水泥生產(chǎn)線工程建設(shè)水土流失防治措施探討

(四川蜀水生態(tài)環(huán)境建設(shè)有限責(zé)任公司，成都，610041)

國大一期水泥生產(chǎn)線工程建設(shè)地屬中山丘陵區(qū)，由于受山區(qū)自然環(huán)境影響，其工程建設(shè)往往比平原地區(qū)更容易引起劇烈的水土流失，破壞山區(qū)生態(tài)與環(huán)境。為了進一步做好工程建設(shè)水土保持工作，本文通過對國大一期水泥生產(chǎn)線工程建設(shè)水土流失防治措施的分析和研究，探討如何在山區(qū)環(huán)境條件下減少因水泥生產(chǎn)線及礦山建設(shè)生產(chǎn)活動產(chǎn)生的水土流失。

1 工程概況

國大一期水泥生產(chǎn)線工程建設(shè)項目地屬丘陵、中山相間地區(qū)，地形起伏大，海拔一般為578m～790m，屬嘉陵江流域涪江支流，亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，多年平均降雨量1055.5mm，多年平均蒸發(fā)量1136mm。工程區(qū)域內(nèi)自然植被資源豐富，林草覆蓋率78.1%，土壤類型主要是沖積土、水稻土及黃壤土。

本工程位于四川省江油市含增鎮(zhèn)，為一條日產(chǎn)4000t熟料的水泥生產(chǎn)線，包括廠區(qū)、石灰石礦山、進礦道路、引水管線等工程。日產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料4000t，年開采石灰石礦162萬t。

2 水土流失防治措施設(shè)計

2.1 水土流失分析

通過調(diào)查和分析，工程區(qū)內(nèi)水土流失主要為中度水力侵蝕，本工程礦山采用露天開采，在建設(shè)及生產(chǎn)過程中都會有水土流失產(chǎn)生。在建設(shè)過程中，邊坡開挖是造成破壞原地表土壤、植被等水土保持設(shè)施的主要因素；在生產(chǎn)期，石灰?guī)r礦區(qū)開采挖掘之后形成裸露地表以及邊坡，加劇了礦區(qū)的水土流失。

2.2 水土流失防治責(zé)任范圍

工程水土流失防治責(zé)任范圍共計77.04hm2，其中工程建設(shè)區(qū)63.88hm2，直接影響區(qū)13.16hm2。

2.2.1 工程建設(shè)區(qū)

工程建設(shè)區(qū)由廠區(qū)、礦山(礦山開采區(qū)、生產(chǎn)管理區(qū)、破碎站及輸送廊道、進礦道路)、引水管線組成，占地面積共63.88hm2。

2.2.2 直接影響區(qū)

根據(jù)水泥生產(chǎn)線工程建設(shè)特點及其它水土流失防治責(zé)任范圍研究成果〔2〕，本工程直接影響區(qū)按以下原則確定：(1)廠區(qū)。征地紅線外3m范圍；(2)礦山開采區(qū)。采場封閉圈至爆破安全境界線之間的200m范圍；(3)破碎站及輸送廊道。輸送廊道兩側(cè)各2m、破碎站周圍3m；(4)礦山生產(chǎn)管理區(qū)。周圍3m范圍；(5)進場道路。路基兩側(cè)各3m；(6)引水管線。管道作業(yè)帶兩側(cè)各1m。

2.3 水土流失預(yù)測

2.3.1 水土流失預(yù)測方法

在國大一期水泥生產(chǎn)線工程建設(shè)過程中，擾動地表可能產(chǎn)生的水土流失量，采用類比預(yù)測法進行估算。

2.3.2 類比工程選擇及水土流失預(yù)測

根據(jù)類比工程法選擇原則〔3〕，本項目土壤侵蝕模數(shù)可類比本縣同一區(qū)域、同一類型的四川雙馬水泥股份有限公司4600t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線技改工程。通過對類比工程的水土流失調(diào)查分析，得出各預(yù)測分區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)，并類推出本項目相應(yīng)預(yù)測分區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)。

