郭艷娜

(葫蘆島市水土保持辦公室，遼寧 葫蘆島 125000)

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生產(chǎn)建設項目水土保持防治目標及措施布設研究
——以建昌縣融成鈣業(yè)有限公司年產(chǎn)石灰20萬噸項目為例

郭艷娜

(葫蘆島市水土保持辦公室，遼寧 葫蘆島 125000)

生產(chǎn)開發(fā)建設項目在工程建設和建成生產(chǎn)過程中必然會破壞原地貌，堆置生產(chǎn)廢棄物，造成水土流失。為此，作為生產(chǎn)企業(yè)應做好水土流失防治，保護水土資源。文章以建昌縣融成鈣業(yè)有限公司年產(chǎn)石灰20萬t項目為例，結合多年來積累的經(jīng)驗，提出了該生產(chǎn)建設項目的水土流失防治目標和依據(jù)工程實際布設了水土流失防治措施。工程措施的布設將有效地防止了水土流失，保護了生態(tài)環(huán)境，促進了經(jīng)濟社會的和諧發(fā)展。

水土保持；生產(chǎn)建設項目；防治體系；防治目標；措施布設

1 工程概況

建昌縣融成鈣業(yè)有限公司年產(chǎn)石灰20萬t項目位于遼寧省建昌縣老大杖子鄉(xiāng)，行政隸屬建昌縣老大杖子鄉(xiāng)爐上村所轄。本工程到首秦公司138km，距首秦龍匯公司40km，距首鋼遷鋼公司138km，周邊有省道，交通便利。礦區(qū)中心地理坐標為東經(jīng)119°18′38″，北緯40°37′42″。礦區(qū)內的供水、供電系統(tǒng)完備，完全滿足礦山的生產(chǎn)生活需求；場內道路連接礦山的各個功能區(qū)均可滿足礦山的運輸要求。本項目總占地包括辦公生活區(qū)、生產(chǎn)加工區(qū)、石灰生產(chǎn)區(qū)、成品堆放區(qū)、露天開采區(qū)、排土場區(qū)、表土堆放區(qū)、作業(yè)路區(qū)。其中辦公生活區(qū)占地0.48hm2，生產(chǎn)加工區(qū)占地1.22hm2，石灰生產(chǎn)區(qū)占地0.30，成品堆放區(qū)占地0.22hm2，露天開采區(qū)占地4.45hm2，排土場占地2.35hm2，表土堆放區(qū)占地0.3hm2，作業(yè)路占地1.11hm2。工程建設期土石方開挖總量9.54萬m3，回填總量3.98萬m3，棄方總量5.56萬m3。

2 工程建設與生產(chǎn)對水土流失的影響因素分析

本工程所在區(qū)域年均降水量為440.6mm，降水較集中；項目區(qū)地形原為山丘，目前因礦山開采，山體及植被季覆蓋的完整性已遭破壞，水土流失的潛在危險性較大。人為因素主要是不合理的開發(fā)建設活動等[1]。工程對水土流失的影響發(fā)生在建設期和運行期。建設期工程影響范圍內原地表被破壞，造成水土流失的發(fā)生；運行期由于大規(guī)模的開采活動，土石方在堆棄轉運過程中，同時伴有水土流失情況的發(fā)生。影響因素詳見表1。

表1 可能產(chǎn)生的水土流失影響因素分析

3 水土保持防治目標及防治體系的確定

3.1 防治目標

3.1.1 定性指標

1)項目建設區(qū)的水土流失得到基本治理；

2)新增水土流失得到有效控制；

3)生態(tài)得到最大限度的保護，環(huán)境得到明顯改善；

4)水土流失明顯減少，生態(tài)環(huán)境明顯改善[2]。

3.1.2 定量指標

本工程建設水土流失防治執(zhí)行等級為二級標準[2]，結合項目區(qū)自然條件，確定本工程的防治執(zhí)行標準。項目水土流失防治目標見下表2。

表2 水土流失防治目標表

注：表中的“*”表示：指標值應根據(jù)批準的水土保持方案措施實施進度，通過動態(tài)監(jiān)測獲得，并作為竣工驗收的依據(jù)之一。

3.2 水土流失防治體系和總體布局

3.2.1 水土流失防治措施體系

水土流失防治措施體系見框圖1。

圖1 水土流失防治體系框

3.2.2 水土保持措施總體布局

根據(jù)水土流失防治分區(qū)，在分析評價主體工程中具有水土保持功能措施的基礎上，確定水土保持措施的總體布局[3]。在防治措施具體配置中，充分發(fā)揮工程措施速效性和控制性，同時也要發(fā)揮植物措施的后續(xù)性和生態(tài)效應[4]。

4 水土保持防治具體措施

4.1 露天開采防治區(qū)

本工程的露天開采防治區(qū)的占地面積為4.45hm2，其中林地2.90hm2，荒地1.55hm2。

4.1.1 工程措施

主體工程表土剝離。露天開采前，主體工程設計對該采區(qū)占用的林地和荒地進行表土剝離，剝離面積為4.45hm2，厚度為20cm，剝離量為0.89萬m3，本區(qū)表土全部運至表土堆放區(qū)臨時堆放，待工程運行期結束后用于本區(qū)綠化。

