關于頁巖氣開發項目水土保持方案的探討

杜大俊 孫玉 李夢嬌 茍永炯 陳坷銘

摘要 以宜209鉆井工程為例，通過分析項目實施情況和水土保持方案編制情況，探討了頁巖氣開發項目水土保持方案編制過程中存在的問題。根據水土保持方案編制的相關標準，合理制定項目水土保持措施，在運用調查監測、巡查監測等方法全面監測工程的基礎上布設監測點位，使項目各項指標能夠在設計水平年達到西南紫色土區一級防治標準。由于項目屬于建設生產類項目，因此，說明了建設期和生產期水土保持補償費的計征，并明確了項目生產運行期的水土保持補償費繳納標準。

關鍵詞 水土保持方案；鉆井工程；頁巖氣

中圖分類號：S157 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）04–0157-03

頁巖氣是從頁巖石中開發出的氣體，成分以甲烷居多，是重要的化石資源。隨著頁巖氣開發技術越來越完善，頁巖氣將在生活和生產中發揮越來越重要的作用[1]。

在開發頁巖氣時，往往需要進行大量鉆井平臺的施工，其建造過程中必然會涉及大規模土石方的開挖和回填，會影響開發用地的地質地貌、土質、水文、動植物資源等環境因子，進而對其水土保持功能產生負面影響。大量施工會破壞地面上已建設的各類水土保持基礎設施，從而產生大量的人為水土流失的現象。因為頁巖氣的存在形態獨特，需要采取特種作業才能實現高效開發和利用，開發周期漫長，所以對土壤的影響周期長[2]。頁巖氣開發利用企業必須制訂水土保持實施方案，針對建設項目實施過程中易出現水土侵害的位置，做好水土保持方案設計，確保建設項目在實施過程中減少水土侵害。同時，水土保持方法又是工程項目開展施工的先決條件之一，因此，針對頁巖氣開采項目特點采用科學合理的水土保持方法很有必要，在不斷提高開采技術、確保產量的同時，也不能忽視生產環節的環保工作。

1 宜209鉆井工程的概況

1.1 項目介紹

項目開工日期為2022年3月，完工日期為2022年8月，工程總工期為6個月，總投資1 447.3萬元，土建投資為1 370萬元。項目區域構造處于華鎣山基底斷裂帶的中南段，地貌類型為丘陵地貌，氣候類型屬于亞熱帶濕潤季風氣候。工程所在地屬于嘉陵江和沱江中下游國家級水土流失重點治理區，水土保持區劃屬于西南紫色土區，水土流失類型主要為水力侵蝕，尤其是以面蝕、片蝕、溝蝕等形式為主，流失強度為輕度。

項目屬建設生產類項目，因建成后在運營期內無擾動和新增的水土流失，因此，在制訂水土保持實施方案時，可按工程類型項目的有關規范進行設計，并在實施方案中增加工程運營期的有關內容。

1.2 項目的構成

宜209鉆井工程為頁巖氣勘探井，由井場及輔助工程、道路工程、表土堆放區和生活區4個部分組成。鉆井工程按1個井眼設計，鉆井平臺平面尺寸為100 m（長）×55 m（寬）。道路工程包括新建道路和改建道路，輔助工程包括清潔化操作平臺、應急池、泥漿儲備罐、類燃燒池、井隊生活區和廁所等。各分區功能明確，符合水土保持要求。

1.3 項目用地

項目屬于補報水土保持方案，在現場踏勘時已經開工建設，并且主體工程已經采取部分水土保持措施。根據實地踏勘情況，結合建設單位提供的設計資料，該項目占地類型包括耕地、林地、園地、草地、交通運輸用地等，項目占地均被列為臨時占地。

項目采用先租地后根據開發情況進行征地的模式，完井測試結果若表明該井具有工業開采價值，則在井口安裝采氣裝置正常生產，并完善永久占地手續。若該井不產油氣或無工業開采價值，則直接封井封場，臨時占地恢復原有土地利用功能。

