③不同單元各時(shí)段新增土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算公式：

式中：W為擾動地表土壤流失量，t；ΔW為新增土壤流失量，t；i為預(yù)測單元（1，2，3，……，n－1，n）；k為預(yù)測時(shí)段，1、2、3，指施工準(zhǔn)備期、施工期和自然恢復(fù)期；Fi為第i個(gè)預(yù)測單元的面積，km2；Mik為擾動后不同預(yù)測單元不同時(shí)段的土壤侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）；ΔMik為不同單元各時(shí)段新增土壤侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）；Mi0為擾動前不同預(yù)測單元土壤侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）；Tik為預(yù)測時(shí)段（擾動時(shí)段），a。

（4）可能造成的水土流失危害分析。根據(jù)工程布局和施工工藝、項(xiàng)目區(qū)地形地貌等因素，結(jié)合實(shí)際調(diào)查及水土流失敏感性分析，確定可能產(chǎn)生的水土流失危害。

2.3 水土流失預(yù)測成果

2.3.1 擾動原地貌、損壞土地及植被面積預(yù)測

根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)資料結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，項(xiàng)目建設(shè)擾動地表、損壞土地及植被面積總計(jì)為13.45 hm2。其中，永久占地8.82 hm2與臨時(shí)占地4.63 hm2。項(xiàng)目建設(shè)擾動原地貌、損壞土地及植被面積與類型見表5。

表5 項(xiàng)目建設(shè)擾動原地貌、損壞土地及植被面積與類型一覽表 單位：hm2

2.3.2 損壞水土保持設(shè)施面積

本項(xiàng)目建設(shè)損壞的水土保持設(shè)施主要為林地、草地和園地，面積為9.11 hm2。依據(jù)《廣東省水土保持補(bǔ)償費(fèi)征收和使用管理暫行規(guī)定》（廣東省人民政府粵府〔1995〕95號文）“在地面坡度5度以上、林草覆蓋率50%以上的區(qū)域內(nèi)”實(shí)施開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目“造成土壤流失量每年每平方公里500 t以上的，必須繳納水土保持補(bǔ)償費(fèi)”的相關(guān)規(guī)定。項(xiàng)目建設(shè)必須繳納水土保持補(bǔ)償費(fèi)的面積為9.11 hm2。項(xiàng)目建設(shè)損壞水土保持設(shè)施類型與面積見表6。

表6 項(xiàng)目建設(shè)損壞水土保持設(shè)施類型與面積表 單位：hm2

2.3.3 水土流失量預(yù)測

根據(jù)上述確定的水土流失預(yù)測面積與時(shí)段、再塑地貌土壤侵蝕強(qiáng)度預(yù)測項(xiàng)目建設(shè)可能形成的水土流失量。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目建設(shè)可能造成的水土流失總量為3215.5 t，包括新增水土流失3115.4 t。項(xiàng)目建設(shè)水土流失量預(yù)測見表7。

表7 項(xiàng)目建設(shè)水土流失量預(yù)測表

3 結(jié)語

綜上所述，本方案根據(jù)水土流失防治分區(qū)和水土流失防治措施布局原則，針對各個(gè)分區(qū)部位的水土流失具體情況，結(jié)合主體工程設(shè)計(jì)的水土保持措施，因地制宜的新增項(xiàng)目建設(shè)的臨時(shí)防護(hù)措施綜合防治項(xiàng)目建設(shè)產(chǎn)生的水土流失。