洛川煤化电热项目水土流失预测及水土保持治理措施

2017-08-01杜春风

陕西水利 2017年3期

关键词：堆土灰渣厂区

杜春风

（陕西省洛川县水土保持工作队，陕西延安727400）

洛川煤化电热项目水土流失预测及水土保持治理措施

杜春风

（陕西省洛川县水土保持工作队，陕西延安727400）

近年来，煤化等能源开发项目大批建设，对生态环境脆弱的黄土高原区水土保持造成严重威胁。为减少水土流失，通过对洛川煤化电热项目工程现场调查和资料收集，分析区域水土流失和水土保持现状，预测项目造成水土流失总面积达452.61 hm2，新增水土流失量8.4万t。提出对厂区、施工生产生活区、场外灰渣场分别从工程措施、植物措施、临时措施三方面进行水土保持设计，以控制减少工程建设造成的水土流失，保护区域生态环境。

洛川；煤化电热；建设；水土流失；治理措施

洛川煤化电热一体化示范项目位于洛川工业园区内，是以褐煤为原料的新型水煤组合的大型煤化工新建项目，总设计规模为40亿Nm3/a，工程共占用土地面积452.61 hm2。项目区为山地向黄土高原的过渡地带，地貌类型为山间冲洪积地貌，地势开阔，起伏较大，厂区地面高程为812.20 m～897.00 m之间，呈北高南低的趋势。气候类型属于中温带大陆性季风气候，年平均降水量为344.5 mm，多年平均风速为3.8 m/s。项目区土壤主要为黄土、风沙土和草甸土等多种类型的土壤。土壤有机质及养分含量低，团粒结构差，极易造成水土流失。植被类型为灌木草类，林草覆盖率为15%。

1 项目区水土流失及水土保持现状

1.1 项目区水土流失现状

项目区处于国家级水土流失重点治理区(黄河中游国家级水土流失重点治理区)、省级近期重点防治区，现状水土流失总面积15613.01 km2，其中侵蚀强度面积最大的是微度侵蚀，占总面积的50.83%；其次为轻度侵蚀、中度侵蚀、强烈侵蚀、极强烈侵蚀，分别占总面积的35.48%、9.07%、2.76%、1.18%。厂址所在地为山间冲洪积地貌，水土流失容许值200 t/km2·a。通过对项目区水土流失综合因子调查、分析土壤侵蚀状况，项目区土壤侵蚀形式以微度水力侵蚀为主。

1.2 水土保持现状

自20世纪90年代以来，该区域以小流域为单元，进行了长期的水土流失综合治理，总治理面积达180 km2。但是，由于该区域植被稀少，生态脆弱，加之投入不足，水土流失面积仍然较大，治理任务十分艰巨。

2 水土流失预测

2.1 水土流失预测方法

本工程主要采取引用资料法和资料调查相结合的方法进行预测。

2.1.1 扰动、损坏原地貌、土地和植被面积的预测

通过查阅项目可行性研究报告及主体工程设计文件，以主体工程的征用、占用土地资料为准，结合自然资源专业图、地理信息数据综合分析、现场调查与工程施工现状实测结果，对工程施工过程中占压土地的情况、损害林草植被的程度和面积进行测算和统计。

2.1.2 弃土、弃渣量的预测

通过查阅可研资料，统计分析开挖量、回填量与弃渣量的关系，计算出各项目区的弃土、弃渣量，结合现场勘察中确定的对不同区域弃土、弃渣量的调配方案，预测按调配方案可能产生的弃渣量。

2.1.3 损坏水土保持设施面积、数量的预测

对项目建设过程中损坏的水土保持设施的面积、数量，采用收集有关资料和结合外业踏勘的方法，列表分别进行测算统计。

2.2 水土流失预测结果

工程建设过程中扰动、损坏原地表及植被的情况主要有两种：一种是挖损作用，另一种是堆垫作用。结合现场踏勘与实地调绘，经统计，本工程损坏水土保持设施的面积为452.61 hm2，挖方总量857.28万m3；填方总量857.2万m2，弃方总量0.08 m3，弃方主要就地填洼。水土流失预测结果见表1。

