福建省環(huán)境科學(xué)研究院韓德飛

?

淺析長輸管道工程建設(shè)中的水土流失防治對策

福建省環(huán)境科學(xué)研究院
韓德飛

[摘要]隨著我國輸油氣等長輸管道建設(shè)步伐的加快，因管道工程建設(shè)造成的水土流失問題日益突出，引起社會各界的關(guān)注。該文在分析輸油氣管道建設(shè)中水土流失特點的基礎(chǔ)上，探討其防治對策和方法。

[關(guān)鍵詞]長輸管道工程 水土流失 防治對策

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展與油氣資源需求劇增，輸油氣管道憑借其運輸量大、效率高、費用低、能耗小等獨特優(yōu)勢，已成為我國能源輸送的發(fā)展重點[1]。然而，長輸管道工程在建設(shè)與運營過程中都會對區(qū)域自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境以及社會環(huán)境造成一定的擾動，尤其加重了管道沿線的土壤侵蝕和水土流失，影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[2-4]。目前，建設(shè)1km管道就要增加355t的水土流失，排在煤礦、鐵路和公路項目之后，位列第四[5]。隨著我國油氣長輸管道建設(shè)步伐和規(guī)模的不斷加快，長輸管道工程建設(shè)引發(fā)的水土流失問題變得日益突出，已引起社會各界的關(guān)注。

1 水土流失特點

1.1 呈線狀分布

輸油氣管線工程屬線狀開發(fā)建設(shè)項目，工程建設(shè)線路長、管道作業(yè)帶較窄，工程擾動地表和損壞植被呈顯著的線狀分布，所造成的水土流失也呈線狀分布。

1.2 類型多樣

輸油氣管道工程建設(shè)線狀延伸距離長、空間跨度大，工程穿越的地貌類型、土地利用類型多樣，導(dǎo)致土壤侵蝕程度、方式和類型的多樣化，造成工程沿線的新增水土流失的類型復(fù)雜多樣[6]。

1.3 流失強度空間分布差異大

輸油氣管道工程施工工藝復(fù)雜多樣，包括管道開挖、頂管穿越、定向鉆穿越和圍堰開挖等各種施工方法，由于施工工藝不同，以及地表狀況、土壤抗蝕性能、植被類型和植被覆蓋程度差異較大，導(dǎo)致工程建設(shè)引發(fā)的水土流失強度在空間上分布不均勻、區(qū)段差異明顯[7]。

1.4 發(fā)生時段集中

受區(qū)域氣候及施工工藝的影響，輸油氣管道水土流失主要發(fā)生于雨季中的施工建設(shè)階段。施工過程不僅破壞了管道沿線原有地貌和植被，降低土體抗蝕能力，加劇土壤侵蝕；還產(chǎn)生了大量的棄土、棄渣，在強降雨作用下，易發(fā)生強烈的水土流失。

2 水土流失防治措施

根據(jù)輸油氣管道建設(shè)特征及工程沿線水土流失特點，工程水土流失防治措施應(yīng)采取劃分水土流失防治分區(qū)，有針對性地對重點防治區(qū)進(jìn)行防護(hù)，區(qū)別對待。同時，將工程措施與植物措施、永久措施與臨時措施相結(jié)合，做到“點、線、面”相結(jié)合。

常見工程措施主要包括擋土/渣墻、截/排水溝、表土剝離及覆土等；植物措施主要包括三維植被網(wǎng)、植物生長袋、苗木移植等；臨時措施主要包括臨時攔擋、臨時排水溝、臨時沉沙池、施工場地硬化層拆除等。在實施各種防護(hù)措施時，需要考慮防護(hù)措施的互補性和有效性，避免不同措施的重復(fù)和無效，最大程度地提升防護(hù)措施的水土保持防治效果。

3 工程實例

某天然氣管道工程位于閩東南丘陵臺地區(qū)，管道長380km。管道沿線以丘陵、臺地地貌為主，山地、平原相間，地層巖性主要為第四系沖洪積黏性土，地帶性土壤主要為磚紅壤性紅壤，植被主要為常綠闊葉林，地處南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量1500mm～1700mm，暴雨頻繁，水土流失以水力侵蝕為主。區(qū)域內(nèi)人口密度大，墾殖指數(shù)高，河網(wǎng)密集，工程占地以經(jīng)濟林和果林為主，占用耕地較少。

