开发建设项目工程堆积体分类、侵蚀风险及监管防治策略

母冰洁

(韩城市水务局水土保持工作站，陕西 韩城 715400)

近年来，随着我国经济发展，高速公路、高速铁路等基础设施建设发展迅猛，建设过程中倾倒、堆置土渣形成的工程堆积体形式多样、点多量大，潜在的水土流失风险日益增长，成为水土流失防治和研究的焦点之一[1-2]。目前业内专家针对一些工程堆积体水土流失的影响因素、过程机理、规律及防护措施等进行了研究[3-5]，但对形式多样的工程堆积体缺乏归类分析，对有针对性的防护措施和防治对策研究较少。本文结合现有研究成果和水土保持工作实际，对工程堆积体分类、水土流失潜在风险、防护措施等进行分析，从而为完善、优化工程堆积体水土保持措施提供参考。

1 工程堆积体定义及分类

1.1 定 义

据公开可查的资料，1986年杨世基首次论述了公路建设过程中工程堆积体水土流失的危害和防治[6]；2003年，陈祖煜第一次明确了水电工程堆积体及危害防护措施[7]；2013年，张乐涛等明确给出了工程堆积体的概念[3]。根据《开发建设项目水土保持技术规范》(GB 50433—2008)、《开发建设项目水土流失防治标准》(GB 50434—2008)，项目生产建设过程中产生的弃土、弃石、弃渣，都属于工程堆积体的范畴，但并未明确提出工程堆积体的概念。结合现有研究成果和水土保持工作实际，认为开发建设项目工程堆积体应为在工程建设过程中，产生的永久和临时弃土、弃石、弃渣堆积物，以及土石混合堆积物、建筑原料及废料等堆积物。

1.2 分 类

按照堆积、存放时限，开发建设项目工程堆积体可分为：①永久堆积体。该类堆积体多见于点型开发建设项目，如矿山、电厂、水利枢纽等，在建设和生产运行过程中形成的永久性渣土及废料堆积体，一般土方量大，水土流失防治措施标准要求严格。②临时堆积体。该类堆积体多见于线型开发建设项目，如公路、铁路、输电线路、渠道、城市道路等，在建设过程中临时形成的土、石等堆积体，分散分布，点多量大。

按照产生途径，开发建设项目工程堆积体可分为：①开挖堆积体。开发建设项目建设过程中，取土、挖沙等形成的工程堆积体。②搬运堆积体。开发建设项目建设过程中，临时存放土石等建筑原料及建筑废料形成的工程堆积体。

按照堆积物性质，开发建设项目工程堆积体可分为：①土石堆积体。包括开发建设项目建设过程中，堆土、堆石及土石混合等形成的工程堆积体。②废料堆积体。开发建设项目建设过程中，除土石外其他建筑原料及废料堆积形成的工程堆积体。

2 工程堆积体水土流失及影响因素

2.1 水土流失

《开发建设项目水土保持技术规范》(GB 50433—2008)和《开发建设项目水土流失防治标准》(GB 50434—2008)明确规定了开发建设项目水土流失防治标准、分类及分级，基本包括了开发建设项目可能造成水土流失的各种情况。在水土保持工作实际中，监管部门更关注大型开发建设项目，特别是采矿和修路等工程。研究表明采矿对地面扰动大，严重破坏地表土壤和植被，形成的岩土堆积体松散，因此面蚀、沟蚀、滑坡和崩塌等水土流失现象极易发生。据统计，陕西省韩城市采矿形成的剥离土每年约有167万m3，且水土流失严重[8]。修路破坏了沿线的原始地貌，高挖深填产生大量松散的土石原料堆积体、废弃土石渣料堆积体，土壤侵蚀极易发生。统计表明，1980—1990年，陕西省因修建铁路、公路，每年造成的水土流失量高达5 278万t[9]。徐刚的研究也表明，采矿、修路、建筑等工程建设均会影响地表侵蚀[11]，但建筑对地表侵蚀的影响最大，其次为采矿，两者均高于修路(表1)。随着城市化进程的加快，城建活动日益增加，形成的工程堆积体形式多样、点多量大，成为人为水土流失的重要来源，但由于监测监管体系的不完善，对于该类水土流失的监管和防护还很薄弱，应进一步加强。

