关于页岩气开发项目水土保持方案的探讨

杜大俊 孙玉 李梦娇 苟永炯 陈坷铭

摘要 以宜209钻井工程为例，通過分析项目实施情况和水土保持方案编制情况，探讨了页岩气开发项目水土保持方案编制过程中存在的问题。根据水土保持方案编制的相关标准，合理制定项目水土保持措施，在运用调查监测、巡查监测等方法全面监测工程的基础上布设监测点位，使项目各项指标能够在设计水平年达到西南紫色土区一级防治标准。由于项目属于建设生产类项目，因此，说明了建设期和生产期水土保持补偿费的计征，并明确了项目生产运行期的水土保持补偿费缴纳标准。

关键词 水土保持方案；钻井工程；页岩气

中图分类号：S157 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）04–0157-03

页岩气是从页岩石中开发出的气体，成分以甲烷居多，是重要的化石资源。随着页岩气开发技术越来越完善，页岩气将在生活和生产中发挥越来越重要的作用[1]。

在开发页岩气时，往往需要进行大量钻井平台的施工，其建造过程中必然会涉及大规模土石方的开挖和回填，会影响开发用地的地质地貌、土质、水文、动植物资源等环境因子，进而对其水土保持功能产生负面影响。大量施工会破坏地面上已建设的各类水土保持基础设施，从而产生大量的人为水土流失的现象。因为页岩气的存在形态独特，需要采取特种作业才能实现高效开发和利用，开发周期漫长，所以对土壤的影响周期长[2]。页岩气开发利用企业必须制订水土保持实施方案，针对建设项目实施过程中易出现水土侵害的位置，做好水土保持方案设计，确保建设项目在实施过程中减少水土侵害。同时，水土保持方法又是工程项目开展施工的先决条件之一，因此，针对页岩气开采项目特点采用科学合理的水土保持方法很有必要，在不断提高开采技术、确保产量的同时，也不能忽视生产环节的环保工作。

1 宜209钻井工程的概况

1.1 项目介绍

项目开工日期为2022年3月，完工日期为2022年8月，工程总工期为6个月，总投资1 447.3万元，土建投资为1 370万元。项目区域构造处于华蓥山基底断裂带的中南段，地貌类型为丘陵地貌，气候类型属于亚热带湿润季风气候。工程所在地属于嘉陵江和沱江中下游国家级水土流失重点治理区，水土保持区划属于西南紫色土区，水土流失类型主要为水力侵蚀，尤其是以面蚀、片蚀、沟蚀等形式为主，流失强度为轻度。

项目属建设生产类项目，因建成后在运营期内无扰动和新增的水土流失，因此，在制订水土保持实施方案时，可按工程类型项目的有关规范进行设计，并在实施方案中增加工程运营期的有关内容。

1.2 项目的构成

宜209钻井工程为页岩气勘探井，由井场及辅助工程、道路工程、表土堆放区和生活区4个部分组成。钻井工程按1个井眼设计，钻井平台平面尺寸为100 m（长）×55 m（宽）。道路工程包括新建道路和改建道路，辅助工程包括清洁化操作平台、应急池、泥浆储备罐、类燃烧池、井队生活区和厕所等。各分区功能明确，符合水土保持要求。

1.3 项目用地

项目属于补报水土保持方案，在现场踏勘时已经开工建设，并且主体工程已经采取部分水土保持措施。根据实地踏勘情况，结合建设单位提供的设计资料，该项目占地类型包括耕地、林地、园地、草地、交通运输用地等，项目占地均被列为临时占地。

项目采用先租地后根据开发情况进行征地的模式，完井测试结果若表明该井具有工业开采价值，则在井口安装采气装置正常生产，并完善永久占地手续。若该井不产油气或无工业开采价值，则直接封井封场，临时占地恢复原有土地利用功能。

1.4 土石方平衡

项目土石方主要涉及地面土建部分，在合理安排施工工序的情况下，项目区内土石方相互调运，产生的挖土全部被用于项目区内场地回填，实现土石方内部平衡，无借方和弃方产生，同时避免了设置弃渣场和取土场可能造成的水土流失。在进行土石方平衡计算时，土石方均折算为自然方，并且对井场钻井期间产生的岩屑、泥浆进行不落地收集处理，由建设单位自行按行业规定处置所收集的岩屑、泥浆，不纳入土石方平衡。

由于工程占地类型主要为耕地、草地、园地和林地，这些土地表土资源较丰富，应注意对表土资源的保护，因此，施工前剥离的表土临时被存放于表土堆放区，并采取苫盖、拦挡等措施防止水土流失，将存放的表土用于施工后期场地绿化覆土回填，避免造成表土资源的浪费。

1.5 设计深度

由于项目在编制水土保持方案时已经开工建设，处于建设期，需要根据工程实施的具体情况设计合理可行的水土保持措施，并在施工过程中及时布设新增的各项水土保持设施，因此，方案的设计深度为施工设计图深度。

