福建省環(huán)境科學(xué)研究院韓德飛

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淺析長(zhǎng)輸管道工程建設(shè)中的水土流失防治對(duì)策

福建省環(huán)境科學(xué)研究院
韓德飛

[摘要]隨著我國(guó)輸油氣等長(zhǎng)輸管道建設(shè)步伐的加快，因管道工程建設(shè)造成的水土流失問(wèn)題日益突出，引起社會(huì)各界的關(guān)注。該文在分析輸油氣管道建設(shè)中水土流失特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，探討其防治對(duì)策和方法。

[關(guān)鍵詞]長(zhǎng)輸管道工程 水土流失 防治對(duì)策

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與油氣資源需求劇增，輸油氣管道憑借其運(yùn)輸量大、效率高、費(fèi)用低、能耗小等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，已成為我國(guó)能源輸送的發(fā)展重點(diǎn)[1]。然而，長(zhǎng)輸管道工程在建設(shè)與運(yùn)營(yíng)過(guò)程中都會(huì)對(duì)區(qū)域自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境以及社會(huì)環(huán)境造成一定的擾動(dòng)，尤其加重了管道沿線的土壤侵蝕和水土流失，影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[2-4]。目前，建設(shè)1km管道就要增加355t的水土流失，排在煤礦、鐵路和公路項(xiàng)目之后，位列第四[5]。隨著我國(guó)油氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)步伐和規(guī)模的不斷加快，長(zhǎng)輸管道工程建設(shè)引發(fā)的水土流失問(wèn)題變得日益突出，已引起社會(huì)各界的關(guān)注。

1 水土流失特點(diǎn)

1.1 呈線狀分布

輸油氣管線工程屬線狀開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目，工程建設(shè)線路長(zhǎng)、管道作業(yè)帶較窄，工程擾動(dòng)地表和損壞植被呈顯著的線狀分布，所造成的水土流失也呈線狀分布。

1.2 類型多樣

輸油氣管道工程建設(shè)線狀延伸距離長(zhǎng)、空間跨度大，工程穿越的地貌類型、土地利用類型多樣，導(dǎo)致土壤侵蝕程度、方式和類型的多樣化，造成工程沿線的新增水土流失的類型復(fù)雜多樣[6]。

1.3 流失強(qiáng)度空間分布差異大

輸油氣管道工程施工工藝復(fù)雜多樣，包括管道開(kāi)挖、頂管穿越、定向鉆穿越和圍堰開(kāi)挖等各種施工方法，由于施工工藝不同，以及地表狀況、土壤抗蝕性能、植被類型和植被覆蓋程度差異較大，導(dǎo)致工程建設(shè)引發(fā)的水土流失強(qiáng)度在空間上分布不均勻、區(qū)段差異明顯[7]。

1.4 發(fā)生時(shí)段集中

受區(qū)域氣候及施工工藝的影響，輸油氣管道水土流失主要發(fā)生于雨季中的施工建設(shè)階段。施工過(guò)程不僅破壞了管道沿線原有地貌和植被，降低土體抗蝕能力，加劇土壤侵蝕；還產(chǎn)生了大量的棄土、棄渣，在強(qiáng)降雨作用下，易發(fā)生強(qiáng)烈的水土流失。

2 水土流失防治措施

根據(jù)輸油氣管道建設(shè)特征及工程沿線水土流失特點(diǎn)，工程水土流失防治措施應(yīng)采取劃分水土流失防治分區(qū)，有針對(duì)性地對(duì)重點(diǎn)防治區(qū)進(jìn)行防護(hù)，區(qū)別對(duì)待。同時(shí)，將工程措施與植物措施、永久措施與臨時(shí)措施相結(jié)合，做到“點(diǎn)、線、面”相結(jié)合。

常見(jiàn)工程措施主要包括擋土/渣墻、截/排水溝、表土剝離及覆土等；植物措施主要包括三維植被網(wǎng)、植物生長(zhǎng)袋、苗木移植等；臨時(shí)措施主要包括臨時(shí)攔擋、臨時(shí)排水溝、臨時(shí)沉沙池、施工場(chǎng)地硬化層拆除等。在實(shí)施各種防護(hù)措施時(shí)，需要考慮防護(hù)措施的互補(bǔ)性和有效性，避免不同措施的重復(fù)和無(wú)效，最大程度地提升防護(hù)措施的水土保持防治效果。

3 工程實(shí)例

某天然氣管道工程位于閩東南丘陵臺(tái)地區(qū)，管道長(zhǎng)380km。管道沿線以丘陵、臺(tái)地地貌為主，山地、平原相間，地層巖性主要為第四系沖洪積黏性土，地帶性土壤主要為磚紅壤性紅壤，植被主要為常綠闊葉林，地處南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量1500mm～1700mm，暴雨頻繁，水土流失以水力侵蝕為主。區(qū)域內(nèi)人口密度大，墾殖指數(shù)高，河網(wǎng)密集，工程占地以經(jīng)濟(jì)林和果林為主，占用耕地較少。

