桑廣新

(遼寧水利土木工程咨詢(xún)有限公司，沈陽(yáng) 110077)

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遠(yuǎn)東銅業(yè)工藝技術(shù)改造項(xiàng)目水土流失預(yù)測(cè)分析

桑廣新

(遼寧水利土木工程咨詢(xún)有限公司，沈陽(yáng) 110077)

遼寧遠(yuǎn)東銅業(yè)有限公司節(jié)能減排工藝技術(shù)改造項(xiàng)目是遼寧遠(yuǎn)東銅業(yè)有限公司技術(shù)改造、綜合利用回收的項(xiàng)目，主要是通過(guò)技術(shù)改造，減少生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染。文章對(duì)其基本概況和工程項(xiàng)目概況進(jìn)行了簡(jiǎn)述，主要對(duì)工程效益監(jiān)測(cè)進(jìn)行了探討，通過(guò)分析與探討為工程建設(shè)水土保持的水土流失監(jiān)測(cè)提供了依據(jù)，也為類(lèi)似工程建設(shè)的水土流失監(jiān)測(cè)分析提供參考和借鑒作用。

水土保持；水土流失；監(jiān)測(cè)；銅業(yè)項(xiàng)目；改造

1　基本概況

阜蒙縣北部有努魯爾虎山脈，南部有醫(yī)巫閭山脈，兩山脈北部末端在縣大巴鎮(zhèn)、招束溝鄉(xiāng)交匯，構(gòu)成了縣與遼河平原的一個(gè)天然區(qū)界巒嶺連綿聳峙，搭起了低山丘陵之骨架，相對(duì)高度顯著[1]?？h境內(nèi)地勢(shì)西北低山、丘陵，東部平洼，南部低山、北部丘陵，中部低丘、平原。有海拔高500m以上山頭235個(gè)、600m以上山峰11座，縣域面積6 246 km2。

2　項(xiàng)目概況

遼寧遠(yuǎn)東銅業(yè)有限公司節(jié)能減排工藝技術(shù)改造項(xiàng)目建設(shè)單位為遼寧遠(yuǎn)東銅業(yè)有限公司。項(xiàng)目位于阜新市阜蒙縣東側(cè)約3km，廠區(qū)南側(cè)距離204省道約100m，廠區(qū)南側(cè)圍墻緊臨鐵路線，已有鐵路專(zhuān)運(yùn)線進(jìn)入廠區(qū)，原料以及產(chǎn)品的公路、鐵路運(yùn)輸都十分便利。本項(xiàng)目是遼寧遠(yuǎn)東銅業(yè)有限公司技術(shù)改造、綜合利用回收項(xiàng)目，以先進(jìn)的富氧側(cè)吹熔池熔煉——轉(zhuǎn)爐吹煉取代目前落后的鼓風(fēng)爐——連吹爐工藝，粗銅冶煉生產(chǎn)能力為6 萬(wàn) t，通過(guò)技術(shù)改造，減少生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染。建設(shè)性質(zhì)是改擴(kuò)建工程，廠區(qū)總面積為16.8hm2，原廠區(qū)面積12hm2，本次改擴(kuò)建新增用地4.8hm2，其中本技術(shù)改造工程新增加建構(gòu)筑物地面積21402m2，廠區(qū)建筑系數(shù)33%，綠地率17.0%。工程設(shè)計(jì)使用年限為50a，耐火等級(jí)為一級(jí)；建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)；抗震設(shè)防類(lèi)別丙級(jí)。地基基礎(chǔ)等級(jí)為丙級(jí)。

3　水土流失影響分析

本項(xiàng)目施工過(guò)程中水土流失比較劇烈，危害比較嚴(yán)重的時(shí)段，主要集中在建設(shè)期。建設(shè)期地表擾動(dòng)劇烈、破壞原地貌，使用地范圍內(nèi)勢(shì)必加大水土流失發(fā)生的可能性及危害程度。施工還會(huì)影響到項(xiàng)目周邊區(qū)域，在施工過(guò)程中，若臨時(shí)防護(hù)措施落實(shí)不到位，產(chǎn)生的新增水土流失，將給項(xiàng)目區(qū)及其周邊環(huán)境帶來(lái)危害。所以，科學(xué)預(yù)測(cè)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中造成的水土流失的原因及其影響，合理布設(shè)防治措施、盡可能減少項(xiàng)目建設(shè)對(duì)原地形的破壞、有效防治新增水土流失，為恢復(fù)區(qū)域生態(tài)防護(hù)體系提供依據(jù)，以保障主體工程正常運(yùn)營(yíng)和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)的和諧發(fā)展[2]。

3.1項(xiàng)目建設(shè)產(chǎn)生水土流失的環(huán)節(jié)

1)擾動(dòng)、破壞地表。工程建設(shè)前期需清理場(chǎng)地，修建臨時(shí)施工設(shè)施。這些活動(dòng)都會(huì)擾動(dòng)地表，造成水土流失。在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，若不采取有效的水土流失防護(hù)措施，水土流失將加劇。