1.6 设计水平年

根据《生产建设项目水土保持技术标准》，设计水平年为主体项目生产或投产后的当年或后一年[3]。该工程项目已于2022年3月启动，完工日期为2022年8月，计划2022年10月投产，因此，确定本工程项目水土保持方案设计水平年为2023年。

1.7 水保措施界定

项目主体可界定为水土保持的措施主要包括：一是排水工程，包括排水沟、临时集沙坑和集水坑等；二是边坡防护工程，主要为撒播草籽。

按照水土保持界定原理，界定为水土保持措施的工程在主体工程设计中要以水土保持功能为主，遇到不确定的，可以假定没有这些工程，看主体设计功能是否仍然可以发挥作用，如果可以发挥作用但会产生较大的水土流失，也被界定为水土保持措施。因此，针对钻井平台的挡土墙施工并不被界定为水土保持设施，因为挡土墙虽然具有防坍落和水土流失的功能，但它以主体作用为主，并不能被界定为水土保持设施。

1.8 水土流失的分析与预测

在调查项目区水土流失现状时，先进行现场踏勘，了解项目建设区土地利用现状，然后测量地形、坡度、植被覆盖度等指标，参照土壤侵蚀分类分级标准，划分和确定其水土流失强度，最终确定原地貌土壤侵蚀的模数。

该项目属于已开工项目，在预测水土流失量预测时，需要在《开发建设项目水土保持技术规范》中水土流失预测方法的基础上，根据项目开工建设以来的水土保持措施实施情况分析水土流失现状，从而确定已发生的水土流失量，并预测后续施工过程的水土流失量［4］。

根据预测结果，工程施工时，地表会受到不同程度的破坏，局部地貌将会发生较大的改变，若不采取水土保持措施，开挖造成的水土流失将对区域土地生产力、表土资源、主体工程安全、周边环境等产生不同程度的危害。可能出现的水土流失主要集中在施工期，水土流失主要区域为井场及附属工程区。

1.9 防治分区

项目包括4个防治分区，即井场及辅助工程区、道路工程区、生活区和表土堆放区。所划区域存在显著的差异，但层次分明，且具有关联性和系统性，单个分区内的主要水土流失因子与防控手段较为接近，符合水土流失防治分区原则。

1.10 水土流失的防治目标

项目区在全国水土保持分区中为四川盆地南部中低丘土壤保持区，属于西南紫色土区（四川盆地及周围山地丘陵区）中的川渝山地丘陵区。根据《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果》（办水保〔2013〕188号），项目区属于嘉陵江及沱江中下游国家级水土流失重点治理区。根据《生产建设项目水土流失防治标准》，位于水土流失重点预防区和重点治理区的建设项目执行一级标准，因此，该项目水土流失防治执行西南紫色土区一级标准［5］。

根据项目实际建设情况修正部分防治目标：由于项目区土壤侵蚀强度为轻度，土壤流失控制比提高0.15，取1.0；项目区占地类型主要为耕地，为钻井平台建设项目，结合项目实际，经修正后将林草覆盖率调整为8%。

2 水保措施设计

在项目施工的过程中，主体已制订并实施了部分的水土保持措施，在此基础上，方案新增加适当的措施，与现有的水土保持措施相结合，以共同达成水土保的效果，从而减少工程实施过程中产生的水土流失。

设计人员从项目实际情况入手，认真踏勘现场，充分了解主体工程设计已有的水土保持措施，并借鉴项目区已建同类工程的经验，根据各单项工程的施工工艺及其水土流失的特点，进行分区布设。将工程措施、植物措施和临时措施相结合，确定各防治区水土流失防治的重点，并建立综合治理措施体系，最终形成适用于页岩气开发项目的水土保持措施体系。

由于项目处于建设期，方案结合工程特点，主要新增临时防护等措施，如排水沟、集水坑、沉沙池和防尘网覆盖等。

3 水保措施施工

3.1 工程措施

在设计工程措施时，应兼顾植物措施和临时措施，将三者相结合，并在施工结束后，及时清理场地，为绿化的恢复做好准备。

项目工程措施主要包括表土剥离、表土回填和土地整治，方案新增土地整治。工程结束后，针对需要按照原地貌恢复的区域进行深翻20～30 cm，做好回填、覆土、整平、深耕、耙松等工序，将土地整治后的场地交给当地农民复垦。

3.2 植物措施

树草种的配置采用乔、灌、草相结合，深根性与浅根性相结合，禾本科草与豆科草相结合的方式，以充分利用光热资源和水资源，避免同时使用有种间拮抗的树草种。购买苗木时，尽量选择适应性、抗旱性强的苗木，栽植后采取适当的抚育措施，以保证苗木的成活率。撒播种草采用人工撒播的方式。

项目主体设计在堆放完项目表土后播撒草种，防止水土流失，播撒草种范围为整个表土临时堆放场区，填方区坡面采用植草土边坡（播撒草种+覆盖防尘网）形式。草种选择草籽新鲜饱满的细叶结篓草一级种，纯度≥95%，发芽率≥90%，撒播密度为20 kg/667 m2，防尘网采用密目艳绿色成品防尘网，网边搭接宽度≥0.5 m，并采用插钢钎或压石的方式，防止被风揭破坏。

