牛保國

(黑河市水務(wù)局,黑龍江 黑河 164300)

1 概 況

黑河市城區(qū)防洪工程于 1998年 9月開工,至 2002年 9月完成扶臂式擋土墻5 345m,工程量 72.18萬 m3,完成投資5 758.85萬元,完成工程已投入使用。黑河市城區(qū)防洪工程工程全長16.20 km(剩余未完部分長10.85 km),總工程量為198.25萬m3,總投資為11 223.27萬元。剩余未完工程變更后總工程量為126.07萬 m3,其中土方 125.84萬m3,砂石方1 096m3,混凝土1 206m3?？偼顿Y5 464.42萬元。

施工期及營運(yùn)期的水土流失防治是工程建設(shè)的一項重要問題,必須予以重視和妥善解決。以下將從施工期水土流失防治、環(huán)境影響預(yù)測與評價、生態(tài)環(huán)境影響分析和運(yùn)營期環(huán)境影響分析等方面對黑河市城區(qū)防洪工程與環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行分析和探討。

2 環(huán)境影響預(yù)測與評價

2.1 水土流失影響分析

黑河市城區(qū)屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候,夏季濕熱多雨,區(qū)域內(nèi)歷年平均降水量523.4mm,降水多集中在夏季,汛期(6～9月份)降水占全年降水量的 70%以上。堤防工程建設(shè)離不開土石方作業(yè),因施工取土改變了取土料場局部的地形地貌,破壞了地表植被,使表土層抗蝕能力減弱,極易產(chǎn)生水土流失。堤身填筑一般為黏土、壤土料,在雨季不可避免的產(chǎn)生一定程度的水土流失。黑河市城區(qū)防洪工程未完成工程施工期 9個月,動用大量土石方,這將不利于改善工程沿線區(qū)域由于自然及人為因素等業(yè)已存在的水土流失狀況。

2.2 水土流失產(chǎn)生原因

開挖面及松散堆積體在降水的擊濺、沖刷作用下,產(chǎn)生水力侵蝕。首先,在表面發(fā)生擊濺、層狀、鱗片狀面蝕。然后,面上徑流隨微地形進(jìn)行匯流產(chǎn)生溝蝕,隨著降雨次數(shù)和雨強(qiáng)的增加,表面平均侵蝕厚度不斷增加,坡面侵蝕溝發(fā)育頻數(shù)增加,侵蝕溝不斷加寬、加深、加長,侵蝕量逐漸增大。在產(chǎn)生水力侵蝕的過程中,坡面分散的地表徑流經(jīng)過淋洗作用挾帶走大量黏土、粉土等細(xì)小顆粒,使堆積物和堆積體在徑流和自重的作用下,物質(zhì)組成沿邊坡向下滾動瀉溜至坡腳形成瀉溜。

因此開挖面和松散堆積物產(chǎn)生的侵蝕類型有水力侵蝕和重力侵蝕兩種形式,水力侵蝕表現(xiàn)為擊濺、層狀、鱗片狀、礫石化面試及細(xì)溝侵蝕,重力侵蝕形式變現(xiàn)為瀉溜、滑坡、滑塌。

2.3 水土流失時段劃分

工程水土流失可分為工程建設(shè)期(包括施工準(zhǔn)備期)和植被自然恢復(fù)期兩個時段。工程建設(shè)期指工程施工準(zhǔn)備開始到工程竣工。這一時段內(nèi),由于施工前要清基;施工期間,要開挖基礎(chǔ)、運(yùn)輸建筑材料等,嚴(yán)重?fù)p壞原地貌、土壤植被及水土保持設(shè)施,導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞,林草、農(nóng)田毀壞,降低表層土壤的抗蝕性,造成嚴(yán)重的水土流失;填筑的防洪堤主堤、邊坡由于地面裸露,土體松散,易產(chǎn)生面蝕和細(xì)溝侵蝕。

