汪艷利

（陜西省榆林市橫山區(qū)水土保持工作站，陜西 榆林 719100）

1 概況

橫山區(qū)石碧則煤礦面積248km2，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6×108m3/a。本次擴(kuò)建是在原產(chǎn)能的基礎(chǔ)上再擴(kuò)建2×108m3/a產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)8×108m3/a的生產(chǎn)規(guī)模。擴(kuò)建工程主要包括：新建井場(chǎng)117座，其中直井1座，水平井1座，U型井3座，叢式井112座。改建集氣站5座，新建采氣管線150.1 km，采氣管線共穿越河流6次、沖溝13次、省道1次、縣道5次、鄉(xiāng)村土路131次。新建交通道路14.4 km，施工便道6 km，新建供電線路總長(zhǎng)60.42 km。

2 項(xiàng)目區(qū)水土流失及水土保持現(xiàn)狀

2.1 水土流失現(xiàn)狀

根據(jù)全國(guó)水土保持第二次遙感普查數(shù)據(jù)，項(xiàng)目區(qū)以水蝕為主，土壤侵蝕強(qiáng)度為中度侵蝕，水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行建設(shè)生產(chǎn)類二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。按水利部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，項(xiàng)目區(qū)屬于水力侵蝕類型，容許土壤流失量200 t/km2·a，根據(jù)《橫山區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度圖》，結(jié)合實(shí)地調(diào)查綜合分析，項(xiàng)目區(qū)原地貌平均土壤侵蝕模數(shù)2775 t/km2·a。

2.2 水土保持現(xiàn)狀

根據(jù)陜西省水土流失重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)劃分，項(xiàng)目屬陜西省水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。項(xiàng)目區(qū)水土保持工程建設(shè)主要包括種植水保林、經(jīng)濟(jì)林、種草、修梯田、淤地壩以及溝道治理等。水保林主要以油松、側(cè)柏、柳樹、連翹、黃刺玫和紫穗槐為主；經(jīng)濟(jì)林主要為核桃、棗樹等；草種以無(wú)芒雀麥、紫花苜蓿和野牛草為主。根據(jù)橫山區(qū)2015年度水土流失綜合治理情況年報(bào)表，橫山區(qū)水土流失面積220.0千hm2，2015年累計(jì)完成治理面積93.22千hm2。

3 水土流失預(yù)測(cè)

3.1 擾動(dòng)地表、損壞水土保持設(shè)施預(yù)測(cè)

3.1.1 已開工區(qū)擾動(dòng)地表、損壞水土保持設(shè)施

石碧則煤礦擴(kuò)建工程于2015年10月開工，2016年6月停工。其水土流失預(yù)測(cè)包括已開工部分和未建部分，對(duì)已開工部分進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查，對(duì)未建部分進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)工程實(shí)際建設(shè)情況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘，已開工區(qū)域包括井場(chǎng)、集氣站、采氣管線、交通道路和供電工程。已開工工程擾動(dòng)地表面積與損壞水土保持設(shè)施面積一致，均為94.92 hm2。

3.1.2 未建工程擾動(dòng)地表、損壞水土保持設(shè)施預(yù)測(cè)

通過(guò)查閱本工程的設(shè)計(jì)技術(shù)資料，利用設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合實(shí)地查勘，調(diào)查項(xiàng)目區(qū)的水土流失和水土保持現(xiàn)狀，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的主體工程、臨時(shí)工程以及其它設(shè)施在建設(shè)期開挖擾動(dòng)地表、占?jí)和恋睾蛽p壞林草植被面積分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、量算和預(yù)測(cè)。經(jīng)測(cè)算統(tǒng)計(jì)，未建工程擾動(dòng)地表面積58.61 hm2，損壞水土保持設(shè)施數(shù)量58.61 hm2。

本工程擾動(dòng)地表、損壞水土保持設(shè)施面積包括已開工工程和未建工程總面積，所以，工程擾動(dòng)地表面積153.53 hm2、損壞水土保持設(shè)施數(shù)量153.53 hm2。

3.2 棄渣量預(yù)測(cè)

建設(shè)期棄渣量預(yù)測(cè)主要包括管道敷設(shè)、穿越工程、場(chǎng)地平整、道路路基填筑等。工程土石方總量105.62萬(wàn)m3，其中挖方52.81萬(wàn) m3，填方52.81萬(wàn)m3，無(wú)棄方。工程剝離表土量共1.33萬(wàn)m3，施工結(jié)束后全部回覆利用。根據(jù)調(diào)查,建設(shè)期產(chǎn)生的生活垃圾量約0.1萬(wàn)m3。生活垃圾定期運(yùn)到橫山區(qū)生活垃圾填埋場(chǎng)。

3.3 水土流失量預(yù)測(cè)