表1國大一期水泥生產(chǎn)線工程水土流失量預(yù)測結(jié)果

預(yù)測分區(qū)背景流失量(t)擾動后流失量(t)建設(shè)新增流失量(t)廠區(qū)1071 63571 92500 3礦山開采區(qū)9608 236954 627346 4破碎站及輸送廊道68 9229 5160 6生產(chǎn)管理區(qū)5 016 511 5進礦道路56 0186 7130 7引水管線46 4154 5108 1合計10856 141113 730257 6

2.3.3 預(yù)測結(jié)果分析

根據(jù)工程建設(shè)對水土流失的影響分析及水土流失預(yù)測結(jié)果，工程建設(shè)及生產(chǎn)運行期擾動范圍內(nèi)水土流失量將達到4.11萬t。其中，新增水土流失量3.03萬t，新增流失量以礦山開采區(qū)最大，占新增量的90.1%；其次為廠區(qū)，占新增量的8.3%。因此礦山開采區(qū)及廠區(qū)為最主要水土流失部位，應(yīng)作為重點防治區(qū)域。從水土流失時段分析，生產(chǎn)運行期新增水土流失量達2.22萬t，占全期新增水土流失量的73.3%，因此重點應(yīng)做好生產(chǎn)運行期礦山開采水土流失控制。

2.4 水土流失防治措施體系及總體布局

由于石灰石礦山自然環(huán)境和開采方式有一定的特殊性，具有地勢起伏、地面坡度較大及裸露面積大的特點，需要針對這一特點設(shè)計相應(yīng)的水土流失防治措施?？傮w布局除一般設(shè)計思路外，還應(yīng)該加強以下兩個方面的建設(shè)：

首先，在防治措施布局中，應(yīng)盡量提高植物措施的比例，及時布置植物措施。在山地條件下，坡面較陡、匯水面積較大，雨季沖刷嚴重，工程措施難以完全穩(wěn)定高陡邊坡，提高林草植被覆蓋率不僅可以有效攔截地表徑流和固定土壤，同時也具有很好的生態(tài)效益。其次，由于山區(qū)自然條件下，難以找到地勢平坦的適宜棄渣點，因此需要優(yōu)化土石方調(diào)配和回填利用，加強棄土棄渣的綜合利用，盡量減少永久棄渣產(chǎn)生。

2.5 分區(qū)水土流失防治措施及典型設(shè)計

根據(jù)水土流失預(yù)測結(jié)果，工程建設(shè)可能引起的水土流失主要來源于礦山開采區(qū)及廠區(qū)。因此我們重點對礦山開采區(qū)和廠區(qū)作水土保持措施設(shè)計，從主要方面控制水泥生產(chǎn)線建設(shè)及生產(chǎn)引起的水土流失。其余各分區(qū)也需綜合采取防護措施控制水土流失。

2.5.1 廠區(qū)防治區(qū)

水泥廠廠區(qū)主體工程中的邊坡防護、排水措施等工程措施，在保證工程自身安全的同時，也具有較好的水土保持功能，但是沒有對施工期間提出有效的臨時性防護措施，且植物措施沒有進行具體設(shè)計，因此該防治區(qū)水土保持措施設(shè)計主要為臨時措施、植物措施。

2.5.1.1 臨時措施。表土剝離臨時堆放，易導(dǎo)致大量水土流失的發(fā)生，因此應(yīng)補充剝離表土臨時防護措施。對于工程區(qū)內(nèi)原土地類別為耕地、林草地具有肥力的原始表土層，應(yīng)在工程施工前預(yù)先剝離，以備工程后期用作廠區(qū)綠化用土。剝離表土堆放于廠區(qū)內(nèi)的綠化預(yù)留地，最大堆放高度3m，渣腳以填土編織袋擋護，渣頂覆蓋防雨布，并在周圍設(shè)置臨時排水溝。