漿砌石截洪溝水溝。為了防止降水形成的地表徑流流入露天采場內部，本方案設計在露天采場東、南兩側的山坡上設置漿砌石截洪溝[5]。排水溝攔截的徑流直接排入下游溝道，或先與作業(yè)路排水溝相連，然后導入下游溝道。截洪溝矩形斷面，溝寬0.5m，溝深0.3m(安全超高0.1m)，截洪溝的漿砌石砌筑厚度0.30m，總長度為220m，挖方量145.20m3，需漿砌石122.2m3。挖出的土方就地平整壓實[5]。截洪溝斷面按照10a一遇洪水設計標準進行設計。通過水力演算，設計洪峰流量0.078m3/s，過流能力為0.096m3/s，洪峰流量大于設計洪峰流量，因此該截水溝設計合理。

漿砌石護坡。設計在露采區(qū)的各開采平臺修筑漿砌護坡工程，其規(guī)格為：漿砌石護坡長度2806m，平均厚度0.40m，護坡平均寬度3.00m。共需漿砌石砌筑量3367.20m3。

4.1.2 植物措施

依據(jù)主體工程設計，本工程的露天采場服務年限為5a，采場將形成較大的裸露地表，產(chǎn)生較為嚴重的水土流失，為此本方案設計在該區(qū)運行期結束后將采坑填平并覆土綠化造林，樹種選用山杏栽植坑規(guī)格0.5m×0.5m，山杏造林密度2m×2m，山杏選擇主、側根發(fā)達的一年生一級苗，共需山杏7500株，填方5.56萬m3，覆土0.89萬m3，填方來源于排土場，土方來源為本區(qū)剝離表土。

4.2 辦公生活防治區(qū)

辦公生活區(qū)利用礦山原有廠房即可滿足礦山的生產(chǎn)及生活需求，因此無需新建，本區(qū)總占地面積為0.48hm2，占地類型為荒地[6]。

4.2.1 工程措施

主體工程表土剝離。對辦公生活區(qū)采用人工方式進行表土剝離[6]，剝離厚度為0.2m，剝離面積為0.48hm2，剝離表土0.1萬m3，運至表土堆放區(qū)堆存，平均運距430m。

主體工程漿砌石擋墻。設計在山體一側修筑漿砌石擋墻，其規(guī)格為：漿砌石擋墻長28m，高1.0m，底寬1.0m，頂寬0.5m。共需漿砌石14m3。

4.2.2 植物措施

本工程的辦公生活區(qū)已經(jīng)建設完成并使用多年，但區(qū)內缺少綠化及美化措施，為防止水土流失，美化環(huán)境，對辦公生活區(qū)進行綠化設計[7]。設計布設花壇面積約80m2。壇內栽植花灌木和草本花，品種主要選擇榆葉梅、串紅，共需榆葉梅16株，串紅24m2，花壇四周布設綠籬，綠籬選擇紫葉小檗，綠籬長96m。漿砌石擋墻一側栽植葡萄，栽植坑規(guī)格為0.5m×0.5m，葡萄栽植株行距為1m，共栽植葡萄28株(主體)。

4.3 作業(yè)路防治區(qū)

4.3.1 工程措施

本防治區(qū)面積1.11hm2，道路總長743m。為了將路面的匯流導出，在作業(yè)路兩側修建漿砌石排水溝，減輕匯流對路面的沖刷。排水溝采用矩形斷面，溝寬0.50m，溝深0.30m(安全超高0.1m)，排水溝的漿砌石砌筑厚度0.30m，長743×2m，挖方量111×2m3，共需漿砌石758m3。挖出的土方就地平整壓實[7]。

4.3.2 植物措施

本工程作業(yè)路區(qū)的硬化比較完好，但缺少綠化措施。因此，對作業(yè)路的兩側進行綠化設計，作業(yè)路總長743m，樹種選用抗塵性能強的刺槐。刺槐栽植株距2.0m，栽植坑規(guī)格為0.4m×0.4m共需刺槐1486株，覆土0.8萬m3。

4.4 排土場防治區(qū)

本項工程的建設期排巖5.56萬m3，運行期內排巖31.49萬m3。排土場位于露天開采區(qū)附近，占地面積為2.35hm2，可容納廢石量為44.65萬m3。

4.4.1 工程措施

主體工程表土剝離。本區(qū)排巖前采用人工方式對占用的荒地進行表土剝離[8]，剝離厚度20cm，剝離面積2.35hm2，剝離表土0.47萬m3。表土運往表土堆放區(qū)臨時存放，用于閉礦后的綠化用土。

