張 波，張 偉

（1.陜西省子洲縣水務(wù)局，陜西 子洲 718499；2.陜西省子洲縣水利隊，陜西 子洲 718499）

1 概況

子洲縣位于陜西省北部黃土高原丘陵溝壑區(qū)腹地，總面積2042 km2，人口31萬人。地形以山地、丘陵為主，山區(qū)占65.1%，丘陵占28%，平川占6.9%。子洲縣屬干旱半干旱季風氣候區(qū)，年平均降水量449 mm，多年平均地表徑流量為8027萬m3。區(qū)內(nèi)土壤類型主要為風沙土，少量栗鈣土分布。主要特征是質(zhì)地較輕、松散而無結(jié)構(gòu)，無層次之分，腐殖質(zhì)層不甚明顯，結(jié)構(gòu)性極差，漏水漏肥。子洲縣煤制氣管道工程由管道作業(yè)帶、管道穿跨越、站場閥室、道路、施工生產(chǎn)生活區(qū)、棄土（渣）場等組成，全長856 km，管徑 Ф1016，設(shè)計壓力 10 MPa，設(shè)計輸量 60×108m3/a。本工程共設(shè)工藝站場8座，包括壓氣站1座，分輸站7座，各類閥室39座。本工程在建設(shè)過程中勢必造成擾動地表土壤，損壞原地形地貌、生態(tài)植被及水土保持設(shè)施，從而造成人為的水土流失，如果不能得到及時、有效的治理，不僅影響項目區(qū)的正常生產(chǎn)，而且會對項目區(qū)及其周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境帶來不利影響，所以需對項目建設(shè)產(chǎn)生的水土流失進行預測，從而為科學的水保治理方案奠定基礎(chǔ)。

2 工程建設(shè)對水土流失影響因素分析

子洲煤制氣管道工程水土流失主要發(fā)生在施工準備期和施工期，該段時期工程修路、場地平整、管道作業(yè)帶管溝開挖等將伴隨著大量的土石方開挖和地表擾動，特別是在生態(tài)脆弱的山地丘陵區(qū)尤為明顯。在水蝕作用下，地表大范圍裸露和土壤理化性質(zhì)的變化，將會產(chǎn)生嚴重的水土流失；自然恢復期不再擾動地表，水土流失逐年減少，在不采取水土保持措施的情況下，被擾動地表的水土保持功能需要一定時段才能恢復到原有狀況。工程建設(shè)對水土流失影響因素分析詳見表1。

3 損壞地貌植被、水土保持設(shè)施預測

3.1 擾動原地貌、損壞土地和植被面積

根據(jù)工程可研報告，經(jīng)現(xiàn)場實地踏勘、調(diào)研，對主體可研工程占地進行了水土保持分析與評價，結(jié)合占地的不同類型，統(tǒng)計預測出本工程擾動原地貌、損壞土地及植被的總面積為2784.62 hm2，其中，林地 907.64 hm2，旱地 324.11 hm2，經(jīng)濟作物135.71 hm2，其他 3.34 hm2。

3.2 損壞水土保持設(shè)施面積

按照省財政廳、省物價局、省水利廳關(guān)于印發(fā)《陜西省水土保持補償費征收使用管理實施辦法》的通知，開辦一般性生產(chǎn)建設(shè)項目的，按照征占用土地面積計征水土保持補償費，面積共計20.86 hm2。

3.3 棄渣量預測

本項目線路較長，土石方開挖回填量較大。主體工程在設(shè)計過程中充分考慮施工區(qū)域和施工時段的土石方平衡，盡量做到區(qū)域內(nèi)平衡，減少棄土占地面積。根據(jù)工程可研報告，經(jīng)現(xiàn)場實地踏勘、調(diào)研，對主體可研棄渣量進行了水土保持分析與評價，在核實各類隧道穿越數(shù)量、長度、開挖總量及回填利用量的基礎(chǔ)上，根據(jù)上述各分部分項工程土石方開挖、回填分析，確定本項目土石方開挖總量1261.65萬m3，其中表土剝離158.61萬m3；回填總量1212.55萬m3，其中表土回覆158.61萬m3；棄方總量49.10萬m3，棄于棄渣場。

