综合利用城市工程渣土建设高标准农田途径初探——以云南省为例

邓昌军，许 歆，黄丙东，田孟齐

（云南瀚哲科技有限公司，云南昆明 650000）

随着我国经济发展水平大幅提升，城市发展过程中新建、翻修、维护、拆建等活动日渐频繁，工程渣土产生量也随之增多。截止到2020 年，我国每年产生的建筑垃圾总量已超过15 亿t，占城市垃圾总量的30%～40%[1]，虽然我国也制定了相应的法律体系，但建筑垃圾资源化利用效率依然较低[2]。

从云南省情况来看，目前城市工程渣土多以填埋为主，这将侵占大量土地资源，造成多重矛盾。本研究基于云南省耕地空间利用潜力，以高标准农田建设为切入点，提出一种既化解城市建设和工程渣土矛盾，又改善云南山区、半山区耕地碎片化、质量低问题的解决方案，主要探讨如何利用城市工程渣土对城郊山区、半山区区域碎片化、质量差的耕地进行地形地貌改善、土地平整，为开展高标准农田建设打好前期基础，有效缓解城市建设和工程渣土之间的矛盾，促进农业现代化基础设施的完善，全面提升城乡生态环境和人居环境质量。

1 城市建筑垃圾

1.1 城市建筑垃圾的定义

《建筑垃圾处理技术标准》（CJJ/T 134-2019）对建筑垃圾的定义为：建筑垃圾是指新建、扩建、改建和拆除各类建筑物、构筑物、管网以及居民装饰装修房屋过程中所产生的弃土、弃料及其他废弃物[3]。

1.2 工程渣土资源化利用现状

欧美发达国家较早开始探索工程渣土的治理策略，美国学者Bridges 和Moore 曾在2010 年前后针对工程渣土和水下沉积物提出“可持续管理”概念，即考虑通过栖息地修复、水产养殖、公园建设、农业/园艺/林业、矿山和采石场复垦、固体废弃物填埋场覆盖层、沙滩/海岸线稳定、道路堤坝填料、建筑材料等手段进行资源化利用[4]。目前，我国工程渣土现有的处置方式主要以工程回填、场地覆盖、园林绿化、再生建材产品等手段为主。近年来，我国各城市对渣土私拉乱倒等违法行为监管力度加大，渣土消纳问题变得越发突出，许多城市或地区亟需挖掘自身空间潜力、寻找合理的消纳处置及资源化利用途径，保障工程渣土消纳处置工作的有序开展。

2 云南省耕地现状

云南省国土面积39.41 万km2，山区占94%，坝子（盆地、河谷）仅占6%。其中，坡度＞25°的耕地有1519.01 万亩，占比为18.58%。总的来说，全省坡度>15°的耕地共计3743.9 万亩，占总耕地的45.79%，平地及缓坡耕地面积较少。目前，全省耕地等级情况为，1～3 级1807.89 万亩（占比19.41%），4～6 级4100.81 万亩（占比44.02%），7～10 级3406.31 万亩（占比36.57%）。

总体来说，云南耕地资源虽然较为丰富，但受地形地貌影响，近80%分布于山区、半山区，这些区域地高、水低，耕地碎片化严重，土地生产力较低，生态功能和环境调控能力较差，尤其是坡度＞25°的耕地（1519.01 万亩，占总耕地的18.58%），不符合高标准农田建设要求，几乎只能靠天吃饭，加大高标准农田的建设力度和建设质量十分迫切。

3 城市建设工程渣土资源化解决方案

3.1 高标准农田建设相关要求

高标准农田：土地平整、集中连片、设施完善、农电配套、土壤肥沃、生态良好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的旱涝保收、高产稳产，划定为基本农田实行永久保护的耕地。

高标准农田建设禁止区域包括：地面坡度大于25°的区域，土壤污染严重的区域，自然保护区的核心区和缓冲区，退耕还林区、退耕还草区，河流、湖泊、水库水面及其保护范围等区域[5]。

