艾 瑜

(鐵嶺市水務管理有限公司，遼寧 鐵嶺 112304)

1 概 述

某石化分公司東部石油煉化區(qū)總占地面積398.25萬hm2，擬擴建80萬t/a乙烯工程，各裝置擬建于石油二廠東側(cè)元龍山地區(qū)的石化工業(yè)園區(qū)(省級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū))內(nèi)，形成一個化工新區(qū)。工廠鐵路從北側(cè)的東山倉庫接軌，在聚合物庫房的東側(cè)布置鐵路裝車線，在東山倉庫內(nèi)布置鐵路編組站，聚合物產(chǎn)品在此裝車、編組后運出。

沈撫高速公路距廠區(qū)約30km，沈撫高速公路直達沈陽，廠區(qū)西側(cè)的河堤路西接沈撫高速公路，該路距廠區(qū)約3km。規(guī)劃中的沈陽環(huán)城高速公路在化工新區(qū)東側(cè)，距離廠址用地紅線只有200m，成品倉庫西側(cè)設置汽車裝車場地，并通過工廠東門的貨流通道與廠外公路連接。工程新建進廠道路1.5km，與城市道路系統(tǒng)連接。

2 預測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選取

2.1 現(xiàn)狀水土流失強度

項目建設區(qū)的原始地貌特征為輕度侵蝕區(qū)，項目建設區(qū)內(nèi)大部分為林地、耕地、荒地、工業(yè)用地和交通道路用地，水土保持情況良好，通過向當?shù)厮２块T咨詢，結(jié)合實地調(diào)查,綜合確定土壤侵蝕模數(shù)500 t/(km2·a)[1]。

2.2 擾動后土壤侵蝕模數(shù)的確定

在與當?shù)厮块T和水土保持專家進行現(xiàn)場調(diào)查和協(xié)商后，根據(jù)區(qū)域資料類比分析，對預測數(shù)據(jù)進行驗證、核實和調(diào)整，從而核實該區(qū)域擾動后的土壤侵蝕綜合模數(shù)[2]。

2.2.1 類比成果分析

電廠位于市城區(qū)，距項目區(qū)距離約15km，與項目區(qū)均位于東北部地區(qū)，屬于在遼寧省范圍內(nèi)的重點保護區(qū)，目前土壤侵蝕為輕度侵蝕。氣候要素、土壤類型、植被狀況等具有很大的一致性。項目區(qū)與類比成果的自然環(huán)境條件和土壤侵蝕狀況的比較分析結(jié)果詳見表1。

2.2.2 類比成果測試情況

1) 測試點位布設：

工程測試區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕測試主要采取定位觀測的方法。測試點分別布設在電廠廠區(qū)、施工場地周圍，共設立3個對項目區(qū)附近具有代表性的測試點進行了模擬測試。

2) 測試內(nèi)容和測試方法：

定位測試主要采用小區(qū)測試和模擬人工降雨的方法對項目區(qū)水蝕量和風蝕量進行觀測。不同的侵蝕區(qū)域的坡面侵蝕特點及主要影響因素不同，因此布設小區(qū)選擇能代表區(qū)域環(huán)境特征，并具有代表性的典型地段。另外也考慮坡度對侵蝕量的影響，選擇不同的坡度進行測試。

表1 類比條件及侵蝕模數(shù)比較表

風蝕量觀測采用野外定位小區(qū)，風速每隔8h進行1次測試，風蝕量觀測為每24h觀測1次。

水蝕人工模擬一次降雨30mm的降雨量進行測試。項目區(qū)域的平均年降水量為787.5mm,主要集中在6月至9月，產(chǎn)生水力侵蝕的雨量約占60%，主要是大雨、暴雨產(chǎn)生的侵蝕量較大，因此設計雨量根據(jù)當?shù)?0a一遇20min最大降水量148mm，測試采取人工模擬10min降水量75mm。

