西上莊煤礦供水工程水土流失預(yù)測(cè)及防治

聶國(guó)威

（陽(yáng)泉市水務(wù)局，山西 陽(yáng)泉 045000）

陽(yáng)泉市西上莊煤礦供水工程是西上莊煤電一體化工業(yè)園區(qū)建設(shè)的重要配套工程。設(shè)計(jì)供水量6000m3/d，水源為山南水庫(kù)坡頭供水點(diǎn)水源，由坡頭鋪設(shè)管道到桑掌橋，經(jīng)加壓泵站，鋪至西上莊工業(yè)廣場(chǎng)。管道總長(zhǎng)6.5km，配套建設(shè)加壓泵站1座（包括1000m3蓄水池1座）、計(jì)量間1座、排污井1個(gè)。工程位于陽(yáng)泉市郊區(qū)西部，地處桃河上游，距陽(yáng)泉市區(qū)7km。

1 工程區(qū)水土流失及分析

流域內(nèi)除植被覆蓋度高的極少數(shù)山林及河谷平地水土流失較輕外，其余大部分地區(qū)都存在較為嚴(yán)重的水土流失。區(qū)內(nèi)水土流失面積占總面積的40%。土壤侵蝕以水力侵蝕為主，此外，重力侵蝕和風(fēng)力侵蝕也較普遍，平均土壤侵蝕模數(shù)3000t/km2·a，年土壤侵蝕量為108萬(wàn)t。

區(qū)內(nèi)水土流失具有以下特點(diǎn)：范圍廣；土壤侵蝕量較大；在水土流失的輸沙量上懸移質(zhì)小于推移質(zhì)；可利用的土壤資源量有限，輕度流失形成的破壞極為嚴(yán)重；人為隨意破壞植被，棄土棄渣，毀壞水土保持設(shè)施，造成新的水土流失。

該工程對(duì)當(dāng)?shù)氐乃亮魇в绊懼饕憩F(xiàn)在工程建設(shè)期。在工程建設(shè)中，進(jìn)行挖填方時(shí)將擾動(dòng)原地表形態(tài)和自然植被，使其喪失水土保持功能，成為水土流失的策源地，如不采取有效的防治措施，將進(jìn)一步加劇水土流失，造成環(huán)境危害。

根據(jù)以往河道管道施工的經(jīng)驗(yàn)，工程建設(shè)時(shí)，要優(yōu)化施工方法，最大限度地減少開(kāi)挖面積。同時(shí)要做好臨時(shí)防護(hù)措施，在臨時(shí)堆土周?chē)O(shè)置編織袋擋護(hù)和進(jìn)行覆蓋，有效控制施工期因挖、填、運(yùn)、堆土而產(chǎn)生的水土流失。

2 工程區(qū)水土流失預(yù)測(cè)

2.1 可能造成水土流失的因素分析

管道開(kāi)挖：本工程主要工作為管道的鋪設(shè)，采用開(kāi)槽法直接在河道施工，工程開(kāi)挖會(huì)嚴(yán)重?cái)_動(dòng)地表，形成不穩(wěn)定坡面和松散裸露土體，極易造成大量的土壤流失。

加壓泵房、計(jì)量間基礎(chǔ)開(kāi)挖：這項(xiàng)工作直接在河道中進(jìn)行，形成松散裸露土體，直接造成水土流失。

臨時(shí)設(shè)施設(shè)置：主要指施工臨時(shí)堆土場(chǎng)、棄土場(chǎng)。該工程的管道埋深較深，一般在1.8～5.8m之間，故工程施工會(huì)產(chǎn)生大量的臨時(shí)堆土。如臨時(shí)堆土堆放及表土堆放防護(hù)不當(dāng)，在不利氣候條件的影響下會(huì)造成水土流失。

2.2 水土流失分區(qū)預(yù)測(cè)

通過(guò)對(duì)主體工程的了解與分析，在主體工程施工分區(qū)的基礎(chǔ)上，以“區(qū)域水土流失制約因子的一致性、工程對(duì)地表植被擾動(dòng)的近似性”為原則，將工程建設(shè)區(qū)分為3個(gè)單元進(jìn)行水土流失預(yù)測(cè)，即桃河施工區(qū)、桑掌河施工區(qū)和臨時(shí)棄土區(qū)。