4 水土流失量預測

4.1 預測范圍、單元、時段

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，水土流失預測的范圍為項目建設(shè)區(qū)。本方案將項目區(qū)分為6個水土流失區(qū)進行預測，即管道作業(yè)帶區(qū)、管道穿跨越區(qū)、站場閥室區(qū)、施工道路區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)和棄渣場區(qū)。經(jīng)統(tǒng)計分析，施工準備期和施工期可能引起的水土流失面積為2784.62 hm2，自然恢復期可能引起的水土流失面積為1231.85 hm2。本項目水土流失預測單元為2個一級分區(qū)對應(yīng)的6個二級分區(qū)。子洲煤制氣外輸管道工程計劃2017年11月開工，2021年3月完工，總工期40個月。本工程施工期預測時段考慮分段施工并按照最不利時段確定，即超過雨季但不足一年的按全年計，未超過雨季長度的按占雨季長度的比例計算。根據(jù)已建工程類比調(diào)查分析，工程施工結(jié)束后，破壞原地貌的植被基本恢復需要1～2年時間。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及查閱當?shù)刂脖荒觇b，不采取任何水土保持措施的條件下，確定本項目自然恢復期為1年。

4.2 預測內(nèi)容、方法

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB 50433-2008）的規(guī)定及本項目自身特點，確定本項目水土流失預測內(nèi)容主要包括以下5個方面：擾動原地貌、損壞土地及植被的預測；損壞水土保持設(shè)施面積的預測；可能產(chǎn)生的棄渣量預測；可能造成水土流失量的預測；可能造成水土流失危害的預測。

預測方法：通過查閱基礎(chǔ)設(shè)計資料和工程設(shè)計資料，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查、自然資源專題圖、地理信息數(shù)據(jù)綜合分析統(tǒng)計，對輸氣管線工程建設(shè)施工中開挖、占壓土地，破壞林草植被的種類、數(shù)量、程度與面積等進行分類預測。水土流失預測采用定性和定量相結(jié)合的方式進行，以類比預測法確定水土流失背景值和擾動后土壤侵蝕模數(shù)。

4.3 預測參數(shù)

4.3.1 背景侵蝕模數(shù)

通過現(xiàn)場踏勘調(diào)查，分析項目區(qū)地形、地貌、降雨、土壤、植被等水土流失影響因子的特性及預測區(qū)域土壤受擾動情況，參照西氣東輸二線監(jiān)測成果（西氣東輸二線于2008年2月開工，2010年1月投入試運行，2009年1月，中國石油天然氣股份有限公司管道建設(shè)項目經(jīng)理部委托水利部水土保持監(jiān)測中心承擔該工程水土保持監(jiān)測工作，監(jiān)測2個時段，即工程建設(shè)期和水土保持措施試運行期，其中工程建設(shè)期為2009年1月～2009年12月，水土保持措施試運行期為2010年1月～2010年11月。監(jiān)測方法采用固定監(jiān)測和調(diào)查監(jiān)測相結(jié)合的方法進行，布設(shè)固定監(jiān)測點52個，取抽查點和植被樣方350多個）；另外查閱了最新水土保持公報，經(jīng)綜合分析最終確定本項目各預測單元的土壤侵蝕模數(shù)背景值。項目區(qū)水土流失類型以輕度水力侵蝕為主，土壤侵蝕模數(shù)背景值平原區(qū)為636 t/km2·a，山地丘陵區(qū)為 936 t/km2·a。

4.3.2 擾動后侵蝕模數(shù)