測試采用插釬法，在實驗小區(qū)的不同部位將鋼釬按一定距離分上中下、左右縱橫各3排布設，分別記錄鋼釬在降雨前后出露地表的長度，兩次之差的平均值為水土流失厚度。

3)監(jiān)測條件：

氣象條件：晴天、濕度58%、風速2.6m/s。

儀器設備：手持風速儀、雨量計、集沙儀器、皮卷尺、測釬、灑水車。

電廠擴建工程測試區(qū)測試的成果見表2。

表2 電廠擴建工程土壤侵蝕模數(shù)觀測成果表

2.2.3 預測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的確定

根據(jù)以上監(jiān)測結(jié)果，同時將監(jiān)測時的環(huán)境條件(如風速、降水情況)與區(qū)域多年統(tǒng)計的環(huán)境條件進行比較分析，對監(jiān)測的結(jié)果進行相應的修正、確定，本工程各建設區(qū)建設期水土流失預測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)詳見表3。

表3 項目區(qū)水土流失預測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

3 水土流失預測成果

3.1 擾動原地貌、土地及植被損壞情況預測

對原有地貌、土地和植被的擾動和破壞主要是由于工程的占用、開挖和回填造成的。受當前工程影響的土地面積115.20hm2，擾動土地情況詳見表4。

表4 本期工程擾動土地面積

3.2 損壞水土保持設施預測

項目建設區(qū)內(nèi)具有水土保持功能的設施包括林地、耕地和荒地、交通道路用地、工礦用地等用地，水土保持設施區(qū)域在此期間遭到破壞面積115.20hm2，詳見表5。

表5 本期工程損壞水土保持設施面積統(tǒng)計表 hm2

3.3 工程棄土、棄渣量預測

項目施工期土石方工程量為1043.53萬m3，其中開挖總量為535.95萬m3，填方總量為507.58萬m3。余方28.37萬m3運至縣蘭山鄉(xiāng)，用于復耕土地回填及表層覆土。本方案的土石方工程量均為折算后的自然方。項目區(qū)域范圍內(nèi)臨時堆土超過半年的堆量按棄渣計列，最大堆土總量約8.42萬m3。

3.4 建設期水土流失量預測

1) 廠區(qū)水土流失量預測：

廠區(qū)水土流失主要是在主體工程施工準備期的場地平整和土建施工期建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)開挖引起的。當場地平整時，對地面的干擾更大，場地平整后，部分地表將被及時占壓，部分地表裸露。建設期廠區(qū)預測水土流失量為10604t。

2) 公用工程設施區(qū)水土流失預測：

公用工程設施區(qū)水土流失主要是在施工準備期進行場地的開挖平整引起的。

公用工程設施區(qū)水土流失預測水土流失量為1123.8t。

3) 臨時堆土場水土流失預測：

項目區(qū)建構(gòu)筑物建設所需石料、碎石料和砂石料均由施工單位負責外購，不設專門的取料場。由于工程開挖、回填和外運需要一定的時間和空間。為了方便土石方的回填和外運，本項目將在項目區(qū)內(nèi)設置4個臨時棄土場[3]-[4]，本工程臨時堆土場水土流失預測量為219.3t。

4) 廠外道路水土流失預測：

經(jīng)計算廠外道路水土流失量預測為397.3t。

5) 廠外鐵路專用線區(qū)水土流失預測：

本期工程鐵路專用線區(qū)的水土流失因素，主要是由建設過程中基礎(chǔ)挖填方工程以及鐵路敷設等工程建設引起的，鐵路專用線區(qū)水土流失預測量為340.5t。

總體看來，項目建成運行后，由于建(構(gòu))筑物、道路、廣場的建設及綠化措施，廠區(qū)基本無地表裸露，使項目建設區(qū)內(nèi)水土流失強度大大減少。

4 預測結(jié)論及指導性意見

4.1 主要預測結(jié)論

結(jié)合工程特點，對工程建設過程、自然地形擾動、水土保持設施破壞、廢土、渣、水土流失破壞等進行了預測，預測了各地區(qū)在建設和運營過程中水土流失的數(shù)量。主要預測結(jié)論如下：

