杜春風(fēng)

（陜西省洛川縣水土保持工作隊，陜西延安727400）

洛川煤化電熱項目水土流失預(yù)測及水土保持治理措施

杜春風(fēng)

（陜西省洛川縣水土保持工作隊，陜西延安727400）

近年來，煤化等能源開發(fā)項目大批建設(shè)，對生態(tài)環(huán)境脆弱的黃土高原區(qū)水土保持造成嚴(yán)重威脅。為減少水土流失，通過對洛川煤化電熱項目工程現(xiàn)場調(diào)查和資料收集，分析區(qū)域水土流失和水土保持現(xiàn)狀，預(yù)測項目造成水土流失總面積達(dá)452.61 hm2，新增水土流失量8.4萬t。提出對廠區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、場外灰渣場分別從工程措施、植物措施、臨時措施三方面進(jìn)行水土保持設(shè)計，以控制減少工程建設(shè)造成的水土流失，保護區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

洛川；煤化電熱；建設(shè)；水土流失；治理措施

洛川煤化電熱一體化示范項目位于洛川工業(yè)園區(qū)內(nèi)，是以褐煤為原料的新型水煤組合的大型煤化工新建項目，總設(shè)計規(guī)模為40億Nm3/a，工程共占用土地面積452.61 hm2。項目區(qū)為山地向黃土高原的過渡地帶，地貌類型為山間沖洪積地貌，地勢開闊，起伏較大，廠區(qū)地面高程為812.20 m～897.00 m之間，呈北高南低的趨勢。氣候類型屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均降水量為344.5 mm，多年平均風(fēng)速為3.8 m/s。項目區(qū)土壤主要為黃土、風(fēng)沙土和草甸土等多種類型的土壤。土壤有機質(zhì)及養(yǎng)分含量低，團粒結(jié)構(gòu)差，極易造成水土流失。植被類型為灌木草類，林草覆蓋率為15%。

1 項目區(qū)水土流失及水土保持現(xiàn)狀

1.1 項目區(qū)水土流失現(xiàn)狀

項目區(qū)處于國家級水土流失重點治理區(qū)(黃河中游國家級水土流失重點治理區(qū))、省級近期重點防治區(qū)，現(xiàn)狀水土流失總面積15613.01 km2，其中侵蝕強度面積最大的是微度侵蝕，占總面積的50.83%；其次為輕度侵蝕、中度侵蝕、強烈侵蝕、極強烈侵蝕，分別占總面積的35.48%、9.07%、2.76%、1.18%。廠址所在地為山間沖洪積地貌，水土流失容許值200 t/km2·a。通過對項目區(qū)水土流失綜合因子調(diào)查、分析土壤侵蝕狀況，項目區(qū)土壤侵蝕形式以微度水力侵蝕為主。

1.2 水土保持現(xiàn)狀

自20世紀(jì)90年代以來，該區(qū)域以小流域為單元，進(jìn)行了長期的水土流失綜合治理，總治理面積達(dá)180 km2。但是，由于該區(qū)域植被稀少，生態(tài)脆弱，加之投入不足，水土流失面積仍然較大，治理任務(wù)十分艱巨。

2 水土流失預(yù)測

2.1 水土流失預(yù)測方法

本工程主要采取引用資料法和資料調(diào)查相結(jié)合的方法進(jìn)行預(yù)測。

2.1.1 擾動、損壞原地貌、土地和植被面積的預(yù)測

通過查閱項目可行性研究報告及主體工程設(shè)計文件，以主體工程的征用、占用土地資料為準(zhǔn)，結(jié)合自然資源專業(yè)圖、地理信息數(shù)據(jù)綜合分析、現(xiàn)場調(diào)查與工程施工現(xiàn)狀實測結(jié)果，對工程施工過程中占壓土地的情況、損害林草植被的程度和面積進(jìn)行測算和統(tǒng)計。

2.1.2 棄土、棄渣量的預(yù)測

通過查閱可研資料，統(tǒng)計分析開挖量、回填量與棄渣量的關(guān)系，計算出各項目區(qū)的棄土、棄渣量，結(jié)合現(xiàn)場勘察中確定的對不同區(qū)域棄土、棄渣量的調(diào)配方案，預(yù)測按調(diào)配方案可能產(chǎn)生的棄渣量。

2.1.3 損壞水土保持設(shè)施面積、數(shù)量的預(yù)測

對項目建設(shè)過程中損壞的水土保持設(shè)施的面積、數(shù)量，采用收集有關(guān)資料和結(jié)合外業(yè)踏勘的方法，列表分別進(jìn)行測算統(tǒng)計。

2.2 水土流失預(yù)測結(jié)果

工程建設(shè)過程中擾動、損壞原地表及植被的情況主要有兩種：一種是挖損作用，另一種是堆墊作用。結(jié)合現(xiàn)場踏勘與實地調(diào)繪，經(jīng)統(tǒng)計，本工程損壞水土保持設(shè)施的面積為452.61 hm2，挖方總量857.28萬m3；填方總量857.2萬m2，棄方總量0.08 m3，棄方主要就地填洼。水土流失預(yù)測結(jié)果見表1。

