摘 要：為了解決山東彼那尼榮安水泥有限公司二期擴建熟料生產線項目水土保持的難題，通過水土保持預測、監(jiān)測等技術，增加了防治措施，提供了工程的水土流失防治水平，減輕或降低嚴格限制因素造成的水土流失及危害。對項目區(qū)域內的水文、地貌等情況進行了調查研究。依據收集的資料提出了，采用防控結合的水土保持方案。介紹了水土保持技術的措施關鍵點。經過運營監(jiān)測，證明該方案是正確可行的，可以為以后類似工程借鑒應用。

關鍵詞：水土 保持 監(jiān)測 措施 遙感 頻次

中圖分類號：TQ172文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0101-03

水泥是國民經濟的基礎原材料，我國水泥工業(yè)發(fā)展取得了很大成績，產量已多年位居世界第一，保障了國民經濟發(fā)展的需要。但是，當前我國水泥工業(yè)結構性矛盾仍十分突出，主要表現是經營粗放，生產集中度和勞動生產率均比較低，資源和能源消耗高，環(huán)境污染比較嚴重，特別是立窯、濕法窯、干法中空窯等落后技術裝備還占相當比重，可持續(xù)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)。地方各級人民政府要依法關停并轉規(guī)模小于20萬 t環(huán)?；蛩噘|量不達標的企業(yè)。同時鼓勵地方和企業(yè)以淘汰落后生產能力方式發(fā)展新型干法水泥，重點支持在有資源的地區(qū)建設日產4000 t及以上規(guī)模新型干法水泥項目，鼓勵企業(yè)實施改善品種、提高質量、節(jié)能降耗、環(huán)境保護等方面的技術改造。

該文結合了國內、外水土保持的控制技術，針對山東彼那尼榮安水泥有限公司二期擴建熟料生產線項目的復雜情況，結合多種水土保持技術，深入分析研究，制定了水土保持方案。該方案的成功應用，可為水泥廠改擴建項目的水土保持提供參考依據，豐富了工程施工技術。

1 工程概況

山東彼那尼榮安水泥有限公司二期擴建熟料生產線項目位于山東省日照市莒縣，擬建廠址距離東莞鎮(zhèn)政府駐地約3 km左右，西50 m處有一條縣級公路，與206國道相連，交通方便。

生產線項目采用新型干法預分解生產工藝，建設一條4000 t/d水泥熟料生產線，年產水泥124萬 t，配套建設低溫余熱發(fā)電設施，余熱工程裝機12 MW，年發(fā)電量約7848萬 kwh，年供電量約7298.6萬 kwh。工程總投資82900萬元，其中土建投資18238萬元。本項目工程特性表見表1。

2 水土流失狀況

根據文獻[1]并結合現場調查，廠區(qū)和皮帶輸送區(qū)所在地處于輕度侵蝕范圍，年均土壤侵蝕模數為1700 t/km2.a，施工期間土壤侵蝕模數為5760 t/km2·a；礦山工業(yè)場地區(qū)、礦山開采區(qū)屬于中度侵蝕范圍，年均土壤侵蝕模數為4600 t/km2.a，施工期間土壤侵蝕模數為7200 t/km2·a。根據文獻[2]規(guī)定，項目區(qū)水土流失容許值為200 t/km2.a。項目區(qū)土壤侵蝕類型及強度分布見圖1。

3 水土保持工程設計措施

工程建設期間，主體工程設計必須保證安全，并采取具有水土保持功能的防護措施，同時將施工組織設計的水土保持措施并入本案，共同做到水土保持的效果。水土保持設計措施主要針對以下幾方面。

3.1 廠區(qū)

工程措施主要包括廠區(qū)的擋土墻工程、排水工程、防洪溝工程，排水順接工程、集雨池工程、植草磚工程、整地工程；植物措施為新增的廠區(qū)綠化措施、植草磚穴播種草；臨時措施為臨時攔擋、臨時道路和臨時排水溝措施、臨時覆蓋等措施。

雨季是水土保持防洪的重要時期，本工程針對廠區(qū)防洪溝工程進行了重點設計。在廠區(qū)圍墻西側和南側新建防洪溝，雨水經匯集后，最終排至廠外沖溝。防洪溝總長度為960 m，斷面為梯形，漿砌石砌筑，厚20 cm，底寬1.5 m，深1.5 m，邊坡1∶0.5，安全超高0.2 m，溝底比降1/1000，糙率0.025。并采用明渠均勻流公式復核截洪溝的過水能力：

該防洪溝匯水面積F=0.5 km2，徑流系數k=0.30，其20年一遇，24h清水洪峰流量Qb=0.278kiF=0.278×0.30×58.96×0.5 =2.45 m3/s。設計防洪溝輸水能力大于20年一遇排水流量，能夠滿足要求。

3.2 礦山工業(yè)場地區(qū)