1) 根據(jù)項目建設的是實際情況和特點，確定建設區(qū)土壤侵蝕為水蝕類型。

2) 建設活動干擾土地115.20hm2，水土保持設施被破壞112.80hm2。

3) 本工程施工期間，棄土棄渣量約為28.37萬m3,6個月以上臨時樁土總量為8.43萬m3。

4) 開挖總工程量為535.9萬m3，填筑總工程量為507.58萬m3，剩余的28.37萬m3將運至縣蘭山鄉(xiāng)進行回填和覆蓋農(nóng)田。

5) 本工程施工期水土流失總量為12929.2t。 與背景值相比，土壤侵蝕量增加10926.9t，年均增加2585.84t。

4.2 綜合分析

可以看出從水土流失的預測在項目的增量建設過程中水土流失很大。其對環(huán)境的影響主要表現(xiàn)為基坑施工過程中對地面的較大擾動和承載力的變化。

因此，土壤失去了原來抵抗水土流失的能力，水土流失也相應增加。 在沒有有效水土保持措施的情況下，當發(fā)生區(qū)域常見的強降雨并形成較大的地表徑流時，濺蝕、細溝侵蝕均可產(chǎn)生嚴重的水土流失，影響正常施工生產(chǎn)和項目區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況[5-6]。

4.3 防治的指導性意見

以上預測結(jié)果是在防護措施未完善時可能的流失結(jié)果。產(chǎn)生水土流失的因素較多，其中地面坡度、土壤質(zhì)地和降雨強度是造成水土流失的主要因素，而采取綜合性的水土保持防護措施對水土流失的影響作用將大于地面坡度、降雨強度和徑流速度。

水土保持防護措施的布置應本著與施工進度同步為原則，盡可能地恢復原地貌的植被、增大地面植物覆蓋度的策略。

4.3.1 重點防治區(qū)域的指導性意見

廠區(qū)施工期是水土流失量較大的重點時段，主要施工以廠區(qū)生產(chǎn)裝置區(qū)、堆土區(qū)為主，加強主體工程建設工期的緊湊安排，可以有效地縮短強度流失時段[7]-[8]。機組安裝期可考慮先期進行植物措施的部分土地整治工程，并在廠區(qū)裸地和廣場區(qū)域進行植物種植和撫育工程。

防治措施應從臨時堆土防護、廠區(qū)臨時排水工程、臨時擋護等幾個主要方面入手，并與必要的植物措施相結(jié)合，有效地避免該建設區(qū)域水土流失的發(fā)生[9]-[10]。

4.3.2 防治措施的指導性意見

施工期間人員活動比較頻繁，擾動比較集中，待施工結(jié)束后將進行綠化并恢復原土地利用功能。因此，施工期間所采取的防治措施應以臨時措施為主，施工完成后，采用整地、植被恢復等植物工程。項目建成投產(chǎn)后，工程措施和設備措施應及時到位。

4.3.3 施工進度安排的指導性意見

根據(jù)預測結(jié)果，施工期為土壤侵蝕較多，損失主要發(fā)生在工廠的施工現(xiàn)場。應盡量避免雨季施工，能有效縮短強度損失周期。

4.3.4 水土保持監(jiān)測工作安排的指導性意見

根據(jù)預測結(jié)果，建設期水土保持監(jiān)測主要內(nèi)容應包括：選擇有代表性點位，在施工期監(jiān)測臨時堆土場土體變化情況、廠區(qū)排水監(jiān)測、水蝕和風蝕因子作用下土壤流失量以及植被覆蓋度監(jiān)測。監(jiān)測點位應包括：土方開挖、回填區(qū)，臨時堆土場和臨時排水口、廠外設施區(qū)各地段。

5 結(jié) 語

通過對水土流失的預測分析，在施工期，未采取水土保持措施，建設期水土流失預測總量為12929.2.9t，比背景流失量增加10926.9t，平均每年新增2585.84t。建成后，廠區(qū)大部分面積為建(構(gòu))筑物、生產(chǎn)裝置、道路廣場占壓覆蓋，其余的裸露土地和廣場區(qū)域亦采取了固化或植物綠化措施，項目區(qū)水土流失基本得到控制。