重庆MDI化工区水土保持措施体系探讨

江 东

(重庆市水土保持生态环境监测总站，重庆401147)

化工行业具有易燃、易爆、有毒、有害、腐蚀性强、污染物种类繁多、化学性质复杂、生产过程易发生突发性事故等特点［1］。煤化工项目具有建设内容繁杂、建设期长、生产期不断排放废渣与废水的特点，水土保持应重视工程建设中土石方开挖、堆放，运行期废水、废气、废渣对周边生态环境的影响［2］。生产建设项目的表土剥离利用率、弃渣分类堆放率、土地裸露程度、复耕率、蓄水措施率、水土流失影响指数等是其水土保持准入条件的重要量化指标［3］。笔者试在生产建设项目水土流失防治十大新理念的基础上［4］，根据MDI 化工项目水土保持方案编制实践，对化工项目水土流失时空特征、主导性影响因素及水土保持措施体系进行探讨，并对具有重要水土流失防护作用的植物措施和临时防护措施典型设计进行了重点分析和评价，以期能为同类项目水土保持措施配置提供参考。

1 MDI 化工区概况

MDI 是二苯基甲烷二异氰酸酯的简称，是聚氨酯工业中产量最大、应用最广泛的主要原料之一。重庆MDI 项目由德国巴斯夫公司在渝独资建设，生产建设规模为40 万t/a MDI，建设内容包括40 万t/a 硝基苯生产装置、30 万t/a 苯胺生产装置、40万t/a CMDI 生产装置、40 万t/a MMDI 精制生产装置、2 万t/a MDI 预聚物生产装置各1 套。项目永久占地面积37．4 hm2，占地性质为工业用地，原土地利用状况为稀疏荒草地。项目建设开挖土石方31．61 万m3，填方34．65 万m3，借方(绿化客土)3.04 万m3，挖填方量在项目区内各分区之间进行平衡，最终无弃方。在项目建设之初，先建设了围墙，所有项目施工均在围墙内进行，无厂外工程。

MDI 化工区位于重庆市长寿县境内，属中亚热带湿润季风气候区，年平均气温17．4 ℃，多年平均降水量1 158．8 mm，年蒸发量1 088．2 mm，年均风速2．0 m/s，10年一遇24 h 最大降水量56．0 mm。地貌类型为剥蚀丘陵，主要出露地层为侏罗系中统沙溪庙组巨厚层砂岩与中－厚层状泥岩，且泥岩与砂岩相间组成，部分地段有第四系坡积物及人工填土，区域稳定性好，适宜进行工程建设。项目区内土壤主要为紫色土。

2 MDI 化工区水土保持措施体系

2．1 水土流失防治责任范围及防治分区

项目区属西南土石山区，以水力侵蚀为主，土壤侵蚀模数1 724．18 t/(km2·a)，土壤容许侵蚀模数为500 t/(km2·a)。综合《开发建设项目水土保持技术规范》(GB 50433—2008)的规定、项目主体工程设计及可能影响范围，MDI 化工区水土流失防治责任范围总面积37．87 hm2，可分为项目建设区(37．4 hm2)和直接影响区(0．47 hm2)，各区的水土流失特点及防治分区见表1。

MDI 化工区水土流失具有明显的时空分布特征，在空间上具有明显的点状分布特点，在时间上具有水土流失主导性影响因素转移的特征。水土流失是在人为因素和自然因素综合作用下发生的，人为因素是造成水土流失的主导因素和先期动力条件，自然因素是水土流失发生发展的潜在因素和后期动力条件;随着项目由建设期转到运行期，人为因素作用强度和范围逐渐减弱甚至消失，而自然因素作用强度和范围则逐步增强至起主导性作用。人为因素主要表现在工程施工建设中短时期、高强度的土石方开挖、回填活动等对原地貌、原土壤和原地表植被的彻底破坏;自然因素主要表现在该地区降雨量丰富、降雨强度大，降雨对地表溅蚀和冲刷能力强，而紫色土由于抗蚀、抗冲及蓄水能力差，极易被冲刷。

根据建设工程功能分区和微地貌单元，MDI 化工区可分为生产装置区、产品存储区、罐区、行政办公区及施工生产生活区，各分区功能定位明确、生产装置联系紧密、工艺流程顺畅、管线短捷。在工程建设中，水土流失主要来源于各种建构筑物施工、道路填筑及管沟开挖等，场地平整过程中开挖面、回填面、临时表土堆放面水土流失主要以面蚀和沟蚀为主;在项目运行期，化工产品对工程区和周边环境将带来不利影响，主要依据区域气候条件、地形地貌及对类似工程直接影响区的调查进行综合确定。

