遠東銅業(yè)工藝技術(shù)改造項目水土流失預測分析

桑廣新

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110077)

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遠東銅業(yè)工藝技術(shù)改造項目水土流失預測分析

桑廣新

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110077)

遼寧遠東銅業(yè)有限公司節(jié)能減排工藝技術(shù)改造項目是遼寧遠東銅業(yè)有限公司技術(shù)改造、綜合利用回收的項目，主要是通過技術(shù)改造，減少生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染。文章對其基本概況和工程項目概況進行了簡述，主要對工程效益監(jiān)測進行了探討，通過分析與探討為工程建設(shè)水土保持的水土流失監(jiān)測提供了依據(jù)，也為類似工程建設(shè)的水土流失監(jiān)測分析提供參考和借鑒作用。

水土保持；水土流失；監(jiān)測；銅業(yè)項目；改造

1　基本概況

阜蒙縣北部有努魯爾虎山脈，南部有醫(yī)巫閭山脈，兩山脈北部末端在縣大巴鎮(zhèn)、招束溝鄉(xiāng)交匯，構(gòu)成了縣與遼河平原的一個天然區(qū)界巒嶺連綿聳峙，搭起了低山丘陵之骨架，相對高度顯著[1]。縣境內(nèi)地勢西北低山、丘陵，東部平洼，南部低山、北部丘陵，中部低丘、平原。有海拔高500m以上山頭235個、600m以上山峰11座，縣域面積6 246 km2。

2　項目概況

遼寧遠東銅業(yè)有限公司節(jié)能減排工藝技術(shù)改造項目建設(shè)單位為遼寧遠東銅業(yè)有限公司。項目位于阜新市阜蒙縣東側(cè)約3km，廠區(qū)南側(cè)距離204省道約100m，廠區(qū)南側(cè)圍墻緊臨鐵路線，已有鐵路專運線進入廠區(qū)，原料以及產(chǎn)品的公路、鐵路運輸都十分便利。本項目是遼寧遠東銅業(yè)有限公司技術(shù)改造、綜合利用回收項目，以先進的富氧側(cè)吹熔池熔煉——轉(zhuǎn)爐吹煉取代目前落后的鼓風爐——連吹爐工藝，粗銅冶煉生產(chǎn)能力為6 萬 t，通過技術(shù)改造，減少生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染。建設(shè)性質(zhì)是改擴建工程，廠區(qū)總面積為16.8hm2，原廠區(qū)面積12hm2，本次改擴建新增用地4.8hm2，其中本技術(shù)改造工程新增加建構(gòu)筑物地面積21402m2，廠區(qū)建筑系數(shù)33%，綠地率17.0%。工程設(shè)計使用年限為50a，耐火等級為一級；建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級；抗震設(shè)防類別丙級。地基基礎(chǔ)等級為丙級。

3　水土流失影響分析

本項目施工過程中水土流失比較劇烈，危害比較嚴重的時段，主要集中在建設(shè)期。建設(shè)期地表擾動劇烈、破壞原地貌，使用地范圍內(nèi)勢必加大水土流失發(fā)生的可能性及危害程度。施工還會影響到項目周邊區(qū)域，在施工過程中，若臨時防護措施落實不到位，產(chǎn)生的新增水土流失，將給項目區(qū)及其周邊環(huán)境帶來危害。所以，科學預測項目建設(shè)過程中造成的水土流失的原因及其影響，合理布設(shè)防治措施、盡可能減少項目建設(shè)對原地形的破壞、有效防治新增水土流失，為恢復區(qū)域生態(tài)防護體系提供依據(jù)，以保障主體工程正常運營和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，促進當?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和社會的和諧發(fā)展[2]。

3.1項目建設(shè)產(chǎn)生水土流失的環(huán)節(jié)

1)擾動、破壞地表。工程建設(shè)前期需清理場地，修建臨時施工設(shè)施。這些活動都會擾動地表，造成水土流失。在項目建設(shè)過程中，若不采取有效的水土流失防護措施，水土流失將加劇。