工程措施主要有排水工程、排水順接工程、整地工程；植物措施為場地綠化措施；臨時措施為臨時攔擋措施、臨時覆蓋措施。

3.3 礦山開采區(qū)

工程措施主要有截排水工程；臨時措施為修建臨時排水溝措施、臨時擋土埂措施和臨時覆蓋措施。

3.4 皮帶輸送區(qū)

工程措施為整地工程；植物措施為綠化措施；臨時措施為臨時擋土埂措施。

4 水土保持監(jiān)測及效果

水土保持監(jiān)測包括工程建設期水土流失狀況及危害，同時在運行期進行同步監(jiān)測。主要內容包括影響水土流失主要因子監(jiān)測、水土流失狀況監(jiān)測、水土流失災害監(jiān)測和水土保持工程效益監(jiān)測。

監(jiān)測要緊密結合6項指標進行，主要監(jiān)測內容包括擾動地表面積、占壓損壞的水土保持設施面積、造成水土流失的面積、水土保持措施防治面積、擾動前后及治理后的土壤侵蝕模數、土石方開挖回填量和棄土棄渣量、林草植被布設面積、恢復植被措施總面積等。礦山開采區(qū)監(jiān)測的重點內容為：包括監(jiān)測區(qū)內的降雨量、風、地形地貌、地面組成物質、植被類型及覆蓋度、水土保持設施數量和質量等；運行期的土壤侵蝕類型、強度、程度、分布和土壤侵蝕總量，以及地表徑流變化等；運行期對周邊地區(qū)的影響等；各項水土流失防治措施控制水土流失的效果、改善生態(tài)環(huán)境的效果等。

4.1 水土保持監(jiān)測的重點區(qū)域

本項目水土保持監(jiān)測時段集中于建設期，監(jiān)測的重點區(qū)域為廠區(qū)、礦山開采區(qū)等區(qū)域，同時對本方案實施至設計水平年期間的水土流失狀況進行調查分析。

4.2 水土保持監(jiān)測的主要方法

目前，國內開發(fā)建設項目普遍采取的水土保持監(jiān)測方法主要包括地面監(jiān)測方法和調查監(jiān)測方法兩種。地面監(jiān)測法包括小區(qū)觀測法、典型樣地調查、控制站觀測法、簡易觀測場法等；調查監(jiān)測法包括詢問法、資料收集法、典型調查法、重點調查法、普查法和抽樣調查法等。根據文獻[3]及本項目特點，本項目后期監(jiān)測主要采用地面監(jiān)測法和調查監(jiān)測法相結合的監(jiān)測方法。本方案前期的監(jiān)測數據采用高精度遙感圖像對比分析法進行。

4.2.1 高精度遙感圖像對比分析法

本方案由于已經施工，前期的監(jiān)測數據采用高精度遙感圖像對比分析法進行分析，主要是通過購買08年～10年的高精度遙感圖像分析得出監(jiān)測數據。

4.2.2 地面監(jiān)測方法

本項目后期監(jiān)測主要采取的地面監(jiān)測方法包括簡易水土流失觀測場法和沉沙池觀測法。

（1）簡易水土流失觀測場法：在土石方開挖、填筑、臨時剝離表土等不同土（石）質類型、不同坡度等坡面上設簡易觀測場，在場內將直徑0.5～1.0 cm，長50～150 cm的鋼釬按“品”字形間隔一定距離（視坡面面積而定），分上坡、中坡、下坡，左側、居中、右側縱橫各三排（共九條）沿鉛垂方向打入地下，釘帽與地面齊平，并在釘帽上涂上紅漆，編號登記上冊。坡面面積較大時，為提高精度，可將鋼釬密度加大。觀測頻率以每10 d觀測一次為準，24 h降雨量超過50 mm或風速大于10.8 m/s的大風日加測。觀測釘帽出露地面的高度變化，計算土壤侵蝕深度和土壤侵蝕量，計算公式如下：

A=ZS/1000cosθ

式中：A—— 土壤侵蝕量，m3；

Z—— 侵蝕厚度；

S—— 水平投影面積，m2；

θ—— 斜坡坡度，度。

（2）沉沙池觀測法：在路基排水邊溝處修建沉沙池，安裝自計水位計、水樣采集、分析設備和烘干設備。主要觀測項目有雨量、水位和流量、泥沙含量等。通過測量沉沙池的輸沙量和淤積量，推算匯流面積的施工期土壤侵蝕模數。

