新疆準(zhǔn)東煤田開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治措施研究

李麗

【摘要】分析準(zhǔn)東煤田不同開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中造成的水土流失成因，把水土流失防治區(qū)分為擾動(dòng)開(kāi)挖防治區(qū)和棄渣防治區(qū)，對(duì)各分區(qū)采取有效的工程措施、植物措施和臨時(shí)措施進(jìn)行防護(hù)，形成完整、科學(xué)的水土流失防治體系，減少水土流失的產(chǎn)生。

【關(guān)鍵詞】準(zhǔn)東煤田；水土流失；防治措施

開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失，是人類在從事各類資源開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)中，因擾動(dòng)地表或地下巖土層、排放廢棄固體物、構(gòu)筑各種人工地形造成的水土資源的破壞和損失，是人為水土流失的一種主要形式。開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失常以“點(diǎn)狀”或“線型”、單一或綜合的形式出現(xiàn)，具有水土流失量大、集中突發(fā)性強(qiáng)、危害大等特點(diǎn)。當(dāng)前，新疆正處于大開(kāi)發(fā)、大開(kāi)放、大發(fā)展的重要機(jī)遇期，隨著公路、鐵路、石油、天然氣、水電、火電、煤炭及煤化工等建設(shè)項(xiàng)目相繼開(kāi)工建設(shè)，在有力促進(jìn)自治區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)水土保持生態(tài)環(huán)境提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。準(zhǔn)東煤田位于新疆準(zhǔn)噶爾盆地東部北部風(fēng)沙區(qū)，屬典型的極端干旱大陸氣候，屬?gòu)?qiáng)度風(fēng)力侵蝕，為新疆維吾爾自治區(qū)人民政府公告的水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。本文通過(guò)對(duì)準(zhǔn)東煤田5個(gè)典型開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的水土流失防治措施分析，以期為新疆類似環(huán)境（吐魯番-哈密地區(qū)）下開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失治理提供科學(xué)依據(jù)。

1、項(xiàng)目區(qū)概括

準(zhǔn)東煤田位于準(zhǔn)噶爾盆地東南緣的新疆昌吉州阜康市、吉木薩爾、奇臺(tái)和木壘縣境內(nèi)，西起阜康市的沙丘河，東到木壘縣的東部邊界，北到昌吉州北部邊界卡拉麥里山南麓，南接古爾班通古特沙漠北緣，總面積20787.5hm2。準(zhǔn)東煤田預(yù)測(cè)資源量為3747億t，是新疆3個(gè)儲(chǔ)量超過(guò)3000億t的整裝煤田之一，占全疆儲(chǔ)量的17.8%，全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的7%，且賦存條件較好，品質(zhì)相對(duì)較高。

準(zhǔn)東煤田地勢(shì)平坦，海拔約600m，相對(duì)高差30～50m。地貌以戈壁和荒漠為主，屬典型的極端干旱大陸氣候，年溫差和晝夜溫差變化很大，多年平均氣溫6.5℃，平均日較差l2.4℃，年平均降水量106mm，年蒸發(fā)量2202～2382mm，多年平均風(fēng)速2.7～3.7m/s，最大風(fēng)速16m/s。礦區(qū)土壤為灰漠土、風(fēng)沙土、鹽化土等。地表植被稀疏，物種單一，生態(tài)環(huán)境比較脆弱，現(xiàn)狀植被覆蓋度約1%～5%。

2、開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失特點(diǎn)

不同開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目，水土流失的特點(diǎn)和形式不同，防治工作可根據(jù)水土流失特點(diǎn)進(jìn)行水土流失防治分區(qū)，并按分區(qū)進(jìn)行水土保持治理措施科學(xué)布局，這是編制水土保持方案的中心環(huán)節(jié)，水土保持措施的布局是防治水土流失的根本。

開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的共同特點(diǎn)主要表現(xiàn)為水土流失地域分散性、水土流失形式多樣性、水土流失及其危害突發(fā)性、水土流失強(qiáng)度大和危害嚴(yán)重等。不同的開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失各有其特點(diǎn)，表1歸納出近期編制的5個(gè)準(zhǔn)東地區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目工程特點(diǎn)，以及造成水土流失的主要時(shí)段和重點(diǎn)部位。這5個(gè)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目涉及準(zhǔn)東地區(qū)煤電、煤制氣、煤電冶、煤炭產(chǎn)業(yè)，具有一定的代表性和全面性。

由表1可以看出：盡管不同類型的工程特點(diǎn)存在很大差異，造成水土流失的主要時(shí)段和重點(diǎn)部位也不同，但對(duì)于造成水土流失的主要時(shí)段來(lái)說(shuō)，各項(xiàng)目所產(chǎn)生的水土流失主要在施工建設(shè)期，由于建設(shè)生產(chǎn)類項(xiàng)目基本建設(shè)竣工后，在運(yùn)行期仍存在開(kāi)挖地表、取土（石、料）、棄石、棄渣等生產(chǎn)活動(dòng)，因此部分項(xiàng)目在施工準(zhǔn)備期和運(yùn)行期也會(huì)造成水土流失。造成水土流失的重點(diǎn)水土流失部位主要在施工區(qū)及堆土區(qū)，對(duì)于排土量大的露天煤礦項(xiàng)目則主要在排土場(chǎng)和采掘場(chǎng)。

