水泥生产线工程建设水土流失防治措施探讨

2014-02-28

四川水利 2014年4期

(四川蜀水生态环境建设有限责任公司，成都，610041)

国大一期水泥生产线工程建设地属中山丘陵区，由于受山区自然环境影响，其工程建设往往比平原地区更容易引起剧烈的水土流失，破坏山区生态与环境。为了进一步做好工程建设水土保持工作，本文通过对国大一期水泥生产线工程建设水土流失防治措施的分析和研究，探讨如何在山区环境条件下减少因水泥生产线及矿山建设生产活动产生的水土流失。

1 工程概况

国大一期水泥生产线工程建设项目地属丘陵、中山相间地区，地形起伏大，海拔一般为578m～790m，属嘉陵江流域涪江支流，亚热带湿润季风气候，多年平均降雨量1055.5mm，多年平均蒸发量1136mm。工程区域内自然植被资源丰富，林草覆盖率78.1%，土壤类型主要是冲积土、水稻土及黄壤土。

本工程位于四川省江油市含增镇，为一条日产4000t熟料的水泥生产线，包括厂区、石灰石矿山、进矿道路、引水管线等工程。日产硅酸盐水泥熟料4000t，年开采石灰石矿162万t。

2 水土流失防治措施设计

2.1 水土流失分析

通过调查和分析，工程区内水土流失主要为中度水力侵蚀，本工程矿山采用露天开采，在建设及生产过程中都会有水土流失产生。在建设过程中，边坡开挖是造成破坏原地表土壤、植被等水土保持设施的主要因素；在生产期，石灰岩矿区开采挖掘之后形成裸露地表以及边坡，加剧了矿区的水土流失。

2.2 水土流失防治责任范围

工程水土流失防治责任范围共计77.04hm2，其中工程建设区63.88hm2，直接影响区13.16hm2。

2.2.1 工程建设区

工程建设区由厂区、矿山(矿山开采区、生产管理区、破碎站及输送廊道、进矿道路)、引水管线组成，占地面积共63.88hm2。

2.2.2 直接影响区

根据水泥生产线工程建设特点及其它水土流失防治责任范围研究成果〔2〕，本工程直接影响区按以下原则确定：(1)厂区。征地红线外3m范围；(2)矿山开采区。采场封闭圈至爆破安全境界线之间的200m范围；(3)破碎站及输送廊道。输送廊道两侧各2m、破碎站周围3m；(4)矿山生产管理区。周围3m范围；(5)进场道路。路基两侧各3m；(6)引水管线。管道作业带两侧各1m。

2.3 水土流失预测

2.3.1 水土流失预测方法

在国大一期水泥生产线工程建设过程中，扰动地表可能产生的水土流失量，采用类比预测法进行估算。

2.3.2 类比工程选择及水土流失预测

根据类比工程法选择原则〔3〕，本项目土壤侵蚀模数可类比本县同一区域、同一类型的四川双马水泥股份有限公司4600t/d熟料新型干法水泥生产线技改工程。通过对类比工程的水土流失调查分析，得出各预测分区的土壤侵蚀模数，并类推出本项目相应预测分区的土壤侵蚀模数。

表1国大一期水泥生产线工程水土流失量预测结果

预测分区背景流失量(t)扰动后流失量(t)建设新增流失量(t)厂区1071 63571 92500 3矿山开采区9608 236954 627346 4破碎站及输送廊道68 9229 5160 6生产管理区5 016 511 5进矿道路56 0186 7130 7引水管线46 4154 5108 1合计10856 141113 730257 6

2.3.3 预测结果分析

根据工程建设对水土流失的影响分析及水土流失预测结果，工程建设及生产运行期扰动范围内水土流失量将达到4.11万t。其中，新增水土流失量3.03万t，新增流失量以矿山开采区最大，占新增量的90.1%；其次为厂区，占新增量的8.3%。因此矿山开采区及厂区为最主要水土流失部位，应作为重点防治区域。从水土流失时段分析，生产运行期新增水土流失量达2.22万t，占全期新增水土流失量的73.3%，因此重点应做好生产运行期矿山开采水土流失控制。