4.2.3 調查監(jiān)測方法

地面調查主要用于項目施工期的擾動地表面積、破壞林草植被面積、損壞水土保持設施情況及水土保持設施的運行情況；自然恢復期水土保持措施保存、運行情況及水土流失危害監(jiān)測。調查監(jiān)測是指定期采取全區(qū)域調查的方式，通過現場實地勘測，采用GPS定位儀結合1∶5000地形圖、全站儀、照相機、標桿、尺子等工具，按不同工程擾動類型分類測定擾動面積。填表記錄每個分項工程區(qū)的基本特征（特別是開挖面坡長、坡度、巖石類型等）及水土保持措施（工程措施、植物措施、臨時措施等）實施效果情況。主要有抽樣調查法和巡查法。對于項目區(qū)水土流失影響因子，建議和當地氣象、水利部門合作，以資料收集為主。在項目建設過程中，還要采用詢問法對周邊群眾咨詢，掌握本項目對當地及周邊地區(qū)的影響和危害情況。監(jiān)測要緊密結合六項指標進行，各指標的監(jiān)測方法、內容及點位設計均應符合規(guī)范要求。

4.3 水土保持監(jiān)測的時間和頻次

由于各監(jiān)測時段內容的重點、監(jiān)測因子的特點互不相同，因此，各監(jiān)測點的監(jiān)測頻次也略有不同，一般來說，正式實施的水土保持措施建設情況至少每10 d監(jiān)測記錄一次，擾動地表面積、水土保持工程措施攔擋效果至少每1個月監(jiān)測記錄一次，主體工程建設進度、水土流失影響因子、水土保持植物措施生長情況等至少每3個月監(jiān)測記錄一次。遇暴雨、大風等情況應及時加測。水土流失災害事件發(fā)生后1周內完成監(jiān)測。

在監(jiān)測時間上，建設期監(jiān)測時間從現在（編制水保方案時間）開始至設計水平年（2012年）結束，當地土壤侵蝕類型主要為水力侵蝕，監(jiān)測頻次必須達到文獻[4]的要求。運行期監(jiān)測時段為首采區(qū)的服務年限即兩年，監(jiān)測的重點區(qū)域為礦山開采區(qū)，監(jiān)測的方法采用巡查法。

4.4 水土保持監(jiān)測點的設置

本項目后期水土保持監(jiān)測共設5個固定監(jiān)測點，其中，廠區(qū)2個、礦山工業(yè)場地區(qū)1個、礦山開采區(qū)1個、皮帶輸送區(qū)1個。

廠區(qū)的水土流失量、水土流失災害及水土保持效果監(jiān)測點設在沉砂池和簡易徑流場，并對廠區(qū)內的植被恢復狀況進行樣地調查；礦山開采區(qū)監(jiān)測點選擇流域匯水出水口處，并對植被狀況采取樣地調查。

5 水土保持監(jiān)測成果及效果

水土保持監(jiān)測成果應包括水土保持監(jiān)測報告、監(jiān)測表格及相關的監(jiān)測土建等。

通過本方案進行的水土保持監(jiān)測，在施工建設過程中的水土流失進行實時監(jiān)測和監(jiān)控，掌握建設生產過程中水土流失發(fā)生的時段、強度等情況，反映項目建設過程中引起的水土流失危害，正確分析評價水土流失綜合防治措施實施的效果，并依據監(jiān)測結果和標準，及時補充和完善相應的水土流失防治措施，最大限度地減少水土流失。

6 結語

本方案結合主體工程已經開始施工的特點，從分析主體工程組成入手，通過對項目區(qū)內的水土流失因素分析、水土流失量調查及預測，明確項目建設造成水土流失的重點區(qū)域和重點時段，結合主體工程設計及施工組織設計中的水土流失防治措施設計情況，新增部分水土流失防治措施，構建了水土流失綜合防治體系，并根據防治措施的工程量進行投資概算和效益分析。方案還就后期水土流失的重點區(qū)域和重點時段設計了可行的水土流失監(jiān)測方案，提出了方案實施的保證保障措施等。

本方案根據項目目前的設計情況，從水土保持角度分析，不存在絕對限制性因素，并且主體工程建設用地的選取也滿足盡量少占水土保持設施的要求，項目的建設具有可行性。

本方案實施后，建設期和運行期水土流失將得到有效控制，設計水平年時項目建設區(qū)域擾動土地整治率達到99.74%，水土流失總治理度達到99.13%，攔渣率達到98.36%，土壤流失控制比達到1.0，植被恢復指數達到99.13%，林草覆蓋率達到29.98%。水土流失防治各項效果均達到或超過了水土流失防治目標值，有效地遏制了區(qū)域內生態(tài)環(huán)境的惡化，生態(tài)效益顯著。綜上所述，從水土保持角度評價和實施效果分析，本項目建設是可行的，可為以后類似工程借鑒提供參考依據。

參考文獻

[1]莒縣人民政府.莒縣水土保持生態(tài)環(huán)境建設規(guī)劃.1999.

[2]中華人民共和國水利部.SL190—2007土壤侵蝕分類分級標準[S].北京：水利水電出版社，2008.

[3]中華人民共和國水利部，SL277-2002，水土保持監(jiān)測技術規(guī)程[S].北京：水利水電出版社，2002.

[4]中華人民共和國水利部，水?！?009】187號關于規(guī)范生產建設項目水土保持監(jiān)測工作的意見[S].2009.