根據(jù)工程自身特點，將水土流失防治區(qū)劃分為管道作業(yè)區(qū)、山體隧道穿越區(qū)、河流穿越區(qū)、公路及鐵路穿越區(qū)、道路區(qū)、站場閥室區(qū)、取棄土場區(qū)及棄渣場區(qū)。水土流失防治措施體系由預(yù)防保護(hù)措施和綜合治理措施兩大部分組成。其中，綜合治理措施主要有臨時防護(hù)措施、工程措施和植物措施。

3.1 預(yù)防保護(hù)措施

項目區(qū)屬于山地丘陵區(qū)，降水量大，且管道線路長、施工類別多、土石方量大，工程建設(shè)容易引發(fā)大量水土流失，對周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。因此，必須采取有效的預(yù)防保護(hù)措施，控制人為水土流失。

3.1.1 加強宣傳，提高水土保持意識

采取多種方式進(jìn)行水土保持宣傳，增強施工單位的水土保持意識，牢固樹立珍惜土地、保護(hù)生態(tài)的理念。加強水土保持技術(shù)培訓(xùn)，使施工單位在施工過程中能夠采取簡便易行的臨時措施來防治水土流失。

3.1.2 建立健全水土保持預(yù)防保護(hù)制度

建設(shè)單位應(yīng)按照水土保持法律法規(guī)要求，結(jié)合項目特點建立水土保持預(yù)防保護(hù)相關(guān)管理制度，并納入項目管理制度體系；落實目標(biāo)責(zé)任制，明確建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理和監(jiān)測單位的職責(zé)，為水土保持預(yù)防保護(hù)工作提供重要制度保障。

3.1.3 嚴(yán)格施工管理

嚴(yán)格劃定管道作業(yè)帶范圍，不得隨意擴大，盡可能減少對土壤植被和農(nóng)田作物的破壞；施工器材應(yīng)集中存放在作業(yè)帶內(nèi)的指定位置，嚴(yán)禁亂堆亂放；及時組織開展水土保持監(jiān)理、監(jiān)測工作，水土保持監(jiān)理盡量與主體工程監(jiān)理相結(jié)合，切實落實各項水土保持措施，加強施工中不利于水土保持行為的管理，預(yù)防發(fā)生水土流失突發(fā)性事件。

3.1.4 優(yōu)化設(shè)計，規(guī)范施工

合理安排施工時序，優(yōu)化施工工藝。盡量避開雨季施工。土石方開挖前先進(jìn)行表土剝離并防護(hù)，管溝開挖后及時回填、碾壓，減少松散堆土裸露時間，回填后及時恢復(fù)植被。盡量減少土石方開挖量，做到土石方挖填平衡，禁止棄渣亂堆亂放。盡量減少邊坡開挖，及時做好邊坡防護(hù)及排水工程，做到施工一段、保護(hù)一段。

3.2 綜合防治措施

3.2.1 臨時防護(hù)措施

管道工程線路長，施工過程中土石方開挖、回填量大，遇強降水極易造成嚴(yán)重的水土流失。為減少施工過程中的水土流失，保護(hù)耕地生長力，確保施工順利、安全，在施工過程中需及時布設(shè)臨時防護(hù)措施。如進(jìn)行表層熟土剝離和保護(hù)，挖方臨時攔擋，填方邊坡臨時裝袋壓蓋，臨時堆土覆蓋和草袋擋護(hù)；施工單元周邊布設(shè)臨時排水溝等。

3.2.2 工程措施

工程措施具有見效快、保障高的特點，管道工程建設(shè)中較為有效的工程措施包括：

3.2.2.1排水工程。管道在山前臺地經(jīng)過時，為防止洪水對管道的沖刷，在坡面上游建立喇叭型排洪導(dǎo)流堤，將上游坡面與溝道水匯集后通過管道作業(yè)帶，在集中通過地方采用地下?lián)鯄刂魄治g基準(zhǔn)面，擋墻之后采用鉛絲籠柔性護(hù)坡，減少集中水流對地面的沖刷。伴行道路一般建設(shè)在管道上游，并修筑排水溝，對集中水流通過管道有很好的保護(hù)作用。集中水流垂直通過管道時，順?biāo)鞣较騼蓚?cè)采取工程護(hù)坡，防止淘蝕。

3.2.2.2管道作業(yè)帶改變原地表水文狀態(tài)的防護(hù)措施。管道通過石質(zhì)地區(qū)時，因為管道體積和挖方松散系數(shù)原因，剩余一部分管溝開挖土石方量，這部分渣量通常采用兩種處理方法，第一種方法是在管道作業(yè)帶上采用間隔的條帶棄渣，每個條帶周邊采用干砌石護(hù)坡，間隔處一般選在地勢相對低洼地方，方便水流通過；第二種方法是將剩余的渣量平鋪在管道作業(yè)帶上，考慮過水需要，每隔一段距離設(shè)置一過水通道。直接在管道作業(yè)帶上處理棄渣，可以有效減少工程占壓地表面積。