植被自然恢復(fù)期指工程施工結(jié)束到地表植被在自然狀況下恢復(fù)到工程實(shí)施前的水平這一時段。在植被自然恢復(fù)期,開挖擾動地表、占壓土地和損壞林草植被的施工活動基本停止,因施工活動可能產(chǎn)生水土流失的各種因素在主體工程施工結(jié)束后逐漸消失,并且隨著時間的推移地表自然修復(fù)功能日益得到發(fā)揮,生態(tài)環(huán)境將逐步得到恢復(fù)和改善,水土流失量逐漸減少直至達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。但考慮到運(yùn)營初期各項措施的水土保持功能還未完全發(fā)揮作用,也可能造成一定程度的水土流失。

根據(jù)主體工程施工總進(jìn)度,確定該工程工程建設(shè)期為 9個月,運(yùn)行期(植被恢復(fù)期)為2 a。水土流失預(yù)測單元劃分及預(yù)測時段劃分情況見表1。

2.4 水土流失預(yù)測

2.4.1 水土流失預(yù)測內(nèi)容

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土保持方案技術(shù)規(guī)范》(SL204-98)規(guī)定,本項目水土流失預(yù)測內(nèi)容如下:

①原地貌損害、破壞植被情況的預(yù)測;②損壞水土保持設(shè)施的預(yù)測;③棄土、棄渣量的預(yù)測;④可能造成水土流失量的預(yù)測;⑤可能造成水土流失危害的預(yù)測。

表1 水土流失預(yù)測單元劃分及預(yù)測時段劃分表

2.4.2 水土流失預(yù)測方法

2.4.2.1 對原地貌、土壤、植被破壞情況的統(tǒng)計方法

通過分析主體工程的設(shè)計資料,結(jié)合現(xiàn)場勘察,對施工中開挖、占壓土地、破壞林草植被的種類、數(shù)量、程度及面積分別進(jìn)行統(tǒng)計測算。

2.4.2.2 損壞水土保持設(shè)施面積的統(tǒng)計方法

工程建設(shè)過程中將要損壞一定數(shù)量的水土保持設(shè)施。損壞的水土保持設(shè)施主要是原地貌和林草植被。根據(jù)工程設(shè)計資料,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查進(jìn)行統(tǒng)計。

2.4.2.3 造成水土流失量的預(yù)測

預(yù)測模式:

1)擾動前原生水土流失量(水土流失量背景值)的預(yù)測公式

式中:W0為水土流失量背景值t;M0為原地貌侵蝕模數(shù),t/km2?a;Fi為擾動的地表面積,km2;Ti為預(yù)測時段,a。

2)工程建設(shè)擾動地表造成的水土流失量預(yù)測公式

式中:W1為建設(shè)期擾動地表流失量,t;M1為擾動后地貌侵蝕模數(shù),t/km2?a;Fi為擾動的地表面積,km2;Ti為預(yù)測時段,a。

3)工程建設(shè)造成的新增水土流失總量

2.4.2.4 可能造成的水土流失危害預(yù)測方法

分析工程建設(shè)造成的對原生地貌的破壞、棄土和棄渣的堆積等實(shí)際情況,結(jié)合工程的設(shè)計資料,分析工程建設(shè)可能造成的水土流失危害。

2.4.3 水土流失預(yù)測結(jié)果

2.4.3.1 原地貌、土壤、植被破壞情況的預(yù)測結(jié)果

本工程占地面積為工程的永久性和臨時性占地面積的總和,即為原地貌、土壤、植被破壞面積。根據(jù)工程設(shè)計資料進(jìn)行統(tǒng)計,黑河市城區(qū)防洪工程未建工程原地貌、土壤、植被破壞面積為1.92 1km2。

2.4.3.2 損壞水土保持設(shè)施預(yù)測結(jié)果

根據(jù)調(diào)查,項目區(qū)具有水土保持功能的設(shè)施只有自然狀態(tài)下形成的植被和地表,無人工建設(shè)的水土保持設(shè)施,共計為1.771 km2,其中耕地0.21 km2、草地0.21 km2,行政區(qū)劃屬于黑河市愛輝區(qū)。

2.4.3.3 水土流失的預(yù)測結(jié)果

1)原生土壤原生土壤侵蝕模數(shù)的確定

工程擾動范圍的背景水土流失強(qiáng)度,根據(jù)愛輝區(qū)水土保持部門的統(tǒng)計及地方水利部門提供的資料綜合分析,確定原地貌土壤侵蝕模數(shù)。項目區(qū)土壤侵蝕模數(shù)為586.27 t/km2? a。