2.5.1.2 植物措施。廠區(qū)綠化以工廠道路兩側(cè)條帶綠化為主，車間四周空地綠化為輔，采用喬、灌、草結(jié)合的方式進行綠化。樹種采用香樟、小葉榕、法國梧桐等，灌木采用金葉女貞等，草種采用白三葉草等。

2.5.2 礦山開采防治區(qū)

根據(jù)主體工程設(shè)計，礦山建設(shè)過程中將形成高15m、寬4m的安全平臺以及終了平臺，主體工程未考慮采場截洪溝排水措施和開采區(qū)跡地恢復(fù)等措施，應(yīng)對其進行補充設(shè)計。

2.5.2.1 安全平臺及終了平臺跡地恢復(fù)。礦山開采結(jié)束后將形成11268m的安全平臺，設(shè)計在安全平臺外沿修建高0.50m寬0.40m的漿砌塊石擋護墻，中間回填35cm種植土，采取種植灌木、藤、草的綜合綠化措施，要求形成一個平臺及時恢復(fù)一個平臺。采掘終了采場將形成約21.03hm2的終了平臺，采取覆土40cm再復(fù)耕。

2.5.2.2 排水措施。

(1)礦山開采面排水溝。石灰石礦山開采之前需要在開采坡坡頂修建截水溝，以攔截開采面以上坡面來水，防止其對開采面的沖刷。采場范圍大氣降水利用自然地形排泄，采場封閉圈以上設(shè)置排水溝。截排水溝采用M7.5漿砌塊石，60cm×60cm矩形斷面，襯砌厚度0.3m。截水溝匯入礦山外自然排水系統(tǒng)之前設(shè)置有沉沙凼；

(2)礦區(qū)內(nèi)排水溝。礦區(qū)內(nèi)修建漿砌塊石矩形排水溝并設(shè)置沉沙凼。

2.5.2.3 遠期水土保持要求。水土保持措施的設(shè)計年限僅為10年，因此對石灰石礦山應(yīng)提出遠期水土保持要求。礦山遠期生產(chǎn)過程中應(yīng)繼續(xù)開展水土流失防治工作，對形成的最終開采面布置相應(yīng)的防治措施，完善礦山的水土保持體系，做好礦山水土保持監(jiān)測工作。若水保方案設(shè)計的措施不再能夠滿足生產(chǎn)需求，則應(yīng)做新的水土保持設(shè)計。

3 討論

3.1 當(dāng)前開發(fā)建設(shè)項目水土保持工作，主要集中在防止表土流失、恢復(fù)地表植被上，缺少在人為活動影響下各種自然因素對土壤侵蝕規(guī)律和機理的研究，使得水土保持措施設(shè)計存在一定的局限性。

3.2 在礦山生產(chǎn)運行過程中，必須持續(xù)開展水土流失防治工作，對形成的最終開采面及時布置相應(yīng)的工程、植物措施，開采平臺形成后及時恢復(fù)，方案服務(wù)期結(jié)束后應(yīng)進行水土保持專項驗收及下階段水土保持措施設(shè)計。

3.3 礦山開采區(qū)和廠區(qū)作為潛在水土流失最大的場所，需嚴格按照水土保持“三同時”制度，采取綜合防治措施，盡可能減少新增水土流失。

〔1〕趙永軍.開發(fā)建設(shè)項目水土保持工作現(xiàn)狀及發(fā)展思路[J].中國水土保持,2009,1：48～51.

〔2〕趙永軍.水土流失防治責(zé)任范圍的界定[J].中國水土保持,2005,1:21～23.

〔3〕李叢業(yè),艾曉冬,李洪巖.開發(fā)建設(shè)項目施工中新增水土流失量預(yù)測方法探討[J].水土保持學(xué)報,2003,3:49～52.