1.4 土石方平衡

項目土石方主要涉及地面土建部分，在合理安排施工工序的情況下，項目區內土石方相互調運，產生的挖土全部被用于項目區內場地回填，實現土石方內部平衡，無借方和棄方產生，同時避免了設置棄渣場和取土場可能造成的水土流失。在進行土石方平衡計算時，土石方均折算為自然方，并且對井場鉆井期間產生的巖屑、泥漿進行不落地收集處理，由建設單位自行按行業規定處置所收集的巖屑、泥漿，不納入土石方平衡。

由于工程占地類型主要為耕地、草地、園地和林地，這些土地表土資源較豐富，應注意對表土資源的保護，因此，施工前剝離的表土臨時被存放于表土堆放區，并采取苫蓋、攔擋等措施防止水土流失，將存放的表土用于施工后期場地綠化覆土回填，避免造成表土資源的浪費。

1.5 設計深度

由于項目在編制水土保持方案時已經開工建設，處于建設期，需要根據工程實施的具體情況設計合理可行的水土保持措施，并在施工過程中及時布設新增的各項水土保持設施，因此，方案的設計深度為施工設計圖深度。

1.6 設計水平年

根據《生產建設項目水土保持技術標準》，設計水平年為主體項目生產或投產后的當年或后一年[3]。該工程項目已于2022年3月啟動，完工日期為2022年8月，計劃2022年10月投產，因此，確定本工程項目水土保持方案設計水平年為2023年。

1.7 水保措施界定

項目主體可界定為水土保持的措施主要包括：一是排水工程，包括排水溝、臨時集沙坑和集水坑等；二是邊坡防護工程，主要為撒播草籽。

按照水土保持界定原理，界定為水土保持措施的工程在主體工程設計中要以水土保持功能為主，遇到不確定的，可以假定沒有這些工程，看主體設計功能是否仍然可以發揮作用，如果可以發揮作用但會產生較大的水土流失，也被界定為水土保持措施。因此，針對鉆井平臺的擋土墻施工并不被界定為水土保持設施，因為擋土墻雖然具有防坍落和水土流失的功能，但它以主體作用為主，并不能被界定為水土保持設施。

1.8 水土流失的分析與預測

在調查項目區水土流失現狀時，先進行現場踏勘，了解項目建設區土地利用現狀，然后測量地形、坡度、植被覆蓋度等指標，參照土壤侵蝕分類分級標準，劃分和確定其水土流失強度，最終確定原地貌土壤侵蝕的模數。

該項目屬于已開工項目，在預測水土流失量預測時，需要在《開發建設項目水土保持技術規范》中水土流失預測方法的基礎上，根據項目開工建設以來的水土保持措施實施情況分析水土流失現狀，從而確定已發生的水土流失量，并預測后續施工過程的水土流失量［4］。

根據預測結果，工程施工時，地表會受到不同程度的破壞，局部地貌將會發生較大的改變，若不采取水土保持措施，開挖造成的水土流失將對區域土地生產力、表土資源、主體工程安全、周邊環境等產生不同程度的危害。可能出現的水土流失主要集中在施工期，水土流失主要區域為井場及附屬工程區。

1.9 防治分區

項目包括4個防治分區，即井場及輔助工程區、道路工程區、生活區和表土堆放區。所劃區域存在顯著的差異，但層次分明，且具有關聯性和系統性，單個分區內的主要水土流失因子與防控手段較為接近，符合水土流失防治分區原則。

1.10 水土流失的防治目標

項目區在全國水土保持分區中為四川盆地南部中低丘土壤保持區，屬于西南紫色土區（四川盆地及周圍山地丘陵區）中的川渝山地丘陵區。根據《全國水土保持規劃國家級水土流失重點預防區和重點治理區復核劃分成果》（辦水保〔2013〕188號），項目區屬于嘉陵江及沱江中下游國家級水土流失重點治理區。根據《生產建設項目水土流失防治標準》，位于水土流失重點預防區和重點治理區的建設項目執行一級標準，因此，該項目水土流失防治執行西南紫色土區一級標準［5］。