3、開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治分區(qū)及主要防治措施

以上5個(gè)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地東南平原戈壁區(qū)，總體地貌類型單一，地形較簡(jiǎn)單，屬?gòu)?qiáng)度風(fēng)力侵蝕。根據(jù)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失來(lái)源和產(chǎn)生的特點(diǎn)，可將整個(gè)水土流失防治分區(qū)分為擾動(dòng)開(kāi)挖防治區(qū)和棄渣防治區(qū)2大類。由于各分區(qū)的水土流失強(qiáng)度不同，因此采取的防治措施也應(yīng)各有側(cè)重。依據(jù)準(zhǔn)東煤田特有的地理環(huán)境，在各分區(qū)內(nèi)應(yīng)有針對(duì)性地布置水土流失防治措施，水土流失防治措施具體見(jiàn)圖l。

3.1 擾動(dòng)開(kāi)挖防治區(qū)。擾動(dòng)開(kāi)挖防治區(qū)指由于開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目施工對(duì)地表的擾動(dòng)和開(kāi)挖破壞的區(qū)域，主要包括項(xiàng)目建設(shè)區(qū)的施工區(qū)、輸供水管線區(qū)、輸變電線路區(qū)、施工道路區(qū)、施工生活區(qū)等，是防治責(zé)任范圍內(nèi)的人為新增水土流失區(qū)域。該區(qū)水土流失防治應(yīng)以地面防護(hù)和合理利用為目的，主要以土地整治、礫石壓蓋、植被恢復(fù)、綠化配套灌溉工程、防塵網(wǎng)苫蓋、灑水降塵等防護(hù)利用措施為重點(diǎn)，當(dāng)損壞地面易遭受洪水危害時(shí)，必須布置防洪排。

3.1.1 工程措施。本區(qū)工程措施主要有土地整治、礫石壓蓋和防洪。廠區(qū)以風(fēng)力侵蝕為主，施工活動(dòng)主要表現(xiàn)在由于場(chǎng)地平整及堆墊、建構(gòu)筑物基礎(chǔ)開(kāi)挖，擾動(dòng)原地貌，增加了施工區(qū)的水土流失強(qiáng)度。土地整治措施主要有建筑垃圾清理、坑洼回填平整、覆土等措施，具體措施根據(jù)工程裸露土地情況和土地利用規(guī)劃確定。

戈壁荒漠地段管道施工將擾動(dòng)戈壁荒漠的黑礫冪層，降低地表抗風(fēng)蝕能力，加劇管道沿線地表風(fēng)蝕沙化。在戈壁地段采取表面鋪壓礫石層，有效地防治了水土流失。同時(shí)廠內(nèi)地埋電纜區(qū)域、變電所、管廊及部分無(wú)法綠化區(qū)域，采用礫石壓蓋措施，減少施工期的水土流失。

此外，由于準(zhǔn)東煤田周邊無(wú)常年性地表水體，北側(cè)為低山丘陵區(qū)區(qū)域，因此，準(zhǔn)東煤田防洪以防治暴雨山洪為主，防洪措施必不可少。其中，煤制氣廠區(qū)內(nèi)排雨水方式采用暗管排水，電廠廠區(qū)圍墻外設(shè)置擋水墻，擋水墻為M10漿砌石結(jié)構(gòu)，露天礦項(xiàng)目采取沉沙池沉淀后，再排入戈壁自然低洼集水處的方法。

3.1.2 植物措施。一般在永久占地區(qū)形成的裸露地面，施工結(jié)束后應(yīng)全部恢復(fù)植被；施工臨時(shí)占地區(qū)，施工結(jié)束后應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況恢復(fù)植被。整個(gè)項(xiàng)目區(qū)施工結(jié)束后，一般不應(yīng)留有裸露的、廢置的土地。

項(xiàng)目區(qū)以荒漠植被為主，植被稀疏，植物種有梭梭、琵琶柴、錦雞兒、戈壁豬毛菜等，植物種類較單一，生態(tài)環(huán)境比較脆弱。該項(xiàng)目區(qū)植物措施設(shè)計(jì)采用喬灌草合理配置，可以采取人工種植方式加速植被恢復(fù)進(jìn)程。在植物種的選用上，盡量選擇耐旱、抗寒，抗風(fēng)蝕、生長(zhǎng)迅速、管理粗放，能有效控制風(fēng)蝕和水蝕的喬灌木植被。另外，對(duì)項(xiàng)目區(qū)植被進(jìn)行綠化配套灌溉措施，提高植被成活率，降低管護(hù)成本，節(jié)約水資源。

3.1.3 臨時(shí)措施。開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失最嚴(yán)重階段為施工期，而此階段也是水土保持工程措施、植物措施不完善的時(shí)期，若臨時(shí)措施不到位，將會(huì)造成大量的水土流失。