表1 水土流失預(yù)測結(jié)果

3 水土流失防治措施

3.1 防治措施總體布局

根據(jù)不同水土流失防治區(qū)的特點和水土流失狀況，確定各區(qū)的防治重點和措施配置。措施配置中，以工程措施控制大面積、高強度水土流失，為植物措施與復(fù)耕措施的實施創(chuàng)造條件；同時以植物措施、復(fù)墾措施與工程措施配套，提高水土保持效果、節(jié)省工程投資、改善生態(tài)環(huán)境。結(jié)合項目特點，提出該工程水土流失防治總體布局如下：廠區(qū)防治區(qū)以場地平整、截排水、開挖土方的臨時擋護、綠化等措施為主，布設(shè)截洪溝、雨水管線、土體遮蓋與擋護、道路硬化、廠區(qū)綠化美化措施等，防止土體沖蝕。施工生產(chǎn)生活區(qū)表土剝離、臨時堆土防護措施（包括表土的集中堆放、臨時排水溝、沉沙池等）、施工完畢進(jìn)行土地整治、恢復(fù)植被等措施。

3.2 廠區(qū)防治措施

3.2.1 工程措施

廠區(qū)地基開挖、回填過程中，首先應(yīng)將表層腐殖土和表層植被剝離，剝離厚度為0.3 m。剝離表土面積為345.32 hm2。廠區(qū)雨水采用埋地雨水管網(wǎng)收集，根據(jù)廠區(qū)地勢及廠內(nèi)截洪溝的位置，廠前區(qū)及原水界區(qū)的雨水排入廠內(nèi)2#截洪溝內(nèi)。為了防止廠外雨水對場地造成沖刷，依據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，設(shè)計防洪堤防為100年一遇。一百年一遇洪峰流量分別為1號溝47.8 m3/s～57.2 m3/s；2號溝21.8 m3/s～24.5 m3/s；3號溝6.9 m3/s；4號溝27.7 m3/s～28.6 m3/s；5號溝6.2 m3/s～29.9 m3/s。新建兩岸堤防工程11.912 km，其中左岸10.390 km，右岸10.459 km；新建橋梁16座，利用橋梁2座。

3.2.2 植物措施

根據(jù)主體可研報告，工程廠區(qū)規(guī)劃占地面積為345.32 hm2，綠化面積51.8 hm2，綠化系數(shù)15%。根據(jù)工程特點，廠區(qū)綠化的重點主要為廠區(qū)空地及道路兩側(cè)進(jìn)行綠化，綠化重點為廠前區(qū)、圍墻四周及裝置區(qū)間防護空地，可有效控制生產(chǎn)運行期水土流失的發(fā)生，符合水土保持要求。

3.2.3 臨時措施

廠區(qū)平場包括挖方區(qū)域和填方區(qū)域，因廠區(qū)土石方量大，采用大型機械施工，采取臨時防護很難實施，為減少土石方長時間堆放，避免造成流失，廠區(qū)平時實行隨挖隨填。廠區(qū)的臨時堆土為綠化用土，堆土量為103.6萬m3，設(shè)計堆土斷面為梯形，尺寸為上頂寬50 m，下底寬60 m，高5.0 m，內(nèi)外側(cè)邊坡均為1∶1，堆土長度為3765 m，用于堆置建構(gòu)筑物回填土。擬在土堆的兩側(cè)設(shè)置臨時擋土設(shè)施，采用草袋裝土、“品”字型緊密排列的堆砌護坡方式，土堆上部及周邊用密目網(wǎng)覆蓋，起到擋護作用，以防治水土流失。堆土修整坡面比達(dá)到1∶1，鋪設(shè)厚度一般0.8 m～1.0 m，裝土草袋鋪后坡度不應(yīng)大于1∶1.25～1∶1.5。土堆外側(cè)設(shè)計斷面為梯形的簡易排水渠。為了沉降徑流泥沙，降低水流流速，防止水流對地面的沖刷侵蝕，需在排水溝末端修建2 m×3 m×1.5 m沉沙池1座，坡比1∶0.5。每個沉沙池容積為38.54 m3。每座沉沙池來水去水順接排水溝長度按15 m計為土渠，其斷面與土堆周邊土排水渠相同。

3.3 施工生產(chǎn)生活區(qū)防治措施

3.3.1 工程措施

為合理利用土地資源、恢復(fù)植被，于施工前期對施工生產(chǎn)生活區(qū)需要硬化、擾動的部分進(jìn)行表土剝離，剝離面積5.8 hm2，剝離厚30 cm。土地整治施工生產(chǎn)生活區(qū)施工結(jié)束后要及時平整，進(jìn)行土地整治。土地整治面積為5.8 hm2。

3.3.2 植物措施

施工生產(chǎn)生活區(qū)為臨時占地，施工結(jié)束土地整治后，一次性播撒草種，推薦采用冰草撒播，播撒量為50 kg/hm2。在草籽撒播后，采用車?yán)嗨淮?，之后靠自然降水自然恢?fù)植被。