2)土方臨時堆放。工程回填土方臨時堆放在項目區(qū)西側(cè)空地上。堆放的土體顆粒松散，在降雨和大風天氣下容易造成水土流失，若不采取有效的預防措施，該環(huán)節(jié)就會成為工程建設(shè)中水土流失的主要來源之一。本方案將對臨時堆土采取撒草籽、四周攔擋和臨時覆蓋等措施。

3)施工工序。施工前應先修建排水系統(tǒng)，臨時堆土四周應采用土袋攔擋，開挖臨時排水溝，預備足夠的彩條布。回填土方集中堆放，遇到雨季防水覆蓋。

4)施工揚塵。本項目施工過程中將對原地貌產(chǎn)生破壞，由于表層土壤結(jié)構(gòu)疏松，將會產(chǎn)生降雨侵蝕和風蝕。施工過程中在2級以上風力作用下就會產(chǎn)生揚塵。

3.2水土流失類型及分布特點

工程施工中，一切擾動、損壞、開挖、壓埋原地貌、破壞地表土壤結(jié)構(gòu)及植被的作業(yè)方式均會加重原地貌的水土流失，地下室建設(shè)期主要分布在地下室開挖區(qū)和臨時堆土場區(qū)，上部結(jié)構(gòu)建設(shè)期主要分布在臨時堆土場區(qū)。項目建設(shè)可能引起的水土流失類型及分布特點見表1。

表1　水土流失類型及分布特點表

4　水土流失預測

本工程屬于建設(shè)生產(chǎn)類項目，水土流失主要發(fā)生在建設(shè)期和自然恢復期。因此，合理正確地預測水土流失影響，并為盡量減少對原地貌的破壞、合理布設(shè)水土流失防治措施、有效防止新增水土流失提供科學依據(jù)，同時也有助于保障主體工程的安全達標和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，從而實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[4]。

4.1預測范圍和預測時段

4.1.1預測范圍

根據(jù)本工程實際建設(shè)特點，建設(shè)期水土流失預測單元為建筑物區(qū)、道路區(qū)、綠化區(qū)、臨時堆土場區(qū)。各預測單元面積詳細見表2。

表2　水土流失預測單元表　hm2

4.1.2預測時段

該工程項目主要在工程建設(shè)期造成水土流失。自然恢復期無開挖、回填等建設(shè)活動，在項目建成后基本不產(chǎn)生水土流失。本工程施工期為17個月，根據(jù)項目區(qū)氣候土壤等條件，確定自然恢復期為2a。

4.2預測方法和預測參數(shù)

4.2.1預測內(nèi)容及方法

水土流失預測內(nèi)容有：擾動原地貌、損壞土地的面積；損壞水土保持設(shè)施的面積；棄土棄渣量；可能產(chǎn)生的水土流失量；可能造成的水土流失危害。

4.3水土流失預測成果

4.3.1擾動原地貌、損壞土地面積

根據(jù)主體工程設(shè)計圖紙、設(shè)計報告、技術(shù)資料以及征地范圍，結(jié)合野外調(diào)查，對施工過程中開挖擾動地表面積、占壓土地面積等按照不同地類進行測算、統(tǒng)計。本工程擾動原地貌、損壞土地面積為項目建設(shè)區(qū)的面積4.8hm2。

4.3.2損壞水土保持設(shè)施面積

本工程現(xiàn)狀為空地，因此不存在損壞水土保持設(shè)施。

4.3.3可能產(chǎn)生的水土流失量

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB50433—2008)，運用下式計算土壤流失量和新增水土流失量。

土壤流失量可按下式計算：

(1)

新增水土流失量可按下式計算：

(2)

式中：W為擾動地表土壤流失量，t；△W為擾動地表新增土壤流失量，t；i為預測單元(1，2，3，……n)；k為預測時段，1，2，3，指施工準備期、施工期和自然恢復期；Fi為第i個預測單元的面積，km2；Mik為擾動后不同預測單元不同時段的土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；△Mik為不同單元各時段新增土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；Mi0為擾動前不同預測單元土壤侵蝕模數(shù)，t/(km2·a)；Tik為預測時段(擾動時段)，a。