3.3.1 已開工水土流失調(diào)查

對(duì)已開工工程造成的水土流失量進(jìn)行調(diào)查，工程擾動(dòng)后土壤流失量1833.56 t，新增水土流失量為871.39 t。其中井場(chǎng)擾動(dòng)地表面積12.22 hm2，擾動(dòng)后土壤流失量794.3 t，新增土壤流失量488.8 t；集氣站擾動(dòng)地表面積0.06 hm2，擾動(dòng)后土壤流失量0.05 t，新增土壤流失量0.02 t；采氣管線擾動(dòng)地表面積70.42 hm2，擾動(dòng)后土壤流失量887.29 t，新增土壤流失量295.76 t；交通道路擾動(dòng)地表面積7.82 hm2，擾動(dòng)后土壤流失量107.92 t，新增土壤流失量65.69 t；供電工程擾動(dòng)地表面積4.4 hm2，擾動(dòng)后土壤流失量44.0 t，新增土壤流失量21.12 t。

3.3.2 工程建設(shè)水土流失預(yù)測(cè)

根據(jù)石碧則煤礦擴(kuò)建工程總體布局及項(xiàng)目特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘，工程建設(shè)水土流失量預(yù)測(cè)范圍為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)，預(yù)測(cè)單元為井場(chǎng)、采氣管線、交通道路、供電工程。

（1）預(yù)測(cè)時(shí)段。由于本項(xiàng)目施工點(diǎn)分散，“三通一平”工作在較短時(shí)間內(nèi)完成，所以本方案將施工準(zhǔn)備期與建設(shè)期合并為同一時(shí)段考慮，水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段分為基本建設(shè)期和自然恢復(fù)期。本工程總工期29個(gè)月，其中已開工并完工工程工期21個(gè)月，未建工程工期8個(gè)月?？紤]到本工程的總工期和單項(xiàng)工程的工期相差較大，預(yù)測(cè)時(shí)段在單項(xiàng)工程工期基礎(chǔ)上確定。單座井場(chǎng)建設(shè)期5~8個(gè)月，單條采氣管線建設(shè)期2~3個(gè)月單條交通道路建設(shè)期2~3個(gè)月，單條供電線路建設(shè)期1~2個(gè)月，自然恢復(fù)期按3年考慮。

（2）預(yù)測(cè)方法。根據(jù)地形條件和本工程建設(shè)的特點(diǎn)，調(diào)查掌握工程建設(shè)對(duì)地表、植被的擾動(dòng)情況，了解堆置物的組成、堆放位置和形式。通過(guò)調(diào)查和分析有關(guān)資料，確定不同地段、不同類型的土壤侵蝕模數(shù)，作為計(jì)算新增水蝕量的依據(jù)。采用模型預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)項(xiàng)目造成的新增水土流失量：

新增水土流失量可按下式計(jì)算：

式中：W為土壤流失量，t；ΔW為新增土壤流失量，t；Fji為某時(shí)段某單元的預(yù)測(cè)面積，km2；Mji為某時(shí)段某單元的土壤侵蝕模數(shù)，t/km2·a；ΔMji為某時(shí)段某單元新增土壤侵蝕模數(shù)，t/km2·a，只計(jì)正值，負(fù)值按0計(jì)；Tji為某時(shí)段某單元的預(yù)測(cè)時(shí)間；i為預(yù)測(cè)單元，i=1、2、3、4；j為預(yù)測(cè)時(shí)段，j=1、2，指建設(shè)期和自然恢復(fù)期。

采用區(qū)域調(diào)查資料并結(jié)合項(xiàng)目所涉及區(qū)域的地貌類型、土地類型、當(dāng)?shù)亟涤昵闆r、土壤母質(zhì)、植被覆蓋情況等進(jìn)行綜合分析。項(xiàng)目建設(shè)前后的土壤侵蝕模數(shù)對(duì)比見表1。

表1 工程建設(shè)前后的土壤侵蝕模數(shù)對(duì)比

（3）預(yù)測(cè)結(jié)果

橫山區(qū)石碧則煤礦擴(kuò)建工程原地表土壤流失量為12409.56 t，其中建設(shè)期（含施工準(zhǔn)備期）原地表土壤流失量為501.75 t，自然恢復(fù)期原地表土壤流失量為11907.81 t。根據(jù)擾動(dòng)后地表土壤侵蝕模數(shù)，計(jì)算擾動(dòng)范圍內(nèi)擾動(dòng)后的土壤流失量。在建設(shè)期，本工程在無(wú)水保措施的情況下，因施工擾動(dòng)產(chǎn)生的土壤流失量1344.36 t。自然恢復(fù)期土壤流失量預(yù)測(cè)根據(jù)確定的自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算出自然恢復(fù)期的土壤流失量，本工程自然恢復(fù)期土壤流失量為17648.10 t，詳見表 2。

表2 擾動(dòng)地表后土壤流失量預(yù)測(cè)表

3.3.3 新增土壤流失量

根據(jù)水土流失調(diào)查和水土流失預(yù)測(cè)結(jié)果，擾動(dòng)后土壤流失量與原地表土壤流失量之差即為新增土壤流失量。工程新增土壤流失量為7454.29 t，其中，建設(shè)期已開工區(qū)新增土壤流失量為871.39 t，建設(shè)期未開工區(qū)新增土壤流失量為842.61 t，自然恢復(fù)期新增土壤流失量為5740.29 t。