表1 水土流失预测结果

3 水土流失防治措施

3.1 防治措施总体布局

根据不同水土流失防治区的特点和水土流失状况，确定各区的防治重点和措施配置。措施配置中，以工程措施控制大面积、高强度水土流失，为植物措施与复耕措施的实施创造条件；同时以植物措施、复垦措施与工程措施配套，提高水土保持效果、节省工程投资、改善生态环境。结合项目特点，提出该工程水土流失防治总体布局如下：厂区防治区以场地平整、截排水、开挖土方的临时挡护、绿化等措施为主，布设截洪沟、雨水管线、土体遮盖与挡护、道路硬化、厂区绿化美化措施等，防止土体冲蚀。施工生产生活区表土剥离、临时堆土防护措施（包括表土的集中堆放、临时排水沟、沉沙池等）、施工完毕进行土地整治、恢复植被等措施。

3.2 厂区防治措施

3.2.1 工程措施

厂区地基开挖、回填过程中，首先应将表层腐殖土和表层植被剥离，剥离厚度为0.3 m。剥离表土面积为345.32 hm2。厂区雨水采用埋地雨水管网收集，根据厂区地势及厂内截洪沟的位置，厂前区及原水界区的雨水排入厂内2#截洪沟内。为了防止厂外雨水对场地造成冲刷，依据《堤防工程设计规范》、《防洪标准》，设计防洪堤防为100年一遇。一百年一遇洪峰流量分别为1号沟47.8 m3/s～57.2 m3/s；2号沟21.8 m3/s～24.5 m3/s；3号沟6.9 m3/s；4号沟27.7 m3/s～28.6 m3/s；5号沟6.2 m3/s～29.9 m3/s。新建两岸堤防工程11.912 km，其中左岸10.390 km，右岸10.459 km；新建桥梁16座，利用桥梁2座。

3.2.2 植物措施

根据主体可研报告，工程厂区规划占地面积为345.32 hm2，绿化面积51.8 hm2，绿化系数15%。根据工程特点，厂区绿化的重点主要为厂区空地及道路两侧进行绿化，绿化重点为厂前区、围墙四周及装置区间防护空地，可有效控制生产运行期水土流失的发生，符合水土保持要求。

3.2.3 临时措施

厂区平场包括挖方区域和填方区域，因厂区土石方量大，采用大型机械施工，采取临时防护很难实施，为减少土石方长时间堆放，避免造成流失，厂区平时实行随挖随填。厂区的临时堆土为绿化用土，堆土量为103.6万m3，设计堆土断面为梯形，尺寸为上顶宽50 m，下底宽60 m，高5.0 m，内外侧边坡均为1∶1，堆土长度为3765 m，用于堆置建构筑物回填土。拟在土堆的两侧设置临时挡土设施，采用草袋装土、“品”字型紧密排列的堆砌护坡方式，土堆上部及周边用密目网覆盖，起到挡护作用，以防治水土流失。堆土修整坡面比达到1∶1，铺设厚度一般0.8 m～1.0 m，装土草袋铺后坡度不应大于1∶1.25～1∶1.5。土堆外侧设计断面为梯形的简易排水渠。为了沉降径流泥沙，降低水流流速，防止水流对地面的冲刷侵蚀，需在排水沟末端修建2 m×3 m×1.5 m沉沙池1座，坡比1∶0.5。每个沉沙池容积为38.54 m3。每座沉沙池来水去水顺接排水沟长度按15 m计为土渠，其断面与土堆周边土排水渠相同。

3.3 施工生产生活区防治措施

3.3.1 工程措施

为合理利用土地资源、恢复植被，于施工前期对施工生产生活区需要硬化、扰动的部分进行表土剥离，剥离面积5.8 hm2，剥离厚30 cm。土地整治施工生产生活区施工结束后要及时平整，进行土地整治。土地整治面积为5.8 hm2。