建設(shè)期土壤侵蝕模數(shù)按照水蝕和風蝕經(jīng)驗公式進行計算，自然恢復期第1年的侵蝕模數(shù)按建設(shè)期侵蝕模數(shù)的80%計取，自然恢復期第2年的侵蝕模數(shù)按建設(shè)期侵蝕模數(shù)的50%計取。各預測單元的風蝕模數(shù)通過公式EP=T×v×De×Y×Xa×F計算[6]。水土流失預測結(jié)果見表3。

表3　水土流失預測結(jié)果統(tǒng)計表

4.4水土流失危害分析與評價

本工程的建設(shè)給當?shù)貛淼男б媸秋@著的，同時本項目的建設(shè)加劇了區(qū)域水土流失程度，對生態(tài)環(huán)境造成一定的影響和危害[3]。工程建設(shè)可能造成的水土流失危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1)使項目區(qū)原有的水土保持功能降低或喪失。工程建設(shè)開挖和填筑，施工機械、運輸車輛的碾壓，土方堆放等活動擾動原地貌面積達4.8hm2，使其原有的水土保持功能降低或喪失。

2)對項目區(qū)周邊環(huán)境造成一定的影響。在施工過程中將極大破壞原地貌形態(tài)和土壤結(jié)構(gòu)，使土層裸露疏松，導致地表徑流產(chǎn)流形式和運動狀態(tài)發(fā)生改變。遇強降雨天氣，雨水強烈沖刷裸露地表和松散的堆積物后，地表徑流迅速匯集，如果不設(shè)置有效的水土保持措施，集流會直接流入項目區(qū)北側(cè)的細河，造成淤積堵塞等。

3)本工程建設(shè)引起的水土流失如不進行有效的防治，必將引發(fā)多種形式的水力侵蝕發(fā)生，泥沙等溢流至項目區(qū)四周道路區(qū)域，從而對周圍環(huán)境造成一定的危害[5]。

5　結(jié)　論

遼寧遠東銅業(yè)有限公司節(jié)能減排工藝技術(shù)改造項目工程建設(shè)期擾動地表面積約4.8hm2。工程水土流失總量為218.21t，新增水土流失量為127.33t。從預測結(jié)果分析可知，施工期是產(chǎn)生水土流失的主要時段，對地下室開挖區(qū)、臨時堆土場，必須采取有效的水土保持措施。工程建設(shè)過程中，對區(qū)域生態(tài)環(huán)境、工程建設(shè)本身造了成嚴重影響。根據(jù)預測結(jié)果和工程實際情況，建議工程建設(shè)過程中要做好以下工作：落實水土保持“三同時”制度，執(zhí)行我國水土保持工作“預防為主”的方針，施工前期應重點做好排水、攔擋、覆蓋等臨時措施。落實施工期的水土流失臨時防護措施和提高監(jiān)測力度，根據(jù)水土流失變化情況進一步優(yōu)化施工工序和水土保持措施。

[1]孟祥麗.遠東銅業(yè)工藝技術(shù)改造項目水土保持分析與評價[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2015(03)：49-51.

[2]駱殿君.吳楚莊園科技示范園區(qū)工程水土保持監(jiān)測分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2014(10)：8-9，17.

[3]陳夢華，張航釩.莊里水庫工程移民安置過程中水土流失及防治對策[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2010(06)：41-42.

[4]管曉燕，陳亮亮，馬玉峰.蕪申運河安徽段姑溪河線路航道整治工程水土流失預測[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2008(06)：54-56.

[5]楊婷.淺析城市水土流失與行洪排澇——以珠江三角洲城市為例[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2013(04)：31-32，44.

[6]陳輝.北方銅業(yè)垣曲冶煉廠改造項目工藝節(jié)能分析[J].銅業(yè)工程，2012(05)：63-65.

1007-7596(2016)07-0029-03

2016-06-12

桑廣新(1980-)，男，遼寧朝陽人，工程師，研究方向為水利工程監(jiān)理、水利工程施工等。

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