3.4 新增水土流失特點(diǎn)分析

經(jīng)過(guò)對(duì)本項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容、施工工序、生產(chǎn)工藝等技術(shù)資料的分析，本項(xiàng)目新增水土流失有以下特點(diǎn)：

（1）時(shí)空分布一致，侵蝕強(qiáng)度變化不同。本項(xiàng)目呈點(diǎn)、片、線狀，新增侵蝕活躍，施工結(jié)束后，侵蝕活動(dòng)隨之減弱，呈現(xiàn)先強(qiáng)后弱的特點(diǎn)。

（2）新增侵蝕的行業(yè)特點(diǎn)鮮明，與同類項(xiàng)目建設(shè)相同，本項(xiàng)目建設(shè)的新增侵蝕主要集中體現(xiàn)在施工擾動(dòng)形成的加速侵蝕；建設(shè)期臨時(shí)堆土的堆積物侵蝕。

3.5 水土流失重點(diǎn)時(shí)段與重點(diǎn)區(qū)域分析

（1）重點(diǎn)預(yù)測(cè)時(shí)段確定。根據(jù)新增土壤流失量匯總表可知，自然恢復(fù)期時(shí)間長(zhǎng)于建設(shè)期且擾動(dòng)面積大于建設(shè)期，造成的土壤流失總量大于建設(shè)期。但是建設(shè)期擾動(dòng)強(qiáng)度大，土壤侵蝕劇增，造成的水土流失危害大。確定建設(shè)期為水土流失產(chǎn)生的重點(diǎn)時(shí)段，也是重點(diǎn)防治和監(jiān)測(cè)時(shí)段。

（2）重點(diǎn)防治區(qū)域確定。水土流失重點(diǎn)防治區(qū)域根據(jù)建設(shè)期各功能區(qū)單位面積單位時(shí)間增量確定，見表3。

表3 單位面積增量分析表表

從表3可以看出，在建設(shè)期，各區(qū)域單位面積單位時(shí)間土壤流失增量在24.0～48.0 t/hm2·a之間，相差較大，采氣管線單位面積單位時(shí)間土壤流失增量最大，其次為交通道路，再次為井場(chǎng)和供電工程。從上表可以看出，采氣管線、交通道路、井場(chǎng)防治區(qū)土壤流失增量較大，原因是這些區(qū)域施工過(guò)程中形成的裸露面較大，且施工過(guò)程中臨時(shí)堆土堆積引起土壤流失。通過(guò)分析，本方案確定采氣管線、交通道路、井場(chǎng)為本方案水土流失重點(diǎn)防治區(qū)域。

4 防治重點(diǎn)及意見

4.1 防治重點(diǎn)

根據(jù)分析，建設(shè)期為本方案重點(diǎn)防治時(shí)段和監(jiān)測(cè)時(shí)段。重點(diǎn)防治區(qū)域的確定主要是根據(jù)其單位面積的新增土壤流失量的大小決定，在建設(shè)期時(shí)段內(nèi)，采氣管線、交通道路、井場(chǎng)單位面積新增土壤流失量較大，為本方案水土流失重點(diǎn)防治區(qū)域和水土保持監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)區(qū)域。

4.2 指導(dǎo)意見

（1）應(yīng)采取的防治工程類型。對(duì)井場(chǎng)防治區(qū)，以場(chǎng)內(nèi)排水、邊坡防護(hù)、施工結(jié)束后清理平整場(chǎng)地、綠化等措施為主進(jìn)行防治；交通道路防治區(qū)以路基排水及兩側(cè)綠化措施為主進(jìn)行防治；采氣管線、供電工程防治區(qū)施工結(jié)束后清理平整場(chǎng)地、恢復(fù)原地貌。

（2）合理安排水保工程施工工期。雨季施工時(shí)要加強(qiáng)施工管理，采取相應(yīng)的臨時(shí)防護(hù)措施。已完工項(xiàng)目盡快完善水保措施，未開工項(xiàng)目水保措施與主體設(shè)計(jì)同步施工。

（3）對(duì)監(jiān)測(cè)的指導(dǎo)性意見。由于在井場(chǎng)、采氣管線、交通道路區(qū)域開挖、填充面較大，且都存在臨時(shí)堆土，所以要加強(qiáng)各區(qū)域開挖、填充面、及臨時(shí)堆土的監(jiān)測(cè)。采氣管線、交通道路、井場(chǎng)作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析討論，橫山區(qū)石碧則煤礦擴(kuò)建工程施工期間擾動(dòng)地表、損壞水土保持設(shè)施面積153.53 hm2。其中已開工區(qū)域擾動(dòng)地表、破壞植被面積94.92 hm2，未開工區(qū)域擾動(dòng)地表、破壞植被面積58.61 hm2。工程土石方總量105.62萬(wàn)m3，無(wú)棄方。項(xiàng)目擾動(dòng)后土壤流失量為20826.02 t，原地表土壤流失量為13371.73 t，新增土壤流失量為7454.29 t。通過(guò)水土流失預(yù)測(cè)可以看出，本工程若不進(jìn)行有效的防治，將產(chǎn)生較大的水土流失，所以必須采取工程措施和植物措施相結(jié)合的方式進(jìn)行水保治理。