根據(jù)工程自身特點(diǎn)，將水土流失防治區(qū)劃分為管道作業(yè)區(qū)、山體隧道穿越區(qū)、河流穿越區(qū)、公路及鐵路穿越區(qū)、道路區(qū)、站場(chǎng)閥室區(qū)、取棄土場(chǎng)區(qū)及棄渣場(chǎng)區(qū)。水土流失防治措施體系由預(yù)防保護(hù)措施和綜合治理措施兩大部分組成。其中，綜合治理措施主要有臨時(shí)防護(hù)措施、工程措施和植物措施。

3.1 預(yù)防保護(hù)措施

項(xiàng)目區(qū)屬于山地丘陵區(qū)，降水量大，且管道線路長(zhǎng)、施工類別多、土石方量大，工程建設(shè)容易引發(fā)大量水土流失，對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。因此，必須采取有效的預(yù)防保護(hù)措施，控制人為水土流失。

3.1.1 加強(qiáng)宣傳，提高水土保持意識(shí)

采取多種方式進(jìn)行水土保持宣傳，增強(qiáng)施工單位的水土保持意識(shí)，牢固樹(shù)立珍惜土地、保護(hù)生態(tài)的理念。加強(qiáng)水土保持技術(shù)培訓(xùn)，使施工單位在施工過(guò)程中能夠采取簡(jiǎn)便易行的臨時(shí)措施來(lái)防治水土流失。

3.1.2 建立健全水土保持預(yù)防保護(hù)制度

建設(shè)單位應(yīng)按照水土保持法律法規(guī)要求，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)建立水土保持預(yù)防保護(hù)相關(guān)管理制度，并納入項(xiàng)目管理制度體系；落實(shí)目標(biāo)責(zé)任制，明確建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理和監(jiān)測(cè)單位的職責(zé)，為水土保持預(yù)防保護(hù)工作提供重要制度保障。

3.1.3 嚴(yán)格施工管理

嚴(yán)格劃定管道作業(yè)帶范圍，不得隨意擴(kuò)大，盡可能減少對(duì)土壤植被和農(nóng)田作物的破壞；施工器材應(yīng)集中存放在作業(yè)帶內(nèi)的指定位置，嚴(yán)禁亂堆亂放；及時(shí)組織開(kāi)展水土保持監(jiān)理、監(jiān)測(cè)工作，水土保持監(jiān)理盡量與主體工程監(jiān)理相結(jié)合，切實(shí)落實(shí)各項(xiàng)水土保持措施，加強(qiáng)施工中不利于水土保持行為的管理，預(yù)防發(fā)生水土流失突發(fā)性事件。

3.1.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)，規(guī)范施工

合理安排施工時(shí)序，優(yōu)化施工工藝。盡量避開(kāi)雨季施工。土石方開(kāi)挖前先進(jìn)行表土剝離并防護(hù)，管溝開(kāi)挖后及時(shí)回填、碾壓，減少松散堆土裸露時(shí)間，回填后及時(shí)恢復(fù)植被。盡量減少土石方開(kāi)挖量，做到土石方挖填平衡，禁止棄渣亂堆亂放。盡量減少邊坡開(kāi)挖，及時(shí)做好邊坡防護(hù)及排水工程，做到施工一段、保護(hù)一段。

3.2 綜合防治措施

3.2.1 臨時(shí)防護(hù)措施

管道工程線路長(zhǎng)，施工過(guò)程中土石方開(kāi)挖、回填量大，遇強(qiáng)降水極易造成嚴(yán)重的水土流失。為減少施工過(guò)程中的水土流失，保護(hù)耕地生長(zhǎng)力，確保施工順利、安全，在施工過(guò)程中需及時(shí)布設(shè)臨時(shí)防護(hù)措施。如進(jìn)行表層熟土剝離和保護(hù)，挖方臨時(shí)攔擋，填方邊坡臨時(shí)裝袋壓蓋，臨時(shí)堆土覆蓋和草袋擋護(hù)；施工單元周邊布設(shè)臨時(shí)排水溝等。

3.2.2 工程措施

工程措施具有見(jiàn)效快、保障高的特點(diǎn)，管道工程建設(shè)中較為有效的工程措施包括：

3.2.2.1排水工程。管道在山前臺(tái)地經(jīng)過(guò)時(shí)，為防止洪水對(duì)管道的沖刷，在坡面上游建立喇叭型排洪導(dǎo)流堤，將上游坡面與溝道水匯集后通過(guò)管道作業(yè)帶，在集中通過(guò)地方采用地下?lián)鯄刂魄治g基準(zhǔn)面，擋墻之后采用鉛絲籠柔性護(hù)坡，減少集中水流對(duì)地面的沖刷。伴行道路一般建設(shè)在管道上游，并修筑排水溝，對(duì)集中水流通過(guò)管道有很好的保護(hù)作用。集中水流垂直通過(guò)管道時(shí)，順?biāo)鞣较騼蓚?cè)采取工程護(hù)坡，防止淘蝕。