2.4 水土流失防治措施体系及总体布局

由于石灰石矿山自然环境和开采方式有一定的特殊性，具有地势起伏、地面坡度较大及裸露面积大的特点，需要针对这一特点设计相应的水土流失防治措施。总体布局除一般设计思路外，还应该加强以下两个方面的建设：

首先，在防治措施布局中，应尽量提高植物措施的比例，及时布置植物措施。在山地条件下，坡面较陡、汇水面积较大，雨季冲刷严重，工程措施难以完全稳定高陡边坡，提高林草植被覆盖率不仅可以有效拦截地表径流和固定土壤，同时也具有很好的生态效益。其次，由于山区自然条件下，难以找到地势平坦的适宜弃渣点，因此需要优化土石方调配和回填利用，加强弃土弃渣的综合利用，尽量减少永久弃渣产生。

2.5 分区水土流失防治措施及典型设计

根据水土流失预测结果，工程建设可能引起的水土流失主要来源于矿山开采区及厂区。因此我们重点对矿山开采区和厂区作水土保持措施设计，从主要方面控制水泥生产线建设及生产引起的水土流失。其余各分区也需综合采取防护措施控制水土流失。

2.5.1 厂区防治区

水泥厂厂区主体工程中的边坡防护、排水措施等工程措施，在保证工程自身安全的同时，也具有较好的水土保持功能，但是没有对施工期间提出有效的临时性防护措施，且植物措施没有进行具体设计，因此该防治区水土保持措施设计主要为临时措施、植物措施。

2.5.1.1 临时措施。表土剥离临时堆放，易导致大量水土流失的发生，因此应补充剥离表土临时防护措施。对于工程区内原土地类别为耕地、林草地具有肥力的原始表土层，应在工程施工前预先剥离，以备工程后期用作厂区绿化用土。剥离表土堆放于厂区内的绿化预留地，最大堆放高度3m，渣脚以填土编织袋挡护，渣顶覆盖防雨布，并在周围设置临时排水沟。

2.5.1.2 植物措施。厂区绿化以工厂道路两侧条带绿化为主，车间四周空地绿化为辅，采用乔、灌、草结合的方式进行绿化。树种采用香樟、小叶榕、法国梧桐等，灌木采用金叶女贞等，草种采用白三叶草等。

2.5.2 矿山开采防治区

根据主体工程设计，矿山建设过程中将形成高15m、宽4m的安全平台以及终了平台，主体工程未考虑采场截洪沟排水措施和开采区迹地恢复等措施，应对其进行补充设计。

2.5.2.1 安全平台及终了平台迹地恢复。矿山开采结束后将形成11268m的安全平台，设计在安全平台外沿修建高0.50m宽0.40m的浆砌块石挡护墙，中间回填35cm种植土，采取种植灌木、藤、草的综合绿化措施，要求形成一个平台及时恢复一个平台。采掘终了采场将形成约21.03hm2的终了平台，采取覆土40cm再复耕。

2.5.2.2 排水措施。

(1)矿山开采面排水沟。石灰石矿山开采之前需要在开采坡坡顶修建截水沟，以拦截开采面以上坡面来水，防止其对开采面的冲刷。采场范围大气降水利用自然地形排泄，采场封闭圈以上设置排水沟。截排水沟采用M7.5浆砌块石，60cm×60cm矩形断面，衬砌厚度0.3m。截水沟汇入矿山外自然排水系统之前设置有沉沙凼；

(2)矿区内排水沟。矿区内修建浆砌块石矩形排水沟并设置沉沙凼。

2.5.2.3 远期水土保持要求。水土保持措施的设计年限仅为10年，因此对石灰石矿山应提出远期水土保持要求。矿山远期生产过程中应继续开展水土流失防治工作，对形成的最终开采面布置相应的防治措施，完善矿山的水土保持体系，做好矿山水土保持监测工作。若水保方案设计的措施不再能够满足生产需求，则应做新的水土保持设计。