表1 MDI 化工区水土流失特征及防治分区

2．2 水土保持措施总体布局

MDI 化工区水土保持措施布局应遵循以下原则:①满足主体工程设计功能与要求的原则。各项水土保持措施应在满足MDI 生产和储存要求的前提下布设，满足安全生产的客观需要。②注重植物措施多重生态效应的原则。要求植物园林景观作用、生物降解作用、空间隔离作用、净化空气作用等多重生态功能充分发挥。③生态优先的原则，在不影响安全生产的条件下，优先布设水土保持植物措施，最大限度地提高项目区林草覆盖率。④景观协调的原则。各项水土保持措施设计要与化工园区生态景观相一致，水土流失防治与园林绿化相结合。根据这些原则，项目区水土保持措施总体布局(图1)坚持水土保持重点治理和全面防护相结合，工程措施与植物措施相结合，以工程措施和临时防护措施为先导以发挥其水土保持的速效性和保障作用，以植物措施为重点以发挥其水土保持的长期稳定性和园林景观效应。下面，以3 个防治重点区域为例做详细介绍。

(1)产品储存区。占地面积7．99 hm2，包括MDI 成品桶装储存区、产品交易区和区内道路。水土流失防治措施布局为:在区域开挖平台外侧布设挡土墙;施工中在货运出入口处布置施工车辆冲洗池，布设临时排水沟，调控场区内地表径流，将排水沟接入施工出入口的车辆冲洗池，经过滤沉淀后排入外围道路排水管网。在施工过程中，集中堆放土(料)，在料堆坡脚处采用填土草袋临时拦挡，表面用彩条布苫盖;沿道路两侧布设混凝土雨水排泄管网，经一级雨水收集池后排放至园区雨水管网;施工结束后，在区内道路两侧栽植行道树进行绿化，在道路边缘至建筑物空地植草绿化。

(2)生产装置区。占地面积10．66 hm2，包括苯胺装置区、硝基苯装置区、MDI 装置区、MDA 装置区以及辅助生产装置区和区内道路。水土流失防治措施布局为:在区内开挖平台外侧布设挡土墙;在各生产装置区周围布设高15 cm 的围堤，防止水土流失;施工过程中，在应急出入口处布置施工车辆冲洗池;合理布设临时排水沟，有效拦蓄地表径流，经沉沙池沉淀后接入罐区的临时排水管网，管架下面采取砾石覆盖;沿道路两侧布设混凝土雨水排泄管网，经一级雨水收集池后排放至园区雨水管网;施工结束后，对各装置区内空地先平整，再植草绿化，在区内道路两侧栽植行道树进行绿化。

图1 MDI 化工区水土保持措施总体布局

(3)罐区。占地面积10．41 hm2，包括罐Ⅰ、罐Ⅱ、罐Ⅲ、罐Ⅳ、罐Ⅴ区域和区内道路。水土流失防治措施布局为:在区内开挖平台外侧布设挡土墙，管架下面采取砾石覆盖，储罐周边采用砾石覆盖;沿道路两侧布设混凝土雨水排泄管网，经一级雨水收集池后排放至园区雨水管网;施工中合理布设临时排水沟，有效拦蓄地表径流，经沉沙池沉淀后与园区现有排水管网相接;施工中，堆土(料)集中堆放，在料堆坡脚处采用填土草袋临时拦挡，表面采用彩条布进行苫盖;施工完成后，对扰动土地进行场地平整，在区内主干道两侧和围墙内侧栽植景观乔木，在围墙至主干道边缘空地建植草坪。

3 MDI 化工区水土保持措施典型设计

3．1 植物措施典型设计

在设计植物措施时应强调植物种类多样化，按照乔、灌、草相结合的原则，在确保水土资源不流失的前提下，尽可能发挥植物的生态、经济效益［5］。工业场地和生活区道路绿化应具有组织交通、联系和分隔生产系统或生活小区之功能，也应具有防尘隔噪、净化空气、降低辐射热、缓和日温差的作用［6］。考虑到化工项目的特殊性和潜在危险性，所以在园区配置植物措施时要综合考虑多方面的因素:①注重植物的吸收和降解作用。植物对生产中产生的废水等污染物应具有吸收和降解的作用，对可能泄漏的污染物和化学品具有一定的缓冲作用。②注重植被水平结构和垂直结构的配置。植被具有较明显的改良小气候和土壤的作用。园区所在地多年平均气温17．4 ℃，历年极端最高气温40．5 ℃，10年一遇24 h 最大降水量56．0 mm，年均暴雨日27 d，园区周边水系发达。MDI 在室温下贮存不稳定，应在15 ℃以下，最好在冷冻条件下(－5～15 ℃)贮藏和运输，MDI 保质期与贮运温度关系密切。因此，应根据所选植物种的生态特性，构筑合理的水平结构和垂直结构，以充分发挥植物的降温、吸附固液废物和改良土壤理化性质的作用。③植被配置时考虑当地风向风速。园区所在地全年主导风向为北北东(NNE)，年平均风速2．0 m/s，最大风速(10 m 高处)22．7 m/s。配置植物措施时应注重发挥植物的空间隔离作用和对生产过程中各种粉尘、气味的吸附作用，将化工生产对周边生态环境的影响降至最小。综合以上分析可见，植物措施对改善项目区水土保持生态环境具有重要作用，宜采用抗逆性能良好且植物地上、地下部分具有强吸附作用的乡土树种进行乔灌草立体配置。MDI 化工区植物措施采用的行道树种有小叶榕、香樟、桂花、龙爪槐、重阳木、广玉兰等;灌木有红继木、金叶女贞、夹竹桃、栀子等;草种有马尼拉、天堂草、马蹄金等。各个水土流失防治分区的植物种类、配置和典型设计见表2。