2)土方臨時(shí)堆放。工程回填土方臨時(shí)堆放在項(xiàng)目區(qū)西側(cè)空地上。堆放的土體顆粒松散，在降雨和大風(fēng)天氣下容易造成水土流失，若不采取有效的預(yù)防措施，該環(huán)節(jié)就會(huì)成為工程建設(shè)中水土流失的主要來(lái)源之一。本方案將對(duì)臨時(shí)堆土采取撒草籽、四周攔擋和臨時(shí)覆蓋等措施。

3)施工工序。施工前應(yīng)先修建排水系統(tǒng)，臨時(shí)堆土四周應(yīng)采用土袋攔擋，開(kāi)挖臨時(shí)排水溝，預(yù)備足夠的彩條布。回填土方集中堆放，遇到雨季防水覆蓋。

4)施工揚(yáng)塵。本項(xiàng)目施工過(guò)程中將對(duì)原地貌產(chǎn)生破壞，由于表層土壤結(jié)構(gòu)疏松，將會(huì)產(chǎn)生降雨侵蝕和風(fēng)蝕。施工過(guò)程中在2級(jí)以上風(fēng)力作用下就會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵。

3.2水土流失類(lèi)型及分布特點(diǎn)

工程施工中，一切擾動(dòng)、損壞、開(kāi)挖、壓埋原地貌、破壞地表土壤結(jié)構(gòu)及植被的作業(yè)方式均會(huì)加重原地貌的水土流失，地下室建設(shè)期主要分布在地下室開(kāi)挖區(qū)和臨時(shí)堆土場(chǎng)區(qū)，上部結(jié)構(gòu)建設(shè)期主要分布在臨時(shí)堆土場(chǎng)區(qū)。項(xiàng)目建設(shè)可能引起的水土流失類(lèi)型及分布特點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1　水土流失類(lèi)型及分布特點(diǎn)表

4　水土流失預(yù)測(cè)

本工程屬于建設(shè)生產(chǎn)類(lèi)項(xiàng)目，水土流失主要發(fā)生在建設(shè)期和自然恢復(fù)期。因此，合理正確地預(yù)測(cè)水土流失影響，并為盡量減少對(duì)原地貌的破壞、合理布設(shè)水土流失防治措施、有效防止新增水土流失提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)也有助于保障主體工程的安全達(dá)標(biāo)和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[4]。

4.1預(yù)測(cè)范圍和預(yù)測(cè)時(shí)段

4.1.1預(yù)測(cè)范圍

根據(jù)本工程實(shí)際建設(shè)特點(diǎn)，建設(shè)期水土流失預(yù)測(cè)單元為建筑物區(qū)、道路區(qū)、綠化區(qū)、臨時(shí)堆土場(chǎng)區(qū)。各預(yù)測(cè)單元面積詳細(xì)見(jiàn)表2。

表2　水土流失預(yù)測(cè)單元表　hm2

4.1.2預(yù)測(cè)時(shí)段

該工程項(xiàng)目主要在工程建設(shè)期造成水土流失。自然恢復(fù)期無(wú)開(kāi)挖、回填等建設(shè)活動(dòng)，在項(xiàng)目建成后基本不產(chǎn)生水土流失。本工程施工期為17個(gè)月，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)氣候土壤等條件，確定自然恢復(fù)期為2a。

4.2預(yù)測(cè)方法和預(yù)測(cè)參數(shù)

4.2.1預(yù)測(cè)內(nèi)容及方法

水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容有：擾動(dòng)原地貌、損壞土地的面積；損壞水土保持設(shè)施的面積；棄土棄渣量；可能產(chǎn)生的水土流失量；可能造成的水土流失危害。

4.3水土流失預(yù)測(cè)成果

4.3.1擾動(dòng)原地貌、損壞土地面積

根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)報(bào)告、技術(shù)資料以及征地范圍，結(jié)合野外調(diào)查，對(duì)施工過(guò)程中開(kāi)挖擾動(dòng)地表面積、占?jí)和恋孛娣e等按照不同地類(lèi)進(jìn)行測(cè)算、統(tǒng)計(jì)。本工程擾動(dòng)原地貌、損壞土地面積為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)的面積4.8hm2。

4.3.2損壞水土保持設(shè)施面積

本工程現(xiàn)狀為空地，因此不存在損壞水土保持設(shè)施。

4.3.3可能產(chǎn)生的水土流失量

根據(jù)《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB50433—2008)，運(yùn)用下式計(jì)算土壤流失量和新增水土流失量。

土壤流失量可按下式計(jì)算：

(1)

新增水土流失量可按下式計(jì)算：

(2)

