開發(fā)建設(shè)項目水土保持措施有效配置探討

宋玉景，李純乾，崔 杰

(1．本溪市明山區(qū)高臺子水利站，遼寧本溪117103;2．遼寧省水土保持研究所，遼寧朝陽122000)

開發(fā)建設(shè)是人類為獲取生產(chǎn)生活物質(zhì)、推動社會發(fā)展而對各類資源進行開發(fā)和生產(chǎn)的活動［1］。這個過程常常會對地表甚至是地下巖土層造成劇烈的擾動和損壞，致使水土資源破壞嚴(yán)重，甚至引發(fā)區(qū)域生態(tài)危機。筆者根據(jù)本溪兆運天意水泥2 ×5 000 t/d熟料水泥生產(chǎn)線工程(以下簡稱“水泥生產(chǎn)線”)建設(shè)布局、擾動地貌情況及水土流失特點，對工程的水土保持措施配置進行了探討。

1 工程及項目區(qū)概況

水泥生產(chǎn)線位于遼寧省本溪縣高官鎮(zhèn)三家子村水峪溝，總占地174．26 hm2。項目建設(shè)兩條生產(chǎn)能力為5 000 t/d 的熟料水泥生產(chǎn)線，生產(chǎn)回轉(zhuǎn)窯水泥熟料，同時配套建設(shè)一套18 MW純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，利用窯頭熟料冷卻機和窯尾預(yù)熱器排出的高溫廢氣進行發(fā)電。工程建設(shè)期為2009年9月至2010年12月，2011年3月投產(chǎn)。

水峪溝的山體是本工程的原料來源，露天開采。廠區(qū)布置在礦山下水峪溝西側(cè)山坡，根據(jù)礦石供給方向、周圍交通運輸條件、區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向、工程地質(zhì)、生產(chǎn)工藝、擾動地表強度等條件，廠區(qū)內(nèi)各功能區(qū)采取“高低錯落式”布置，水泥道路布置在廠區(qū)周圍及各功能區(qū)之間，原燃料儲存區(qū)布置在250、270 m 臺段，主生產(chǎn)區(qū)和降壓站布置在220、210 m 臺段，水泥成品區(qū)和辦公區(qū)布置在200 m 臺段。為滿足交通需要，修建礦區(qū)道路4．03 km、進廠道路2．5 km。

項目區(qū)位于中緯度的長白山系南西延伸部位，屬遼東低山丘陵區(qū)，地面坡度較大，溝壑密度1．60 km/km2。屬北溫帶濕潤氣候區(qū)，季風(fēng)和大陸性氣候特征明顯。年平均氣溫6．2 ℃，≥10 ℃積溫3 019．3 ℃。雨量比較充足，年平均降水量為808．8 mm，其中一半集中在7、8月份。年均徑流深366 mm，多年平均蒸發(fā)量1 282 mm。年均無霜期148 d，年平均風(fēng)速2．5 m/s，最大凍土深度130 cm。

2 水土保持措施體系配置

2．1 徑流調(diào)控體系

2．1．1 外部徑流調(diào)控

(1)廠區(qū)周邊截洪溝。廠區(qū)位于山坡上，場地平整后南、北、西三面高出廠區(qū)。為了防止降雨徑流流入廠區(qū)，分別在這三面開挖邊坡上修建截洪溝，將徑流導(dǎo)入進廠道路排水溝。

(2)礦區(qū)截洪溝。采場320 m 高程平臺以上有匯水面積，為防止徑流進入采坑影響采礦作業(yè)，在平臺內(nèi)側(cè)修筑漿砌石截洪溝，將采場320 m 高程以上的徑流導(dǎo)入進廠道路排水溝。

2．1．2 項目區(qū)內(nèi)部徑流調(diào)控

(1)廠區(qū)內(nèi)排水溝。廠區(qū)占地面積37．0 hm2，為使廠區(qū)內(nèi)降水徑流有序排放，在廠內(nèi)道路一側(cè)修筑漿砌石排水溝，將廠區(qū)內(nèi)部的地表徑流導(dǎo)入進廠道路排水溝;在不同標(biāo)高臺段邊坡上方布置漿砌石排水溝，將本臺段的徑流排入附近道路排水溝。

(2)礦區(qū)排水溝。為防止地表徑流對礦區(qū)道路的沖刷，并及時排除礦區(qū)降水徑流，在礦區(qū)道路靠山一側(cè)和工業(yè)場地道路內(nèi)側(cè)修建漿砌石排水溝，排水溝與進廠道路排水溝相連。

(3)進廠道路排水溝。在進廠道路兩側(cè)修建排水溝，將道路和坡面徑流排入下游。

截洪溝、排水溝均設(shè)計為矩形斷面，漿砌石結(jié)構(gòu)，按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，各部分截洪溝、排水溝設(shè)計參數(shù)見表1。