表2 MDI 化工区植物措施典型设计

3．2 临时水土保持措施典型设计

临时防护措施是开发建设项目水土保持措施体系的重要组成部分，由于不同类型开发建设项目对水土资源的破坏及影响不同，所以临时防护措施的配置方法也有很大差异［6］。MDI化工区虽然在建设前已设置围墙与周围环境进行了空间隔离，但在施工中，土体开挖、填筑、堆置等活动会形成大量的祼露面，大量剥离表土用作园区绿化土壤;项目建成后有很长的生产运行期，对水、土资源质量保护有很高要求。因此，在园区施工建设中，针对地表径流和表土的各种临时性防护措施尤其重要。应设计各种临时覆盖、拦挡等措施以减小坡面裸露面积，缩短裸露时间;对各种建设区的剥离表土应分层堆放、分层回填，做好表土覆盖工作以减少施工过程中因降雨可能产生的水土流失。MDI 化工区临时措施体系包括临时排水系统、临时表土防护、临时覆盖和拦挡等。

临时排水系统是针对开挖坡面、开挖地基和表土堆置区设置的，可以将地表径流集中排放以减少对开挖坡面等的冲刷，减少堆置表土细粒成分和土壤养分的流失。该类防护措施以土质临时性截排水工程为主，根据多年平均24 h 暴雨标准计算断面尺寸等。

表土临时堆置在指定区域，在土堆坡脚设置临时装土草袋拦挡，防止临时堆土场周边雨水冲刷土堆坡脚和堆土场受降雨影响产生水土流失;对临时堆置表土进行覆盖，防止在降雨作用下表土细粒成分、有机质和土壤养分流失，为植物措施布置提供良好的土壤条件。

临时覆盖和拦挡措施主要是针对道路、供水、供电等工程区积极采取装土草袋拦挡、土工布苫盖等措施来防治施工中产生的水土流失;在施工生产生活区作好临时排水系统和土袋挡墙防护，施工结束后及时进行土地整治，为园区绿化创造条件。

4 结 语

MDI 化工区水土流失在空间上呈点状分布，可划分为行政办公防治区、产品存储防治区、生产装置防治区、罐区防治区、施工生产生活防治区，防治重点为产品存储区、生产装置区和罐区，水土流失防治重点期为建设期，防治措施体系由工程措施、植物措施、临时性措施组成。临时性措施和工程措施在项目建设期发挥主要的水土流失防护作用，而在项目运行期，植物措施可在水土流失防护、空间隔离、污染物吸附降解等方面发挥多重防护效应。在化工项目实施中，应注重植物措施和临时性措施的结合应用。

［1］胡志锋，孙静．浅析化工项目环境影响评价要点及应注意的问题［J］．安徽农业科学，2007，35(16):4893－4894，4897．

［2］张庆琼，党维勤，陈正新，等．煤化工项目水土保持准入条件［J］．中国水土保持科学，2010，8(3):99－103．

［3］姜德文，郭索彦，赵永军，等．生产建设项目水土保持准入条件研究内容与方法［J］．中国水土保持科学，2010，8(3):38－42．

［3］姜德文．生产建设项目水土流失防治十大新理念［J］．中国水土保持，2011(7):3－4．

［4］赵永军，陈吉虎，王云璋，等．开发建设项目水土保持方案中植物措施的配置［J］．中国水土保持，2007(8):17－21．

［5］郝来根，王乐杰，高荣久，等．土地开发整理建设项目中绿化工程与水土保持设计［J］．矿山测量，2006(4):82－85．

［6］张国亮．开发建设项目水土保持临时防护措施应用［J］．中国水土保持，2006(8):10－11．