2)擾動后土壤侵蝕模數(shù)的確定

區(qū)域內(nèi)水土保持監(jiān)測實(shí)測數(shù)據(jù)和觀測資料很少,沒有能類比的工程。由于本工程以水力侵蝕為主,伴隨有局部的重力侵蝕,根據(jù)相關(guān)資料可知,項目建設(shè)期擾動后土壤侵蝕模數(shù)為原生侵蝕模數(shù)可增加 6～8倍,項目區(qū)擾動后土壤侵蝕模數(shù)介于3 517.62～4 690.16 t/km2?a,植被自然恢復(fù)期擾動后土壤侵蝕模數(shù)為原生侵蝕模數(shù)的 3～5倍,項目區(qū)擾動后土壤侵蝕模數(shù)介于1 758.81～2 931.35 t/km2?a。

對項目區(qū)各類水土流失因子進(jìn)行分析,確定工程建設(shè)期工程區(qū)擾動后土壤侵蝕模數(shù)在4 000 t/km2?a左右;植被自然恢復(fù)期工程區(qū)擾動后土壤侵蝕模數(shù)在2 000 t/km2?a左右。

3)水土流失量預(yù)測結(jié)果

根據(jù)擾動前后的土壤侵蝕模數(shù)及預(yù)測時段、單元、預(yù)測模式,計算黑河市城區(qū)防洪工程水土流失量,具體見表2、表3。

由表2可知,黑河市城區(qū)防洪工程未建工程項目區(qū)擾動前產(chǎn)生的水土流失背景值為2 837.53 t。

表2 擾動前建設(shè)期、運(yùn)行期水土流失量預(yù)測表

由表3可知,黑河市城區(qū)防洪工程未建工程新造成水土流失總量為11 836 t,其中項目建設(shè)期產(chǎn)生的水土流失總量為4 752 t,運(yùn)行期產(chǎn)生的水土流失總量為7 084 t。

表3 擾動后建設(shè)期、運(yùn)行期水土流失量預(yù)測表

根據(jù)水土流失量的預(yù)測計算,黑河市城區(qū)防洪工程未建工程項目區(qū)造成新增水土流失量為8 998.47 t,其中項目建設(shè)期產(chǎn)生的新增水土流失量為3 955.85 t,運(yùn)行期產(chǎn)生的新增水土流失量為5 042.62 t。

工程建設(shè)取土采用集中取土方式,以減少分散取土造成的地表裸漏面積的增大,減少水土流失面積;減少施工便道的長度和不必要的土地占用及植被破壞;取土場開采后及時清理、平整,復(fù)墾,或植樹造林、植草綠化后,造成水土流失現(xiàn)象影響較小。

3 生態(tài)環(huán)境影響分析

3.1 土地利用影響

已建的城區(qū)護(hù)岸工程不新征土地,是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行扶臂式擋土墻的建設(shè)。黑河市城區(qū)防洪工程未完成工程實(shí)際占用土地類型及數(shù)量見表4。

表4 未完成防洪工程占用土地情況一覽表

防洪工程新增占地占周圍地區(qū)土地總量的 0.67%,因此,與總量相比工程占地是很小。占用耕地為永久性占地,被占用的耕地將永遠(yuǎn)喪失原有功能,這無疑會對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一定的影響。

此外,在施工過程中,將造成少量土地表層及其植被破壞,表層耕作層被污染或喪失,性質(zhì)變化,保水保肥性下降等。

3.2 植物和動物影響評價

3.2.1 植物影響分析

5+345～9+365段伐護(hù)堤林1 775棵,11+672～14+497段伐護(hù)堤林 374棵,合計伐樹2 149棵。由于工程沿線人類活動頻繁,野生植物數(shù)量不多,主要為人工護(hù)堤林,主要為楊樹等,伐樹后將會造成堤防水土流失現(xiàn)象加劇。由于施工期較短,施工結(jié)束后對堤防進(jìn)行綠化恢復(fù),可減輕水土流失現(xiàn)象。

