基于土壤侵蝕模數建設項目水土流失預測探析

(遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000)

1 概 述

大連西太平洋石油化工有限公司“十二五”計劃實施項目系統配套工程擬新增苯、二甲苯及油產品罐區項目,地點在大連市金州開發區。廠區距開發區中心10km，大孤山鄉8km，新港鎮5km；罐區西側與海鲇線相鄰，北與盛程國際物流相鄰，南、東兩側靠大孤山。項目區北至通往新港碼頭的系統管道，西至原有液化氣罐組，南側與東側至原始山坡的征地紅線。

該項目所在區域東、南、西三面環海，根據現場實地調查，項目區屬低山丘陵地貌單元斜坡地段，地處南北向沖溝內，地形起伏較大，整體呈東西高，南北低，高程為44.152～74.982m，相對高差30.83m；項目區及周邊無明顯河流水系。項目區西、北兩側與現有廠區相鄰，南、東兩側與大孤山相靠，項目區內規劃建設的道路工程與廠區現有道路相銜接。

2 擾動前后土壤侵蝕模數分析

2.1 原生土壤侵蝕模數

2.1.1 土壤侵蝕模數取值依據

根據各地類的特點，并結合工程區地形地貌及降雨量的情況，項目區的原生土壤侵蝕模數確定見表1。

表1 原生土壤侵蝕模數取值

2.1.2 各預測分區原生土壤侵蝕模數擬定

按照表1劃定的原生土壤侵蝕模數取值標準，采用加權平均法計算工程各水土流失預測分區原生平均侵蝕強度。由于項目區地類均為荒地，各預測分區的自然因素及現狀情況基本相同，為微度侵蝕，因此各預測分區的土壤侵蝕模數背景值均取500 t/(km2·a)，具體詳見表2。

表2 項目區原生土壤平均侵蝕模數

2.2 擾動后土壤侵蝕模數

工程建設期間不可避免會挖損和占壓破壞地表。針對各分區擾動后的水土流失量使用侵蝕模數法預測。項目預測期內擾動后的土壤侵蝕模數確定應該根據附近工程的水土流失情況采用類比法確定，但是由于無其他同類項目的監測成果，只能根據項目地形地貌、主體工程布置、施工工藝及特點，參照同類工程方案土壤侵蝕模數、遼寧省經驗公式和專家經驗綜合取值。

2.2.1 罐組工程區

?考慮該區罐組基礎開挖擾動大，土石方開挖量較大，區域外圍需修建平臺擋墻，施工期土壤侵蝕模數取2300t/(km2·a)。

?該區綠化區域主體工程設計的綠化措施在自然恢復期第一年仍有水土流失產生，土壤侵蝕模數取2000t/(km2·a)；自然恢復期第二年，綠化工程效果凸顯，水土流失可得到初步控制，土壤侵蝕模數取1000t/(km2·a)。

2.2.2 道路管線工程區

?施工期間由于道路緩坡平整、路基及管網預埋區開挖以及其他區域使用道路頻繁，存在一定的水土流失，所以施工期間其侵蝕模數取2600t/(km2·a)。

?該區主體工程設計的邊坡綠化措施需經2年的自然恢復期。在自然恢復期第一年，土壤侵蝕模數取2300t/(km2·a)；自然恢復期第二年，綠化工程效果凸顯，水土流失可得到初步控制，土壤侵蝕模數取1200t/(km2·a)。

2.2.3 外圍防護工程區

?施工期間由于邊坡清理、防護工程施工等，植物措施尚未進行，存在一定的水土流失，所以綜合考慮其侵蝕模數取4600t/(km2·a)。

?該區自然恢復期土壤侵蝕模數與前2區取值方法類似，自然恢復期第一年土壤侵蝕模數取4000t/(km2·a)，自然恢復期第二年土壤侵蝕模數取2600t/(km2·a)。