式中：W為擾動(dòng)地表土壤流失量，t；△W為擾動(dòng)地表新增土壤流失量，t；i為預(yù)測(cè)單元(1，2，3，……n)；k為預(yù)測(cè)時(shí)段，1，2，3，指施工準(zhǔn)備期、施工期和自然恢復(fù)期；Fi為第i個(gè)預(yù)測(cè)單元的面積，km2；Mik為擾動(dòng)后不同預(yù)測(cè)單元不同時(shí)段的土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；△Mik為不同單元各時(shí)段新增土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；Mi0為擾動(dòng)前不同預(yù)測(cè)單元土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；Tik為預(yù)測(cè)時(shí)段(擾動(dòng)時(shí)段)，a。

建設(shè)期土壤侵蝕模數(shù)按照水蝕和風(fēng)蝕經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，自然恢復(fù)期第1年的侵蝕模數(shù)按建設(shè)期侵蝕模數(shù)的80%計(jì)取，自然恢復(fù)期第2年的侵蝕模數(shù)按建設(shè)期侵蝕模數(shù)的50%計(jì)取。各預(yù)測(cè)單元的風(fēng)蝕模數(shù)通過(guò)公式EP=T×v×De×Y×Xa×F計(jì)算[6]。水土流失預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　水土流失預(yù)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

4.4水土流失危害分析與評(píng)價(jià)

本工程的建設(shè)給當(dāng)?shù)貛?lái)的效益是顯著的，同時(shí)本項(xiàng)目的建設(shè)加劇了區(qū)域水土流失程度，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的影響和危害[3]。工程建設(shè)可能造成的水土流失危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)使項(xiàng)目區(qū)原有的水土保持功能降低或喪失。工程建設(shè)開(kāi)挖和填筑，施工機(jī)械、運(yùn)輸車(chē)輛的碾壓，土方堆放等活動(dòng)擾動(dòng)原地貌面積達(dá)4.8hm2，使其原有的水土保持功能降低或喪失。

2)對(duì)項(xiàng)目區(qū)周邊環(huán)境造成一定的影響。在施工過(guò)程中將極大破壞原地貌形態(tài)和土壤結(jié)構(gòu)，使土層裸露疏松，導(dǎo)致地表徑流產(chǎn)流形式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。遇強(qiáng)降雨天氣，雨水強(qiáng)烈沖刷裸露地表和松散的堆積物后，地表徑流迅速匯集，如果不設(shè)置有效的水土保持措施，集流會(huì)直接流入項(xiàng)目區(qū)北側(cè)的細(xì)河，造成淤積堵塞等。

3)本工程建設(shè)引起的水土流失如不進(jìn)行有效的防治，必將引發(fā)多種形式的水力侵蝕發(fā)生，泥沙等溢流至項(xiàng)目區(qū)四周道路區(qū)域，從而對(duì)周?chē)h(huán)境造成一定的危害[5]。

5　結(jié)　論

遼寧遠(yuǎn)東銅業(yè)有限公司節(jié)能減排工藝技術(shù)改造項(xiàng)目工程建設(shè)期擾動(dòng)地表面積約4.8hm2。工程水土流失總量為218.21t，新增水土流失量為127.33t。從預(yù)測(cè)結(jié)果分析可知，施工期是產(chǎn)生水土流失的主要時(shí)段，對(duì)地下室開(kāi)挖區(qū)、臨時(shí)堆土場(chǎng)，必須采取有效的水土保持措施。工程建設(shè)過(guò)程中，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境、工程建設(shè)本身造了成嚴(yán)重影響。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果和工程實(shí)際情況，建議工程建設(shè)過(guò)程中要做好以下工作：落實(shí)水土保持“三同時(shí)”制度，執(zhí)行我國(guó)水土保持工作“預(yù)防為主”的方針，施工前期應(yīng)重點(diǎn)做好排水、攔擋、覆蓋等臨時(shí)措施。落實(shí)施工期的水土流失臨時(shí)防護(hù)措施和提高監(jiān)測(cè)力度，根據(jù)水土流失變化情況進(jìn)一步優(yōu)化施工工序和水土保持措施。

[1]孟祥麗.遠(yuǎn)東銅業(yè)工藝技術(shù)改造項(xiàng)目水土保持分析與評(píng)價(jià)[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2015(03)：49-51.

[2]駱殿君.吳楚莊園科技示范園區(qū)工程水土保持監(jiān)測(cè)分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2014(10)：8-9，17.

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[4]管曉燕，陳亮亮，馬玉峰.蕪申運(yùn)河安徽段姑溪河線路航道整治工程水土流失預(yù)測(cè)[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2008(06)：54-56.

[5]楊婷.淺析城市水土流失與行洪排澇——以珠江三角洲城市為例[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2013(04)：31-32，44.

[6]陳輝.北方銅業(yè)垣曲冶煉廠改造項(xiàng)目工藝節(jié)能分析[J].銅業(yè)工程，2012(05)：63-65.

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2016-06-12

桑廣新(1980-)，男，遼寧朝陽(yáng)人，工程師，研究方向?yàn)樗こ瘫O(jiān)理、水利工程施工等。

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