3.3 临时措施

在工程施工期间，采取临时拦挡、临时排水、临时沉沙、临时覆盖等临时措施，能在很大程度上减少水土流失，并且这些临时措施经济、简易，对防治施工期间的水土流失具有十分重要的作用。

方案設计在表土堆放场和井场及辅助工程区撒播草籽区域进行人工铺设防雨布，接缝处叠加宽度30 cm缝制。在风雨天施工时，需注意用土石块对防雨布进行压边，防雨布可重复被利用。根据场地高低设计临时排水的流向，并按此设计临时排水沟，根据排水沟和沉沙池的设计尺寸，人工挂线，使用镐锹进行土方开挖；临时道路需要注意防止道路雨水排入开挖沟槽，施工结束后按照原地貌进行恢复。

4 水土保持监测

项目属于建设生产类项目，水土保持监测范围为项目建设的总占地面积，即方案确定的水土流失防治责任范围，水土保持监测时段为从施工准备期开始至设计水平年结束。方案设计共布设5个监测点位，分别位于井场和辅助工程区的沉沙池排水出口和燃烧池区域、道路工程区的挖方边坡绿化区、生活区的沉沙池排水出口和表土堆放区的沉沙池排水出口。

监测方法主要有资料收集分析法、实地调查监测法、植被样方调查法、场地巡查法、无人机监测法和沉沙池法等。

监测频次视情况而定，一般扰动土地情况采用实地量监测为1次/月；遥感监测在施工前开展监测1次，施工期为2次/年；水土保持措施监测为1次/月；土壤流失面积监测为1次/季度；土壤流失量监测为1次/月；工程措施和防治效果的监测为1次/月；植物措施生长情况监测为1次/季度；临时措施监测为1次/月。在保证上述要求的前提下，在项目施工期，雨季每月监测不少于2次，旱季每月不少于1次。

需要注意的是，如果发生水土流失危害事件，应在事件发生后一周内报送水土流失危害事件的报告，并在一周内完成监测，应加强对水土流失敏感区域和各具代表性的施工区的监测。

5 水土保持补偿费

根据水土保持补偿费计费的相关文件，水土保持补偿费根据项目的征占地面积征收，缴费标准为1.3元/m?。该工程征占地面积为32 287 m2，即水土保持补偿费计征面积为32 287 m2，应缴纳水土保持补偿费为41 973.10元。在生产运行期间，依据川发改价格〔2017〕347号文件第二条对生产运行期水土保持补偿费的有关规定，本项目按照2 000 m2计取投产后应缴纳的水土保持补偿费，即2 800元/年。

需要注意的是，由于该项目属于建设生产类项目，存在运行期，因此项目建成投产后，建设单位仍然需要每年缴纳运行期的水土保持补偿费，计征面积按不超过2 000 m2计算。

6 结束语

项目属于已开工项目，在设计水土保持措施时，充分考虑其施工特点，新增的水土保持措施以临时措施为主。可以在施工过程中同步进行布设并发挥水土保持的作用，以减少因施工而产生的水土流失。同时，新增以撒播种草为主的植物措施，并将主体工程中具有水土保持功能的设施纳入方案设计的水土流失防治体系，达到工程措施、植物措施和临时措施相结合的效果，最终建立完整有效的页岩气开发钻井平台水土流失防治体系。

项目水土保持方案经行政主管部门批复后，建设单位应将水土保持设计纳入主体工程设计，并按照方案设计及时落实施工期水土保持措施，同时加强施工管理，通过监理、监测等手段监督施工过程，发现问题并及时解决，使建设工程能够达到水土保持设施验收的要求。同时，建设单位需要注意的是，项目建成投产后仍然需要每年缴纳运行期的水土保持补偿费。

参考文献

[1] 何双振.水利水电工程水土保持方案问题研究[J].河南水利与南水北调，2019， 48（2）：9-10.

[2] 雷雨.水土保持方案后续设计探讨[J].河南水利与南水北调，2017（5）：15-16.

[3] 林军，林毓旗.开发建设项目水土保持方案编制技术探讨[J].中国农村水利水电，2017（1）：63-65，68.

责任编辑：黄艳飞

Abstract Examines the implementation of the project and the creation of the soil and water conservation strategy for the shale gas development project using the Yi 209 drilling project as an example， and it investigates the issues that were experienced. The projects soil and water conservation measures were logically designed in accordance with applicable standards for soil and water conservation programs， and the monitoring points were placed based on comprehensive project monitoring by combining the methods of investigation monitoring and patrol monitoring， etc.， so that the project indicators in the design level year meet the southwest purple soil level control standards.The payment standard of the compensation fee for soil and water conservation during the production period was clarified， and the levy of compensation fee for soil and water conservation during the construction and production period was explained because the project falls under the category of construction and production.

Key words Water and soil conservation schemes; Drilling project; Shale gas

作者簡介 杜大俊（1993—），男，安徽滁州人，助理工程师，主要从事水土保持新技术研究。