擾動后侵蝕模數(shù)類比西氣東輸二線，由于兩工程多段并行且建設(shè)區(qū)域相近，地貌相同，氣候及植被類型基本相似，因此西氣東輸二線管道工程作為本工程的類比工程比較合適。參照的實測水土流失數(shù)據(jù)，再根據(jù)兩工程降水量、地形地貌、土壤抗蝕性的差異，經(jīng)咨詢當?shù)厮帘３謱＜揖C合分析后，確定本工程各預測單元擾動后的侵蝕模數(shù)值。

4.3.3 自然恢復期侵蝕模數(shù)

在自然恢復期，不再擾動地表，在不采取水土保持措施的情況下，地表結(jié)皮、礫幕、植被逐漸自然恢復，土壤侵蝕強度逐年減小，需要較長時間才能恢復到原有土壤侵蝕背景值。項目區(qū)背景值、擾動后和自然恢復期土壤侵蝕模數(shù)見表2。

表2 項目區(qū)背景值、擾動后和自然恢復期土壤侵蝕模數(shù)

4.4 預測結(jié)果

子洲煤制氣外輸管道工程在施工期和自然恢復期內(nèi)，各防治分區(qū)在不采取任何水土流失防治措施的情況下，可能造成的水土流失總量為100037 t，其中背景流失量17136 t，新增水土流失量82902 t。

5 結(jié)論及建議

5.1 結(jié)論

通過對本工程生產(chǎn)建設(shè)過程中水土流失影響因素、面積、流失量等分析預測，得出如下主要結(jié)論：工程建設(shè)區(qū)水土流失以水力侵蝕為主，主要發(fā)生在施工期；工程建設(shè)擾動原地貌總面積為2784.62 hm2；工程建設(shè)損壞水土保持設(shè)施總面積為2784.62 hm2；本工程建設(shè)產(chǎn)生永久棄方49.10萬m3；本工程預測時段內(nèi)可能發(fā)生水土流失總量為100037 t，其中背景流失量17136 t，新增水土流失量82902 t；各防治分區(qū)中，管道作業(yè)帶新增流失量所占比例最大，其次是管道穿越區(qū)，為本項目水土流失防治的重點。

5.2 建議

（1）本工程建設(shè)期水土流失量較大的部位主要是管道作業(yè)帶。從各施工單元新增水土流失量的預測結(jié)果可知，管道作業(yè)帶造成的水土流失量約占本工程水土流失量的83%，因此管道作業(yè)帶是工程建設(shè)期水土流失的防治重點，其次是管道路工程區(qū)。

（2）以上預測結(jié)果是在不采取水土保持防護措施的情況下可能發(fā)生的水土流失，而產(chǎn)生水土流失的因素較多，地面坡度、地表組成物質(zhì)與結(jié)構(gòu)及降雨強度等都是造成水土流失強弱的主導因素，從以往的經(jīng)驗看，防治措施需要以工程措施為前導和基礎(chǔ)，結(jié)合植物措施，并注重臨時措施布設(shè)。

（3）根據(jù)各類工程的施工特點，管道作業(yè)帶主要是加強施工過程中的臨時攔擋和后期恢復原有地貌及土地利用類型恢復為主。在低山丘陵區(qū)，管道爬坡與橫坡敷設(shè)時以攔擋為主，平地區(qū)恢復耕地、草地等原有地貌；山體隧道穿越主要做好洞臉和臨時堆渣防護，建好棄渣場；河流穿越時，不同施工方式采取的防護措施不同，大開挖施工時主要是導流圍堰的拆除、下游的防沖、岸坡的的防護；公路、鐵路頂管穿越主要是棄渣防護及恢復施工區(qū)原有地貌；

（4）站場閥室在施工期以邊坡防護、攔擋工程、排水工程為主，中后期以植物措施為主。

（5）道路主要是道路邊坡防護及排截水工程；棄渣場則主要攔擋工程、截排水工程和植被恢復工程。