3.2.2.3場地排水系統(tǒng)。沿場區(qū)周邊布設(shè)漿砌石排水溝，排水溝常用矩形與梯形斷面，排水出口以明渠和暗涵的方式接入自然排水系統(tǒng)。

3.2.2.4棄渣場綜合防護(hù)。根據(jù)渣場地理位置和周邊環(huán)境狀況，在渣場周邊布設(shè)排水設(shè)施，在棄渣場坡腳攔擋措施等，棄渣場邊坡削坡后采用框格植草護(hù)坡或干砌石護(hù)坡，棄渣場平整后植樹種草。

3.2.2.5開挖、填方邊坡坡腳防護(hù)。一般修筑擋土墻，根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯晏卣髦岛推旅嫫露冗M(jìn)行設(shè)計。常見擋土墻斷面采用重力式梯形擋墻，頂寬一般為50cm，高1.0～2.0m，外坡比1:0.5～1:1.0。

3.2.2.6開挖、填方邊坡坡面防護(hù)。應(yīng)根據(jù)坡面來水情況和下墊面組成，在坡面頂部布設(shè)截洪、排水溝，坡體采用干（漿）砌塊石、草袋土護(hù)坡、植物護(hù)坡等進(jìn)行綜合防護(hù)。

3.2.2.7園地和坡耕地防護(hù)。在管溝開挖前先對管道作業(yè)帶的表土進(jìn)行剝離和保護(hù)；管溝開挖過程中，將開挖土石方集中堆放于管溝一側(cè)，并及時采取臨時防護(hù)措施；管道敷設(shè)完畢后及時對破壞的耕地、園地實施表土還原，恢復(fù)農(nóng)田田坎、灌排溝渠及田間道路、結(jié)合耕地復(fù)耕進(jìn)行坡改梯等。

3.2.3 植物措施

植物措施對改善項目區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重要作用，包括辦公場所園林綠化，開挖、填方邊坡植物護(hù)坡，臨時占地植被恢復(fù)措施，棄渣場綠化、復(fù)耕措施等。在樹種、草種選擇上，以鄉(xiāng)土樹種為主，同時兼顧種植保持水土效果好、經(jīng)濟價值高的樹種、草種和花卉。在站場綠化美化方面，可采用預(yù)制方格植草，組團綠化與綠籬相結(jié)合，能起到很好的綠化美化效果。

4 結(jié)語

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展、能源需求的急劇增長及能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，油氣資源的管道輸送將成為我國能源輸送的必然發(fā)展趨勢。然而，輸油氣管線工程在建設(shè)與運營中會對區(qū)域自然生態(tài)及社會環(huán)境造成一定的影響，尤其是加重了管道沿線區(qū)域的水土流失。本文針對輸油氣管線工程建設(shè)的特征以及造成的水土流失呈現(xiàn)線狀分布、類型多樣、強度空間分布差異大和發(fā)生時段集中等特點，提出“點、線、面”聯(lián)合，劃分水土流失防治分區(qū)，提出工程措施、植物措施和臨時措施相結(jié)合的防治措施，為輸油氣管道工程建設(shè)的水土流失綜合防治提供一定的科學(xué)借鑒。

參考文獻(xiàn):

[1] 魏紅軍，胡波，朱紹平, 等．輸油氣管道工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境影響與水土保持防治初步分析[J]．長江科學(xué)學(xué)院院報，2010，27（11）：89-93．

[2] 程金香，馬俊杰，王伯鐸, 等．輸油管道工程環(huán)境影響的分析[J]．水土保持學(xué)報，2003，17（6）：174-177．

[3] 蘇鳳，唐渭，張興．大興安嶺多年凍土區(qū)輸油管道工程水土流失成因分析及防治措施[J]．鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保，2009，36（1）：31-35．

[4] 苗承武．輸油管道對環(huán)境的影響及其環(huán)境保護(hù)措施[J]．油氣田環(huán)境保護(hù)，1996，6（2）：24-27．

[5] 趙銘軍，張詩海，樊新斌, 等．長輸管道工程建設(shè)中的水土保持實施[J]．中國水土保持，2010（10）：64-66．

[6] 黃一勁，柴宗新，劉淑珍．油氣管線工程的水土流失特點與防治要點[J]．中國水土保持，2008（1）：42-43．

[7] 高強，劉曉路，孫厚才．輸油管道工程施工期水土流失特點及防治措施[J]．人民長江，2009，40（16）：85-87．