3.2 具体方法讨论

3.2.1 总体路径

渣土源头筛选及安全把控→堆填区表土剥离及堆存→客土回填→表土回填→堆体压实→高标准农田建设。

前期论证阶段：选址分析（土地性质及权属确定）；地质勘探；地质灾害评估；水土保持；环境影响评估。

设计分析阶段：水文分析；工程地质分析。

土地平整及高标准农田建设：表土剥离及堆存；客土筛选及堆填；堆体压实；高标准农田建设。

3.2.2 水文分析

需要全面摸清区域内流域、水源情况，进行洪水分析、洪峰流量计算。

（1）洪水分析

暴雨途径法：依据全国的暴雨力等值线图和雨递减指数及桥涵位的勘测数据，按经验公式进行计算。

推理公式法：适用于小流域，由规范SL44-2006 中的基本公式来推求。

式中：Qm-洪峰流量，m3/s；τ-流域汇流历时，h；h-在全面汇流时代表相应于时段的最大净雨；F-坝址以上流域面积，km2；L-主河道长度，km；m-汇流参数；J-沿流程L 的平均比降。

（2）洪峰流量计算

根据《水土保持工程设计规范》（GB 51018-2014），坡面洪峰流量计算公式为：

式中：QB-最大清水洪峰流量，m3/s；k-径流系数；i-平均1h 降雨强度，mm/h；F-山坡集水面积，km2。

3.2.3 工程地质分析

重点分析区域内地形地貌、地层岩性、地质构造与地震情况、水文地质条件、工程地质条件等五个方面。

3.2.4 土地平整

（1）平整方法

土地平整一般有三种方法：机械作业、人工作业、机械作业和人工作业相结合三种。

（2）客土回填

本文提出采用城市工程渣土为回填土，且回填土要作为高标准农田的基层，所以应满足填土环境质量标准及回填区的结构稳定，应考虑以下内容：

a. 回填土的土壤环境质量；b. 回填土类别要求；c.回填土碾压后的压实度要求。

回填土的类别较多，综合考虑堆体的安全稳定，回填土应以粉质黏土、粉土、碎石土为主。在堆填设计中以粉质黏土作为代表土类进行设计。原因如下：

a. 城市建设弃土多为粉质黏土；b. 粉质黏土土力学指标在土体稳定计算中，为较不利的土类，在稳定计算中，若能满足安全系数要求，其余两种土类基本能满足安全系数要求。

（3）压实要求

堆填施工边坡坡度不宜大于1：2，基础压实程度不应小于93%，边坡压实程度不应小于90%。堆填作业应控制填高速率，如果填高超过3m 且堆填速率超过3m/月，应对堆体和地基稳定性进行监测。

（4）堆填结构设计

应根据工程地质勘察结果，重点考虑堆体高度、堆体沉降和稳定两个方面。

堆体最大高度：

最大堆渣高度按堆渣初期基底压实到最大承载能力控制，根据《水土保持工程设计规范》（GB 51018-2014）所推荐的方法，按下式计算：

式中H-最大堆渣高度，m；C-基地岩土的地基承载力，kPa；φ-基地岩土的内摩擦角，°；γ-回填土容重，kN/m3。

堆体沉降分析：

参考《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）推荐的计算方法计算。

3.2.5 高标准农田建设

本文讨论的高标准农田建设，是在堆体稳定、平整的基础上，按照国家高标准农田建设田、土、水、路、林、电、技、管八个方面要求建设，具体实施技术已经非常成熟，本文就不作过多论述。

4 政策建议

县（区）级政府要加强对城郊山区、半山区碎片化、低质量耕地资源的盘点，确保土地的高效利用。工程渣土的消纳管理，建议由市级政府统筹、协调，县（区）级政府及相关部门做好消纳场的选址、实施主体筛选等工作。用好政府引导和监管职能，发挥好市场活力的特点，构建安全、健康的市场氛围。健全全过程保障措施，建立“政府+社会保险+N”的保障模式，全方位确保城市工程渣土资源化工作稳步推进。

5 结束语

本文提出的解决方案是考虑到云南省范围内山区、半山区较多，碎片化、低质量耕地较多，空间资源充足等条件，同时立足于城市建设和农业农村发展两个大局，能有效缓解城市建设与工程渣土消纳的矛盾，推进城乡空间优化和城乡融合发展，促进“山水林田湖草”综合治理，助力区域内构建更加和谐统一的生产、生活、生态空间。

总而言之，建筑工程弃土资源化利用是一项复杂的工程，需要多级政府部门协同，多项行政审批制度配合，本文提出的工程弃土消纳方法仅供决策者参考，希望能对缓解城市建设和乡村振兴有一定启发作用。