根據項目實際建設情況修正部分防治目標：由于項目區土壤侵蝕強度為輕度，土壤流失控制比提高0.15，取1.0；項目區占地類型主要為耕地，為鉆井平臺建設項目，結合項目實際，經修正后將林草覆蓋率調整為8%。

2 水保措施設計

在項目施工的過程中，主體已制訂并實施了部分的水土保持措施，在此基礎上，方案新增加適當的措施，與現有的水土保持措施相結合，以共同達成水土保的效果，從而減少工程實施過程中產生的水土流失。

設計人員從項目實際情況入手，認真踏勘現場，充分了解主體工程設計已有的水土保持措施，并借鑒項目區已建同類工程的經驗，根據各單項工程的施工工藝及其水土流失的特點，進行分區布設。將工程措施、植物措施和臨時措施相結合，確定各防治區水土流失防治的重點，并建立綜合治理措施體系，最終形成適用于頁巖氣開發項目的水土保持措施體系。

由于項目處于建設期，方案結合工程特點，主要新增臨時防護等措施，如排水溝、集水坑、沉沙池和防塵網覆蓋等。

3 水保措施施工

3.1 工程措施

在設計工程措施時，應兼顧植物措施和臨時措施，將三者相結合，并在施工結束后，及時清理場地，為綠化的恢復做好準備。

項目工程措施主要包括表土剝離、表土回填和土地整治，方案新增土地整治。工程結束后，針對需要按照原地貌恢復的區域進行深翻20～30 cm，做好回填、覆土、整平、深耕、耙松等工序，將土地整治后的場地交給當地農民復墾。

3.2 植物措施

樹草種的配置采用喬、灌、草相結合，深根性與淺根性相結合，禾本科草與豆科草相結合的方式，以充分利用光熱資源和水資源，避免同時使用有種間拮抗的樹草種。購買苗木時，盡量選擇適應性、抗旱性強的苗木，栽植后采取適當的撫育措施，以保證苗木的成活率。撒播種草采用人工撒播的方式。

項目主體設計在堆放完項目表土后播撒草種，防止水土流失，播撒草種范圍為整個表土臨時堆放場區，填方區坡面采用植草土邊坡（播撒草種+覆蓋防塵網）形式。草種選擇草籽新鮮飽滿的細葉結簍草一級種，純度≥95%，發芽率≥90%，撒播密度為20 kg/667 m2，防塵網采用密目艷綠色成品防塵網，網邊搭接寬度≥0.5 m，并采用插鋼釬或壓石的方式，防止被風揭破壞。

3.3 臨時措施

在工程施工期間，采取臨時攔擋、臨時排水、臨時沉沙、臨時覆蓋等臨時措施，能在很大程度上減少水土流失，并且這些臨時措施經濟、簡易，對防治施工期間的水土流失具有十分重要的作用。

方案設計在表土堆放場和井場及輔助工程區撒播草籽區域進行人工鋪設防雨布，接縫處疊加寬度30 cm縫制。在風雨天施工時，需注意用土石塊對防雨布進行壓邊，防雨布可重復被利用。根據場地高低設計臨時排水的流向，并按此設計臨時排水溝，根據排水溝和沉沙池的設計尺寸，人工掛線，使用鎬鍬進行土方開挖；臨時道路需要注意防止道路雨水排入開挖溝槽，施工結束后按照原地貌進行恢復。

4 水土保持監測

項目屬于建設生產類項目，水土保持監測范圍為項目建設的總占地面積，即方案確定的水土流失防治責任范圍，水土保持監測時段為從施工準備期開始至設計水平年結束。方案設計共布設5個監測點位，分別位于井場和輔助工程區的沉沙池排水出口和燃燒池區域、道路工程區的挖方邊坡綠化區、生活區的沉沙池排水出口和表土堆放區的沉沙池排水出口。