表1 不同工程项目类型对地表侵蚀的影响[10]

2.2 影响因素

不同开发建设项目的各类工程堆积体规模不同，尤其是其下垫面组成物质相对松散、组成结构十分复杂，因此其水土流失规律及影响因素不同于传统意义上的土壤。研究发现，开发建设项目工程堆积体的土壤流失量主要受降雨强度和土壤砂石含量的影响，工程堆积体土壤剥蚀率与降雨强度和砾石质量百分数呈二元线性关系(R2=0.919)，因此可以根据堆积体的砾石质量百分数和降雨强度预测土壤剥蚀率，进而采取相应的防护措施。

(1)降雨强度。工程堆积体一般天然含水量较小，一定量的前期降雨能增强其稳定性，但高强度的降雨或低强度长时间的降雨都能使堆积体含水量达到饱和，导致其稳定性降低而产生滑坡等地质灾害[11]，土壤侵蚀总量与降雨强度之间存在着明显的指数关系[1]。

(2)土质及土石比。研究表明，壤土、黏土、砂土的工程堆积体径流产沙特征差异显著，砂土堆积体平均径流率分别比壤土和黏土少 20.7%和18.8%，但平均侵蚀量分别是壤土和黏土的 4.5 和 3.4 倍[12]。土石混合体中，石质的存在增加了坡面粗糙度[13]，不同的土石比对土石混合体的土体干密度、孔隙度、抗剪强度等影响显著[14]，其入渗性能与常规土壤差异明显。研究发现相同条件下偏土质工程堆积体边坡累积产流量高于土石混合堆积体。

(3)防护措施。研究表明，水平阶和鱼鳞坑在工程堆积体产流前期具有滞缓坡面径流和增加土壤水分入渗的作用[15]；植物措施不但对缓坡条件下的坡耕地坡面具有明显的减流减沙效益，而且能显著提高工程堆积体坡面的减沙效果[4]。

3 监管与防治策略

3.1 监管措施

(1)对于永久工程堆积体，必须严格落实《开发建设项目水土保持方案编报审批管理规定》，以及水土保持“三同时”制度，并按照批复的水土保持方案，对工程堆积体的拦挡、存放采取防护措施。

(2)对于临时工程堆积体。首先，监管部门要提高重视程度，完善监管措施，加大执法检查力度，同时加大宣传力度,提高监理单位和建设单位的防治意识；要求建设单位优化施工管理，减少堆放时间，加快转运处理速率，采取临时性的截水、排水和沉渣等措施，尽量避免在雨季动土。

(3)对于开挖堆积体，要尽可能保留原有地貌和植被，及时采取工程措施和生物措施护坡，同时尽量综合利用资源，控制和减少工程堆积体的产生。

(4)对于搬运堆积体。要结合建设施工管理，堆放到固定专用场所，尽量减少堆放时间，做到随堆随用，做好洒水降尘等措施，必要时采取临时性的截水、排水和沉渣等措施，文明施工。

3.2 防治措施

(1)结合现有研究成果和水土保持工作实际，降雨强度和砾石质量可作为工程堆积体水土流失预测和防治的指标，进而采取相应的措施。如对于点多量大的城市道路、建筑等工程产生的堆积体，建设和施工单位要严格关注天气预报，及时采取应对措施。

(2)针对工程堆积体组成物质的土质及土石比，采取相应的措施。如对产沙产流相对不大的壤土、黏土型堆积体，以植被防护措施为主，辅以必要的工程措施；对产沙产流较大的砂土型堆积体，则必须通过工程措施减沙减流，并结合植物措施，提高减沙减流效益。

(3)加强监测，完善监督管理。采用遥感监测等手段，对工程建设形成的堆积体进行地理坐标定位，评判水土流失面积、强度和分布等信息，进行动态宏观监测，利用计算机管理程序和地理信息系统进行系统管理，更好地为监督检查服务。