漿砌石擋墻。根據(jù)排土場的地形及設計排巖量，參照本工程的開發(fā)利用方案，本著“先攔后棄”的原則，在排土場的東南側溝口處布設漿砌石擋墻，擋墻長11m。結合以上工程防護措施的結構及工程設計，對擋渣墻滿堆情況下的穩(wěn)定性進行分析。根據(jù)《開發(fā)建設項目水土保持方案技術規(guī)范》規(guī)定，設計抗滑穩(wěn)定系數(shù)>1.3，滿足抗滑要求，設計抗傾穩(wěn)定系數(shù)大于1.5，滿足抗傾覆要求[8]。經(jīng)計算，基底最大、最小應力分別為42.86kPa和25.07kPa，均小于地基允許承載力[R]=100kPa，且σmax/σmin=1.71<3.0，不會產(chǎn)生拉應力，滿足要求。漿砌石擋墻采用M10漿砌石重力式結構，擋墻高3m，頂寬0.5m，底寬1.0m，基礎埋深0.5m(地面下約0.5m處為巖層)，基礎挖方全部棄于排土場內。

4.4.2 植物措施

方案設計對排土場清運，棄渣運至露天開采區(qū)回填，再對本區(qū)進行土地平整，然后覆土綠化，抗塵性較強的刺槐，株行距2.0m×2.0m，栽植坑規(guī)格為0.3m×0.3m，覆土厚度為20cm，經(jīng)計算共需刺槐47000株，覆土0.47萬m3，來源為本區(qū)剝離的表土。

4.5 表土堆放防治區(qū)

表土綠化設計。堆土表面采取種草的方式防止水土流失，種草面積為0.30hm2，草種選用沙打旺，播種量按照30.00kg/hm2撒播，共需沙打旺9kg。

表土攔擋設計。主體工程對表土進行了剝離，但未進行防護設計，為了防止降水對本工程剝離表土的沖刷而產(chǎn)生水土流失，本方案設計在表土堆放地周邊采用編織袋裝土圍擋，表土堆放場地設計長100m，寬30m，表土圍擋量為0.63萬m3，平均堆放高度為2.5m，袋內土方利用本區(qū)剝離后的表土進行充填，編織袋呈品字形堆筑，高50cm，寬50cm。經(jīng)計算，共需堆放土袋長度260m，需土方量為65m3。待閉礦后，堆放的剝離表土作為各區(qū)的綠化覆土。

4.6 生產(chǎn)加工防治區(qū)

本工程的生產(chǎn)加工區(qū)用于生產(chǎn)加工石灰石，本區(qū)占地1.22hm2，占地類型為荒地。根據(jù)本工程的礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方案及現(xiàn)場咨詢，本工程的未加工的石灰石巖料主要堆存在生產(chǎn)加工區(qū)，如不進行處理，在雨季將產(chǎn)生嚴重的水土流失，影響運輸安全。因此，本方案設計在有石灰石巖料堆放靠山體一側設置漿砌石擋墻[8]。漿砌石擋墻采用M10漿砌石重力式結構。擋墻高3.0m，頂寬0.5m，底寬1.0m，長15m，基礎埋深0.3m，基礎挖方可用于道路修整，工程挖方量5m3，漿砌石21m3。經(jīng)計算，基底最大、最小應力分別為42.86kPa和25.07kPa，均小于地基允許承載力[R]=100kPa，且σmax/σmin=1.71<3.0，不會產(chǎn)生拉應力，滿足要求。

4.7 成品堆放防治區(qū)

本工程的成品堆放區(qū)用來儲存成品石灰石，本區(qū)占地0.22hm2，占地類型為林地和荒地。

4.7.1 工程措施

根據(jù)現(xiàn)場咨詢本工程的成品石灰石堆放在成品加工區(qū)，生產(chǎn)加工區(qū)一側臨路，如不進行處理將會影響運輸安全，因此，主體工程設計在有石灰石巖料堆放靠道路一側設置漿砌石擋墻。漿砌石擋墻采用M10漿砌石重力式結構。擋墻高5.0m，頂寬0.5m，底寬1.0m，長40m，基礎埋深0.3m，基礎挖方可用于道路修整。工程挖方量12m3，漿砌石101m3。

4.7.2 植物措施

本方案設計成品堆放區(qū)三面栽植刺槐對本區(qū)進行綠化，樹種選擇抗塵性較強的刺槐，栽植坑規(guī)格0.5m×0.5m，刺槐栽植密度2m×2m，共需刺槐148株。

5 結 語

建昌縣融成鈣業(yè)有限公司年產(chǎn)石灰20萬t項目在建設與開采過程中將占用大面積土地，將破壞部分土壤原有自然結構，損壞原有土地的使用功能及原地表的水土保持功能。若不采取有效的防治及管理措施，將會導致水土流失加劇及周圍生態(tài)環(huán)境的惡化。為此，文章提出切實可行的水土流失防治措施，使采礦過程中新增的水土流失得到有效控制，達到主體工程正常建設生產(chǎn)和保護水土資源雙贏的目的。

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1007-7596(2017)05-0040-04

2017-04-16

郭艷娜(1978-)，女，遼寧葫蘆島人，工程師，研究方向為水資源、水土保持研究及方案編制等。

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