3.2.2 區(qū)域植被的影響分析

工程周圍植被最大變化發(fā)生在施工過程,首先是征用土地,破壞綠色植被。其次在施工過程中,堤壩兩側(cè)50m范圍內(nèi)的植被將遭受施工人員和施工機(jī)械的破壞。取土場表層植被破壞主要是取土、施工機(jī)械、運(yùn)輸車輛的碾壓和施工人員活動的破壞。一般來說,這種破壞是毀滅性的,取土場應(yīng)根據(jù)取土后土地的利用規(guī)劃,進(jìn)行植被補(bǔ)償及恢復(fù);施工區(qū)域的植被當(dāng)外界破壞因素完全停止后將向著受破壞之前的類型恢復(fù),恢復(fù)和演替的速度決定于外界因素作用的程度和持續(xù)時間長短,一般是工程竣工后 2～3a植被可基本恢復(fù)。

3.2.3 水生生物影響分析

工程實(shí)施后,東四嘉子閘及堤防路線對水利條件改變不大,對河流河道、水文、水質(zhì)及水生生物生態(tài)基本無影響。

4 運(yùn)營期環(huán)境影響分析

4.1 社會環(huán)境影響分析

黑河市城區(qū)防洪工程在提高黑河市抗洪能力、減少洪災(zāi)損失、改善投資環(huán)境、美化城市等方面具有重要的社會意義。

4.2 對城市排澇、抗洪的影響

黑河市城區(qū)防洪工程修建完工后,可使黑河城區(qū)的防洪工程形成一個閉合圈,使整個工程形成完整的防洪體系,將原不足防御20a一遇洪水的防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到防御50 a一遇的洪水;設(shè)置強(qiáng)排站,將內(nèi)水標(biāo)準(zhǔn)提高至20 a一遇。這樣就能滿足黑河市城區(qū)的防洪要求,保證沿江工廠的正常生產(chǎn)和沿江居民的生命財產(chǎn)的安全。

4.3 對社會經(jīng)濟(jì)的影響

該工程完工后將增加保護(hù)耕地的面積,將黑龍江大橋橋頭區(qū)9.98 km2面積的得到有效利用;避免了堤線與黑河城區(qū)至長發(fā)屯村公路兩次交叉;改善經(jīng)濟(jì)合作區(qū)的投資環(huán)境;促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的快速、持續(xù)發(fā)展,改善城區(qū)社會環(huán)境。為黑河市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,社會的穩(wěn)定起到巨大的作用。

4.4 工程建設(shè)景觀影響分析

原城區(qū)護(hù)岸建于 1963年,岸頂塌陷,岸頂人行道砌塊破碎,干砌石護(hù)坡脫落破壞嚴(yán)重。原城區(qū)防浪墻防洪標(biāo)準(zhǔn)低,抗洪能力差,多處出現(xiàn)裂縫。對黑河城區(qū)防洪構(gòu)成巨大威脅,同時影響城市的景觀。

黑河市城區(qū)段堤防建成后,提高了市區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。采用立壁式混凝土擋土墻,岸頂建成沿江黑龍江公園,由廣場、噴泉、花圃、草坪、雕塑等構(gòu)成,改變了原來的臟亂差的環(huán)境,大大美化了城市環(huán)境,提高了黑河知名度,極大提高了市民的生活質(zhì)量。提高了綠化率。城區(qū)護(hù)岸工程綠化面積54.5 hm2。主要綠色植物:云杉、樟松、落葉松、柳樹、銀中楊、柳樹、丁香、桃紅、黃菠蘿、黃槐、玫瑰等。沿江公園主要為黑龍江公園、王肅公園。

黑河市城區(qū)護(hù)岸采取工程措施與生態(tài)措施相結(jié)合方式,增加綠地,為居民提供較好的休閑娛樂場地,改善了城市的景觀環(huán)境。建成美觀的帶狀景觀線,為現(xiàn)代化城市生活創(chuàng)造輕松、舒適的環(huán)境,為市民和游客提供旅游觀光、休閑健身的好場所,有利于市民的健康和生活。