監測方法主要有資料收集分析法、實地調查監測法、植被樣方調查法、場地巡查法、無人機監測法和沉沙池法等。

監測頻次視情況而定，一般擾動土地情況采用實地量監測為1次/月；遙感監測在施工前開展監測1次，施工期為2次/年；水土保持措施監測為1次/月；土壤流失面積監測為1次/季度；土壤流失量監測為1次/月；工程措施和防治效果的監測為1次/月；植物措施生長情況監測為1次/季度；臨時措施監測為1次/月。在保證上述要求的前提下，在項目施工期，雨季每月監測不少于2次，旱季每月不少于1次。

需要注意的是，如果發生水土流失危害事件，應在事件發生后一周內報送水土流失危害事件的報告，并在一周內完成監測，應加強對水土流失敏感區域和各具代表性的施工區的監測。

5 水土保持補償費

根據水土保持補償費計費的相關文件，水土保持補償費根據項目的征占地面積征收，繳費標準為1.3元/m?。該工程征占地面積為32 287 m2，即水土保持補償費計征面積為32 287 m2，應繳納水土保持補償費為41 973.10元。在生產運行期間，依據川發改價格〔2017〕347號文件第二條對生產運行期水土保持補償費的有關規定，本項目按照2 000 m2計取投產后應繳納的水土保持補償費，即2 800元/年。

需要注意的是，由于該項目屬于建設生產類項目，存在運行期，因此項目建成投產后，建設單位仍然需要每年繳納運行期的水土保持補償費，計征面積按不超過2 000 m2計算。

6 結束語

項目屬于已開工項目，在設計水土保持措施時，充分考慮其施工特點，新增的水土保持措施以臨時措施為主。可以在施工過程中同步進行布設并發揮水土保持的作用，以減少因施工而產生的水土流失。同時，新增以撒播種草為主的植物措施，并將主體工程中具有水土保持功能的設施納入方案設計的水土流失防治體系，達到工程措施、植物措施和臨時措施相結合的效果，最終建立完整有效的頁巖氣開發鉆井平臺水土流失防治體系。

項目水土保持方案經行政主管部門批復后，建設單位應將水土保持設計納入主體工程設計，并按照方案設計及時落實施工期水土保持措施，同時加強施工管理，通過監理、監測等手段監督施工過程，發現問題并及時解決，使建設工程能夠達到水土保持設施驗收的要求。同時，建設單位需要注意的是，項目建成投產后仍然需要每年繳納運行期的水土保持補償費。

參考文獻

[1] 何雙振.水利水電工程水土保持方案問題研究[J].河南水利與南水北調，2019， 48（2）：9-10.

[2] 雷雨.水土保持方案后續設計探討[J].河南水利與南水北調，2017（5）：15-16.

[3] 林軍，林毓旗.開發建設項目水土保持方案編制技術探討[J].中國農村水利水電，2017（1）：63-65，68.

責任編輯：黃艷飛

Abstract Examines the implementation of the project and the creation of the soil and water conservation strategy for the shale gas development project using the Yi 209 drilling project as an example， and it investigates the issues that were experienced. The projects soil and water conservation measures were logically designed in accordance with applicable standards for soil and water conservation programs， and the monitoring points were placed based on comprehensive project monitoring by combining the methods of investigation monitoring and patrol monitoring， etc.， so that the project indicators in the design level year meet the southwest purple soil level control standards.The payment standard of the compensation fee for soil and water conservation during the production period was clarified， and the levy of compensation fee for soil and water conservation during the construction and production period was explained because the project falls under the category of construction and production.

Key words Water and soil conservation schemes; Drilling project; Shale gas

作者簡介 杜大俊（1993—），男，安徽滁州人，助理工程師，主要從事水土保持新技術研究。