臨時(shí)措施主要是對(duì)施工過(guò)程中地表的臨時(shí)保護(hù)，以避免施工期的水土流失。對(duì)裸露地表應(yīng)及時(shí)進(jìn)行苫蓋、礫石壓蓋、臨時(shí)種草等防護(hù)措施，防止雨水對(duì)地表的直接沖刷。對(duì)臨時(shí)施工道路，應(yīng)采取灑水等措施，以減少揚(yáng)塵等風(fēng)蝕危害。為了防止臨時(shí)堆土產(chǎn)生新的水土流失，堆土場(chǎng)周圍進(jìn)行簡(jiǎn)易防護(hù)，采用彩鋼板防護(hù)的措施。在施工場(chǎng)地的周邊，應(yīng)修建臨時(shí)排水設(shè)施。另外，在施工區(qū)應(yīng)樹(shù)立標(biāo)志牌，限定施工設(shè)備的擾動(dòng)范圍，嚴(yán)禁任意碾壓和破壞地表，以減少對(duì)地面的擾動(dòng)。

3.2 棄渣防治區(qū)。棄渣防治是開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是水土流失防治重點(diǎn)。對(duì)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生的大量棄渣（包括棄土、棄石、棄渣、尾礦和其他廢棄固體物質(zhì)），必須根據(jù)棄土、棄石、棄渣等堆放的位置和堆放方式，結(jié)合地質(zhì)、地形、水文條件等，修建攔渣工程，有效地控制水土流失。根據(jù)上文介紹的5個(gè)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目，可將棄渣防治區(qū)分為棄渣場(chǎng)、排土場(chǎng)、尾礦等。主要以攔渣壩、攔矸墻、防洪排水、綠化、防塵網(wǎng)覆蓋、灑水降塵等措施為主。

3.2.1 工程措施。棄渣為松散的堆積物，遇降水或地下水滲透容易產(chǎn)生沉陷，并間接增大產(chǎn)流匯流面積，遇暴雨時(shí)可能造成嚴(yán)重水土流失。根據(jù)《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》中對(duì)攔渣工程的設(shè)計(jì)要求和穩(wěn)定性分析計(jì)算，確定本工程攔矸墻采用直立式擋墻。攔渣壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇最大洪水，排水溝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇最大6小時(shí)降水。攔渣壩壩體用戈壁土料填筑，撒水碾壓夯實(shí)，壩頂寬3m左右。壩體下游面設(shè)有排水反濾層和混凝土預(yù)制塊護(hù)坡。灰渣場(chǎng)內(nèi)采用豎井—涵管式排水系統(tǒng)，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。壩下游設(shè)置干砌石排水溝，上游面設(shè)置混凝土預(yù)制塊護(hù)坡。

3.2.2 植物措施。棄渣場(chǎng)植被恢復(fù)是棄渣場(chǎng)治理的重要內(nèi)容。植被恢復(fù)工程布置同擾動(dòng)開(kāi)挖區(qū)，這里需要強(qiáng)調(diào)的是，棄渣場(chǎng)在綠化前，一般需要進(jìn)行整地和覆土，覆土厚度一般為20～50 cm。有條件的地方，在棄渣堆放過(guò)程中，應(yīng)把渣和土分開(kāi)，先堆放渣，后堆放土，這樣可減少后期的覆土數(shù)量。對(duì)堆放時(shí)間長(zhǎng)的土、渣體，應(yīng)臨時(shí)種草。

3.2.3 臨時(shí)措施。項(xiàng)目建設(shè)施工中，臨時(shí)堆土（渣、石）及建材應(yīng)集中堆放，用防塵網(wǎng)覆蓋，建臨時(shí)性擋渣、排水、沉沙等工程，在施工過(guò)程中及時(shí)灑水降塵，減小揚(yáng)塵。

4、結(jié)語(yǔ)

根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀弧⑸鐣?huì)環(huán)境特點(diǎn)，結(jié)合工程設(shè)計(jì)，將準(zhǔn)東煤田5個(gè)典型開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失區(qū)域分為擾動(dòng)開(kāi)挖防治區(qū)和棄渣防治區(qū)，因地制宜、科學(xué)合理的提出防治分區(qū)措施布局，按防治分區(qū)考慮工程措施、植物措施和臨時(shí)措施，使項(xiàng)目區(qū)新增水土流失得到有效控制，達(dá)到保護(hù)項(xiàng)目區(qū)水土資源的目的。不同的開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目防治重點(diǎn)不同，有的偏重于擾動(dòng)開(kāi)挖面，有的則偏重于棄渣場(chǎng)，在實(shí)際中需要具體分析，靈活應(yīng)用，針對(duì)不同項(xiàng)目的水土流失特點(diǎn)，系統(tǒng)布置防治措施，以便更好的改善準(zhǔn)東地區(qū)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)煤礦工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)為新疆類似環(huán)境（吐魯番-哈密地區(qū)）下開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失治理提供科學(xué)依據(jù)。

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資助基金：新疆維吾爾自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目（KY2015098）。