2.2.4 未擾動區

可行性研究報告中征地面積55500m2，實際設計圖中占地面積為43687m2，多出11813m2納入本方案外圍防護工程區，本次預測時單獨列出，土壤侵蝕模數按原生土壤侵蝕模數計列，即500 t/(km2·a)。各土地類型土壤侵蝕模數取值詳見表3。

表3 各預測分區擾動后土壤侵蝕模數 單位：t/(km2·a)

3 水土流失預測結果

3.1 擾動原地貌、損壞土地面積

根據主體設計資料及工程區現狀調查，項目建設可能擾動原地貌、損壞土地面積為55500m2，詳見表4。

表4 擾動原地貌、損壞土地面積統計

3.2 可能造成的水土流失面積預測

根據工程建設過程中各類工程施工過程對地表擾動的具體情況分析，經統計，施工期可能造成的水土流失面積為55500m2，自然恢復期可能造成的水土流失面積為32827 m2，詳見表5。

表5 工程可能造成的水土流失面積統計

3.3 棄土棄渣量統計

工程土石方開挖總量為71950 m3，土石方回填39500 m3，多余土方32450m3用于廠區內其他項目場地平整回填用土。

3.4 水土流失量預測

經計算，施工擾動后，項目建設區產生的水土流失總量為252t，原生水土流失量為44t，新增水土流失量為208t,詳見表6。

表6 可能產生的地表水土流失量統計

3.5 可能造成的水土流失危害預測

項目占地區內的地表將遭受不同程度的擾動、破壞，局部地貌將發生較大的改變，如不采取任何防治措施，預測可能產生水土流失總量為252t，可能新增水土流失量為208t。從預測結果看，外圍防護工程區可能新增的水土流失量最大，占工程建設可能產生水土流失量的52%，其次是道路管線工程區、罐組工程區，是水土流失防治的重點區域見表7。

表7 水土流失總量分析

a.對周邊生態環境的影響。工程建設過程中，大量的地表受到擾動，原生植被受到破壞，使地表抗侵蝕能力急劇下降，加之施工期間大量的土方開挖、回填，為水土流失提供了松散物質源，存在一定的水土流失隱患。項目區周邊修建的圍墻、場區排水工程、綠化等措施，取到了很好的水土保持效果。

b.土壤流失量增加。由于工程建設中的開挖，破壞了原來的地表形態，使這一地區土壤侵蝕強度增加，從而增加了土壤的流失量。

c.對景觀影響。從景觀角度出發，在工程建設以及土方調運過程中，產生的水土流失覆蓋周邊地表原有植物，破壞了工作區以外的原地的植物形態，破壞周邊的原地表景觀。

d.嚴重的水土流失還將可能損壞工程形象，影響地方第三產業的發展，制約經濟建設。

3.6 水損失預測

按照《室內外排水設計規范》(GB 50014—2006)規定，屋面、混凝土路面和瀝青路面徑流系數為0.90，大塊石鋪砌路面徑流系數為0.60，綠地徑流系數為0.15，城區綜合徑流系數為0.50～0.80。工程建設區域徑流系數取值參照上述數值，平均徑流系數依據工程建設前后占地類型及面積進行計算后確定。

項目建設完工后，被構筑物和硬化路面覆蓋區域的徑流系數取0.9，綠地區域的徑流系數取0.15。徑流系數取值見表8。

表8 建設完工后擾動地表徑流系數取值

項目區位于大連市金州新區開發區海青島，項目占地類型為荒地，各分區原生徑流系數取值為0.4。

經計算工程建設造成水損失量為4229m3/年，具體水損失計算見表9。

表9 項目區水損失計算

4 結 語

通過水損失計算，工程建設后每年水損失量約4229m3。項目建設完工后存在硬化面積，項目區內的雨水可以通過排水溝進入排水管網，排入廠區排洪溝；項目區內綠化區域，可增加保水保土功能。所以本項目的建設對周邊的生態環境和地下水補給不會產生較大影響。