3.3.3 臨時措施

根據(jù)主體設(shè)計，為解決土石方平衡和滿足施工場地要求，施工生產(chǎn)生活區(qū)場平和廠區(qū)一并進(jìn)行。采用大型機械施工，隨挖隨填并碾壓。施工生產(chǎn)生活區(qū)剝離土方量為1.74萬m3，在施工區(qū)集中堆放。設(shè)計堆土斷面為梯形，尺寸為上頂寬10m，下底寬20m，高5.0 m，內(nèi)外側(cè)邊坡均為1∶1，堆土長度為232 m。

3.4 廠外管線區(qū)防治措施

3.4.1 工程措施

為了保護表土資源，便于管線施工結(jié)束后的植被恢復(fù)，管線敷設(shè)管溝開挖時，先去除管溝開挖邊線范圍內(nèi)表層土30 cm。管線開挖深層土靠近管溝一側(cè)堆放，表土靠外堆放，邊坡1∶1。管溝敷設(shè)完畢先回填深層土，后回填表土。本方案設(shè)計表土剝離量0.14萬m3。廠外管線施工結(jié)束后要及時平整，進(jìn)行土地整治。土地整治面積為1.13 hm2。

3.4.2 植物措施

廠外供水管線區(qū)占用土地1.13 hm2，施工結(jié)束后，進(jìn)行一次性播撒草種，草種選用冰草。

3.4.3 臨時措施

本工程廠外管線長666 m，在施工期間，采取開挖一段管溝，鋪設(shè)一段管線，然后立即回填，盡量減少土方和開挖面的暴露時間。管溝分層開挖和堆放，表層剝離熟土堆放在底部。按次序回填，邊回填邊夯實，將表土回填到管溝表層，回填后管溝頂面可高出原地面15 m～20 cm，通過自然沉降恢復(fù)地面。為防治臨時堆土流失，在施工過程中在臨時堆土頂端苫蓋密目網(wǎng)。廠外管線防護長度666 m，密目網(wǎng)覆蓋23313 m2。

3.5 廠外灰渣場

3.5.1 工程措施

廠外灰渣場區(qū)域開挖時，先去除開挖區(qū)域內(nèi)表層土30 cm。表土堆放在空閑區(qū)域，邊坡1∶1，工程量16.01萬m3。廠外灰渣場在植被恢復(fù)前需要綠化覆土，覆土厚度為58 cm，土源來源于廠外灰渣場與生產(chǎn)廢水應(yīng)急水池區(qū)域的表土。參照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》、《化工危險廢物填埋場設(shè)計規(guī)定》，結(jié)合本項目灰渣場設(shè)計總庫容1002萬m3，最大日處理規(guī)模7055.3 t/d，綜合考慮，本項目渣場設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)按照50年一遇設(shè)計，100年一遇校核?；以鼒鐾獾臇|、西兩側(cè)分別設(shè)置Ⅰ、Ⅱ號截洪溝，將灰渣場外的雨水?dāng)r截并導(dǎo)流至攔渣壩下游。Ⅰ號截洪溝長度為1037 m，Ⅱ號截洪溝長度為2255 m。按照Ⅰ號截洪溝匯水面積為26.8 hm2計算，匯水量Qs=5.08 m3/s；Ⅱ號截洪溝匯水面積為26.5 hm2計算，匯水量Qs=5.02 m3/s。Ⅰ、Ⅱ號截洪溝設(shè)計采用漿砌片石結(jié)構(gòu)，斷面均采用梯形斷面，邊坡比為1∶0.5；斷面尺寸為：上底寬2.4 m，下底寬寬1.2 m，高為1.2 m（超高0.2 m）

3.5.2 植物措施

當(dāng)灰面達(dá)到終高，需進(jìn)行土地整治并撒播草籽進(jìn)行植被恢復(fù)，植被恢復(fù)面積49.98 hm2。灰場植被恢復(fù)所采用的草種為冰草，采用撒播方式?？傂璺N苗量2499 kg，廠外灰渣場區(qū)剝離土方量為14.99萬m3，生產(chǎn)廢水應(yīng)急水池表土剝離量14.09萬，在廠外灰渣場空閑區(qū)域區(qū)集中堆放。設(shè)計堆土斷面為梯形，尺寸為上頂寬30 m，下底寬40 m，高5.0 m，內(nèi)外側(cè)邊坡均為1∶1，堆土長度為3346 m。

4 結(jié)語

洛川煤化一體示范項目總占地面積452.61 hm2，工程建設(shè)新增水土流失83749.12 t，經(jīng)對項目建設(shè)區(qū)實地調(diào)查踏勘、水土流失預(yù)測、水土保持分析，從水土保持角度，提出水土流失防治方案典型設(shè)計，以減少地表擾動和植被破壞、提高防護標(biāo)準(zhǔn)、加強治理和補償措施，促使項目區(qū)預(yù)測新增的水土流失得到有效控制。

S157

B

1673-9000（2017）03-0167-02

2017-01-15

杜春風(fēng)（1973-），女，陜西洛川人，工程師，主要從事水保相關(guān)工作。