2．2 工程防護體系

廠區(qū)內(nèi)形成了較多的陡峭邊坡，為保證這些邊坡穩(wěn)固，根據(jù)邊坡位置及特點，設(shè)置不同的工程防護措施。

(1)臨時堆土防護。廠區(qū)內(nèi)有5 萬m3臨時堆土，堆高2～3 m，堆土邊坡1 ∶1．5，設(shè)計采用了彩條布苫蓋，并在土堆周圍用裝土編織袋護腳。裝土編織袋梯形堆砌，堆砌三層，底層3 個、中間層2 個、上層1 個，上下層間土袋呈“品”字形堆放。

表1 截洪溝、排水溝設(shè)計參數(shù)

(2)邊坡防護。在270、250、220、210、200 m 標(biāo)高臺段間形成了不同的陡峭邊坡，坡度1 ∶1～1 ∶1．5，設(shè)計采用預(yù)制砼空心六角網(wǎng)格防護。先在邊坡上覆土5 cm，再鋪砌六角砼網(wǎng)格，網(wǎng)格內(nèi)填土(10 cm 厚)。填土后種植早熟禾。護坡起(終)點邊部采用現(xiàn)澆砼封護，封護尺寸寬50 cm、厚30 cm。護坡下部采取漿砌石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)深150 cm、厚65 cm。

(3)廠區(qū)擋土墻。在廠區(qū)南、北、西三面陡峻邊坡坡腳處設(shè)置漿砌石重力式擋土墻，用于穩(wěn)定坡腳。擋墻高1．5 m、頂寬0.8 m，基礎(chǔ)埋深1．5 m，混凝土壓頂10 cm 厚。墻體內(nèi)設(shè)上下兩排泄水孔，下排泄水孔距地面0．5 m，泄水孔水平間距2 m，垂直間距0．5 m，采用管徑為5 cm 的PVC 排水管，坡降4%。泄水孔后設(shè)無紡布反濾層。擋土墻縱向每隔15 m 設(shè)置寬為2 cm的伸縮縫，內(nèi)塞涂瀝青木板，深度為15 cm。

2．3 立地條件重建措施

在工程建設(shè)過程中，平整、開挖、堆墊、回填等施工活動會造成土壤結(jié)構(gòu)和土層秩序的擾動與破壞。為快速恢復(fù)和重建項目區(qū)內(nèi)的植被系統(tǒng)，對可恢復(fù)植被區(qū)域采取立地條件重建措施——覆(客)土。覆(客)土來源于項目區(qū)剝離的熟化表土，即在工程建設(shè)之初，對廠區(qū)占用的耕地、果園和灌木林地進行表土剝離，暫時堆存在廠區(qū)一隅，待工程建設(shè)結(jié)束后，將這些表土覆蓋于項目區(qū)綠化處。

2．4 植被恢復(fù)措施

廠區(qū)植被恢復(fù)措施以綠化、美化為主，兼顧防塵;以開放性綠地為主，觀賞植物為輔，在綠地中間和四角位置配置花灌木，并點綴樹姿優(yōu)美的綠化喬木，如垂枝榆、旱柳、龍爪槐等。礦區(qū)以抗逆性強的喬灌木為主;道路兩側(cè)以喬木為主。

2．4．1 廠區(qū)綠化

在原燃料儲存區(qū)、降壓站、生產(chǎn)區(qū)、成品區(qū)的建筑物四周以防塵為主，兼顧綠化，可栽植刺槐;在建筑物之間的空地種草，在草坪四周栽植龍爪槐和紫葉小檗，中間點綴黃刺玫、紫丁香、荷蘭菊、地被菊、德景天等花草灌木;在廠區(qū)靠近生產(chǎn)區(qū)一側(cè)栽植4 行刺槐，作為防塵隔離帶;在廠區(qū)內(nèi)道路兩側(cè)種植紫葉小檗綠籬，綠籬中每隔5 m 植一株旱柳。

2．4．2 礦區(qū)綠化

在廢棄開采跡地客土栽植紫穗槐，邊坡底部栽植爬山虎，在膠帶機移動后的跡地上撒播草籽(沙打旺)，在礦區(qū)道路兩側(cè)栽植抗塵性強的刺槐。在工業(yè)場地和破碎車間外圍栽植4 行刺槐，作為防塵隔離帶，兼顧綠化。

2．4．3 道路行道樹

在進廠道路兩側(cè)栽植刺槐，形成綠色廊道。

3 結(jié) 語

在本溪兆運天意水泥2 ×5 000 t/d 熟料水泥生產(chǎn)線工程建設(shè)及生產(chǎn)過程中，采取了徑流有序調(diào)控、廠區(qū)再塑陡峻邊坡工程防護、綠化區(qū)域下墊面重建和植被恢復(fù)等措施，不僅將項目建設(shè)對區(qū)域環(huán)境的影響降到最低，有效控制了項目建設(shè)及生產(chǎn)過程中的水土流失，而且恢復(fù)了地表的水土保持功能和項目區(qū)的生態(tài)環(huán)境，確保了資源開發(fā)與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展。

［1］宋曉強，張長印，劉潔．開發(fā)建設(shè)項目水土流失成因和特點分析［J］．水土保持通報，2007，27(5):108－113．