3.2.2.2管道作業(yè)帶改變?cè)乇硭臓顟B(tài)的防護(hù)措施。管道通過(guò)石質(zhì)地區(qū)時(shí)，因?yàn)楣艿荔w積和挖方松散系數(shù)原因，剩余一部分管溝開(kāi)挖土石方量，這部分渣量通常采用兩種處理方法，第一種方法是在管道作業(yè)帶上采用間隔的條帶棄渣，每個(gè)條帶周邊采用干砌石護(hù)坡，間隔處一般選在地勢(shì)相對(duì)低洼地方，方便水流通過(guò)；第二種方法是將剩余的渣量平鋪在管道作業(yè)帶上，考慮過(guò)水需要，每隔一段距離設(shè)置一過(guò)水通道。直接在管道作業(yè)帶上處理?xiàng)壴?，可以有效減少工程占?jí)旱乇砻娣e。

3.2.2.3場(chǎng)地排水系統(tǒng)。沿場(chǎng)區(qū)周邊布設(shè)漿砌石排水溝，排水溝常用矩形與梯形斷面，排水出口以明渠和暗涵的方式接入自然排水系統(tǒng)。

3.2.2.4棄渣場(chǎng)綜合防護(hù)。根據(jù)渣場(chǎng)地理位置和周邊環(huán)境狀況，在渣場(chǎng)周邊布設(shè)排水設(shè)施，在棄渣場(chǎng)坡腳攔擋措施等，棄渣場(chǎng)邊坡削坡后采用框格植草護(hù)坡或干砌石護(hù)坡，棄渣場(chǎng)平整后植樹(shù)種草。

3.2.2.5開(kāi)挖、填方邊坡坡腳防護(hù)。一般修筑擋土墻，根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯晏卣髦岛推旅嫫露冗M(jìn)行設(shè)計(jì)。常見(jiàn)擋土墻斷面采用重力式梯形擋墻，頂寬一般為50cm，高1.0～2.0m，外坡比1:0.5～1:1.0。

3.2.2.6開(kāi)挖、填方邊坡坡面防護(hù)。應(yīng)根據(jù)坡面來(lái)水情況和下墊面組成，在坡面頂部布設(shè)截洪、排水溝，坡體采用干（漿）砌塊石、草袋土護(hù)坡、植物護(hù)坡等進(jìn)行綜合防護(hù)。

3.2.2.7園地和坡耕地防護(hù)。在管溝開(kāi)挖前先對(duì)管道作業(yè)帶的表土進(jìn)行剝離和保護(hù)；管溝開(kāi)挖過(guò)程中，將開(kāi)挖土石方集中堆放于管溝一側(cè)，并及時(shí)采取臨時(shí)防護(hù)措施；管道敷設(shè)完畢后及時(shí)對(duì)破壞的耕地、園地實(shí)施表土還原，恢復(fù)農(nóng)田田坎、灌排溝渠及田間道路、結(jié)合耕地復(fù)耕進(jìn)行坡改梯等。

3.2.3 植物措施

植物措施對(duì)改善項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重要作用，包括辦公場(chǎng)所園林綠化，開(kāi)挖、填方邊坡植物護(hù)坡，臨時(shí)占地植被恢復(fù)措施，棄渣場(chǎng)綠化、復(fù)耕措施等。在樹(shù)種、草種選擇上，以鄉(xiāng)土樹(shù)種為主，同時(shí)兼顧種植保持水土效果好、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的樹(shù)種、草種和花卉。在站場(chǎng)綠化美化方面，可采用預(yù)制方格植草，組團(tuán)綠化與綠籬相結(jié)合，能起到很好的綠化美化效果。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、能源需求的急劇增長(zhǎng)及能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，油氣資源的管道輸送將成為我國(guó)能源輸送的必然發(fā)展趨勢(shì)。然而，輸油氣管線工程在建設(shè)與運(yùn)營(yíng)中會(huì)對(duì)區(qū)域自然生態(tài)及社會(huì)環(huán)境造成一定的影響，尤其是加重了管道沿線區(qū)域的水土流失。本文針對(duì)輸油氣管線工程建設(shè)的特征以及造成的水土流失呈現(xiàn)線狀分布、類型多樣、強(qiáng)度空間分布差異大和發(fā)生時(shí)段集中等特點(diǎn)，提出“點(diǎn)、線、面”聯(lián)合，劃分水土流失防治分區(qū)，提出工程措施、植物措施和臨時(shí)措施相結(jié)合的防治措施，為輸油氣管道工程建設(shè)的水土流失綜合防治提供一定的科學(xué)借鑒。

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