2.3 水土流失危害分析

項(xiàng)目施工對(duì)原地貌和原有植被造成破壞、松散裸露堆積的土體占?jí)旱孛婷娣e，直接影響主體工程安全和周邊生態(tài)環(huán)境。

2.3.1 對(duì)項(xiàng)目自身的影響

項(xiàng)目施工開(kāi)挖導(dǎo)致的地形變化，使局部生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生變化、水土流失量增加，危及項(xiàng)目建設(shè)和建成后的安全運(yùn)行。對(duì)開(kāi)挖過(guò)程中形成的陡坡防護(hù)不當(dāng)，不但會(huì)發(fā)生嚴(yán)重面蝕，還可能發(fā)生小規(guī)模重力侵蝕，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的安全運(yùn)行構(gòu)成一定程度的威脅。

2.3.2 對(duì)項(xiàng)目周?chē)貐^(qū)生態(tài)環(huán)境的影響

在施工期間，因施工開(kāi)挖擾動(dòng)地表和材料運(yùn)輸?shù)?，增大了地表沖刷的可能性，造成水土流失。開(kāi)挖產(chǎn)生的臨時(shí)堆土在沒(méi)有處理好的情況下，如遇風(fēng)、雨會(huì)造成水土流失；施工中造成的揚(yáng)沙、揚(yáng)塵在風(fēng)力作用下將影響到大氣環(huán)境質(zhì)量。水土流失的產(chǎn)生不僅對(duì)項(xiàng)目區(qū)本身，同時(shí)也對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

3 防治目標(biāo)及措施

3.1 防治目標(biāo)

陽(yáng)泉市西上莊煤礦供水工程是2006年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)并公布的水土流失重點(diǎn)防治區(qū)，是水土保持的敏感區(qū)。根據(jù)《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》，確定工程水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)為Ⅰ級(jí)，即擾動(dòng)土地整治率達(dá)到95%，水土流失總治理度達(dá)到95%，土壤流失控制比達(dá)到0.8以上，攔渣率達(dá)到97%，植被恢復(fù)系數(shù)達(dá)到97%，林草覆蓋率達(dá)到25%。

3.2 防治工程設(shè)計(jì)

3.2.1 桃河施工區(qū)

主體工程的管道施工主要位于桃河河道內(nèi)，采用開(kāi)槽法施工，開(kāi)挖深度為4.5m，底寬2.3m，地面寬度12m；加壓泵房開(kāi)挖深度為4.0m，長(zhǎng)33.04m，寬度10.79m。工程開(kāi)挖土石方量較大，防治措施主要為臨時(shí)覆蓋（防塵彩條布）、臨時(shí)排水、臨時(shí)攔擋（編織袋擋墻）。按照主體工程設(shè)計(jì)要求，施工結(jié)束后應(yīng)及時(shí)清理、整平。

3.2.2 桑掌河施工區(qū)

管道施工臨時(shí)防護(hù)工程：工程位于桑掌河河道內(nèi)，采用開(kāi)槽法施工，主體工程深度為4m，底寬1m，地面寬度9m，開(kāi)挖土石方量較大，防治措施主要為臨時(shí)覆蓋、臨時(shí)排水和臨時(shí)攔擋。按照主體工程設(shè)計(jì)要求，施工結(jié)束后要及時(shí)清理、整平。

灘地植被恢復(fù)工程：施工過(guò)程中，在設(shè)計(jì)河道斷面（或河壩）之外的河灘地，由于臨時(shí)堆土、堆料、運(yùn)輸?shù)仍蛟斐芍脖黄茐?，本方案將采取人工種草措施恢復(fù)植被。設(shè)計(jì)河道斷面內(nèi)的部分按照主體工程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行平整、夯實(shí)，恢復(fù)河道。

3.2.3 臨時(shí)棄土區(qū)

本工程產(chǎn)生棄方土石全部運(yùn)至工業(yè)廣場(chǎng)臨時(shí)堆放，用于即將開(kāi)展的其他工程，由于臨時(shí)存放土石方量較大，必須做好臨時(shí)防護(hù)工程。防治措施主要為臨時(shí)覆蓋（防塵彩條布）、臨時(shí)排水、臨時(shí)攔擋，在工程結(jié)束后及時(shí)清理、整平。

4 防治效果分析

本工程區(qū)的水土流失主要是在施工過(guò)程和土石方臨時(shí)堆放時(shí)形成的，故配置臨時(shí)攔擋、臨時(shí)覆蓋、臨時(shí)排水和植被恢復(fù)等水土保持措施能有效遏制工程區(qū)的水土流失，減輕水土流失危害。

經(jīng)測(cè)算：本工程各項(xiàng)水土保持措施效益充分發(fā)揮時(shí)，擾動(dòng)土地治理率達(dá)98.8%以上，水土流失總治理度達(dá)98.8%，植被恢復(fù)系數(shù)達(dá)98%，林草植被覆蓋率達(dá)25.1%，攔渣率達(dá)99%以上，土壤流失控制比為0.9。水土流失防治目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)，水土保持措施配置合理。