3.3.2 植物措施

施工生产生活区为临时占地，施工结束土地整治后，一次性播撒草种，推荐采用冰草撒播，播撒量为50 kg/hm2。在草籽撒播后，采用车拉灌水一次，之后靠自然降水自然恢复植被。

3.3.3 临时措施

根据主体设计，为解决土石方平衡和满足施工场地要求，施工生产生活区场平和厂区一并进行。采用大型机械施工，随挖随填并碾压。施工生产生活区剥离土方量为1.74万m3，在施工区集中堆放。设计堆土断面为梯形，尺寸为上顶宽10m，下底宽20m，高5.0 m，内外侧边坡均为1∶1，堆土长度为232 m。

3.4 厂外管线区防治措施

3.4.1 工程措施

为了保护表土资源，便于管线施工结束后的植被恢复，管线敷设管沟开挖时，先去除管沟开挖边线范围内表层土30 cm。管线开挖深层土靠近管沟一侧堆放，表土靠外堆放，边坡1∶1。管沟敷设完毕先回填深层土，后回填表土。本方案设计表土剥离量0.14万m3。厂外管线施工结束后要及时平整，进行土地整治。土地整治面积为1.13 hm2。

3.4.2 植物措施

厂外供水管线区占用土地1.13 hm2，施工结束后，进行一次性播撒草种，草种选用冰草。

3.4.3 临时措施

本工程厂外管线长666 m，在施工期间，采取开挖一段管沟，铺设一段管线，然后立即回填，尽量减少土方和开挖面的暴露时间。管沟分层开挖和堆放，表层剥离熟土堆放在底部。按次序回填，边回填边夯实，将表土回填到管沟表层，回填后管沟顶面可高出原地面15 m～20 cm，通过自然沉降恢复地面。为防治临时堆土流失，在施工过程中在临时堆土顶端苫盖密目网。厂外管线防护长度666 m，密目网覆盖23313 m2。

3.5 厂外灰渣场

3.5.1 工程措施

厂外灰渣场区域开挖时，先去除开挖区域内表层土30 cm。表土堆放在空闲区域，边坡1∶1，工程量16.01万m3。厂外灰渣场在植被恢复前需要绿化覆土，覆土厚度为58 cm，土源来源于厂外灰渣场与生产废水应急水池区域的表土。参照《防洪标准》、《化工危险废物填埋场设计规定》，结合本项目灰渣场设计总库容1002万m3，最大日处理规模7055.3 t/d，综合考虑，本项目渣场设计防洪标准按照50年一遇设计，100年一遇校核。灰渣场外的东、西两侧分别设置Ⅰ、Ⅱ号截洪沟，将灰渣场外的雨水拦截并导流至拦渣坝下游。Ⅰ号截洪沟长度为1037 m，Ⅱ号截洪沟长度为2255 m。按照Ⅰ号截洪沟汇水面积为26.8 hm2计算，汇水量Qs=5.08 m3/s；Ⅱ号截洪沟汇水面积为26.5 hm2计算，汇水量Qs=5.02 m3/s。Ⅰ、Ⅱ号截洪沟设计采用浆砌片石结构，断面均采用梯形断面，边坡比为1∶0.5；断面尺寸为：上底宽2.4 m，下底宽宽1.2 m，高为1.2 m（超高0.2 m）

3.5.2 植物措施

当灰面达到终高，需进行土地整治并撒播草籽进行植被恢复，植被恢复面积49.98 hm2。灰场植被恢复所采用的草种为冰草，采用撒播方式。总需种苗量2499 kg，厂外灰渣场区剥离土方量为14.99万m3，生产废水应急水池表土剥离量14.09万，在厂外灰渣场空闲区域区集中堆放。设计堆土断面为梯形，尺寸为上顶宽30 m，下底宽40 m，高5.0 m，内外侧边坡均为1∶1，堆土长度为3346 m。