朱春荣 张家阳
1,葫芦岛市水土保持办公室,辽宁 葫芦岛125000;2,沈阳农业大学,辽宁 沈阳110866
把石沟兴园铜钼矿业项目区水土流失防治工程设计
朱春荣1张家阳2
1,葫芦岛市水土保持办公室,辽宁 葫芦岛125000;2,沈阳农业大学,辽宁 沈阳110866
在描述把石沟兴园铜钼矿业项目区的基础上,确定了水土流失防治目标和防治措施布设原则,对一采区、二采区、炸药库区、生活区、道路区的防治措施进行了说明,并对不同类型防治工程做了典型设计。
水土流失;工程设计
Soil and water loss; Engineering design
兴城市把石沟兴园铜钼矿开发项目位于辽宁省兴城市郭家镇境内,属于半湿润半干旱大陆性季风气候区,四季分明。项目所在地位于兴城西北部低山地区,属于低山丘陵地貌单元,境内地势自北向南逐渐降低,自低山过渡为丘陵地区。海拔一般在180~380m之间,地形起伏较大,相对高差为200m。地面坡度15~300,山脊处可达400左右。河谷呈“v”字型,切割深度30~50m。沟壑密度2.92km/km2, 地形地貌条件属简单。本地区土层较薄,土壤类型主要是棕壤土,其中大部分为薄层酸性岩棕壤土;组成物质为第四纪冲积、坡积物与风化残积物。地表结构由上至下为棕壤、亚粘土、中砂、粗砂和基岩。矿区周围有疏林地,主要为刺槐、松树和低矮灌丛。矿区水土流失比较严重,天然植被退化。
项目区分为两个采场,分别为一采矿区和二采矿区。矿区平硐等井口开采的废石及采矿废弃的废石就近堆放在洞口附近,采矿区占地包括井口占地以及废石场占地。两个采矿区共用一个办公生活区和炸药库。办公生活区位于一采矿区的西北角,炸药库位于一采矿区的西侧。为满足矿区生产生活需要,在二采矿区需建设一条长200m的运输道路,与原有乡间道路连接,以便需要生产运输。一采矿区直接与乡间道路连接,不需修建新路。
根据《开发建设项目水土保持技术规范》规定,参照《开发建设项目水土流失防治标准》中的有关规定,本工程地处辽宁省水土流失重点治理区,水土流失防治标准等级采用二级防治标准。
2.1 防治目标
在防治原则的基础上,在保障工程正常生产并以控制工程建设新增水土流失为主要目的,恢复和保护工程建设区及周边水土保持设施,改善项目区生态环境,实现生态环境和区域经济的协调发展来确定本方案的防治目标。项目建设区的水土流失得到基本治理;新增水土流失得到有效控制;生态得到最大限度的保护,环境得到明显改善;水土流失量得到明显控制。
根据《开发建设项目水土流失防治标准》,结合项目区自然条件确定本工程执行二级防治标准,各项定量指标如下:扰动土地整治率95%,水土流失总治理度86%,土壤流失控制比1.0,拦渣率96%,林草植被恢复率96%,林草覆盖率21%。项目区土壤侵蚀模数达到200t/km2.a,使周边生态环境向良性方向发展。
2.2 水土流失防治措施布设原则
依据《中华人民共和国水土保持法》、《开发建设项目水土保持方案技术规范》及相关配套法规、规章和其他规范性文件的规定和要求,在对工程涉及区域的环境调查和对水土流失产生机理分析的基础上,提出经济合理的水土流失防治措施和布设原则。
(1)坚持“预防为主、防治结合”的水土保持方针。工程建设中应以预防为主,各建设区域合理布设,避免建设过程中乱开辟新路、碾压地表植被,减少水土流失的发生。
(2)坚持综合治理的原则
结合该地区自然条件和工程特点,采取综合治理的原则。确定相应的治理目标和方向,有针对性地采用工程措施和植物措施相结合,永久措施和临时措施相结合,点、线、面相结合,有效控制水土流失及其危害。
(3)坚持“三同时”原则
水土保持工程要与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。水土保持工程进度与主体工程进度相衔接,水土保持拦挡工程首先实施。
(4)坚持“谁开发、谁保护,谁造成水土流失、谁负责治理”的原则。根据工程布局和施工特点,结合现场调查合理确定工程防治范围,明确水土流失防治责任和目标,使水土保持方案有计划、有步骤地得到有效治理。
(5)坚持经济可行的原则
在水土保持方案编制中,从实际出发,在有效防治工程建设新增水土流失的同时,要充分考虑投资的经济合理,以较少的投入争取最大的生态和社会效益。
3.1 水土保持分区防治措施
(1)一采矿区
防治面积0.42hm2。平硐(PD1)旁废石场面积0.40hm2。在废石场上方2m处挖截洪沟长289m,沟深0.4m,坡比为1:1,在废石场坡脚修浆砌石挡渣墙,长131m,高1m,基础深0.4m,墙趾宽0.2m,墙顶宽0.5m,水泥砂浆压顶厚0.05m,墙面垂直,墙背坡比为1:0.7。挖基土方用于垫路面,风化石渣块石等堆在废石场。
(2)二采矿区
防治面积0.37hm2。平硐PD2旁废石场面积0.32hm2。在废石场上方2m处挖截洪沟长289m,沟深0.4m,坡比为1:1,在废石场坡脚修浆砌石挡渣墙,长189m,高1m,基础深0.4m,墙趾宽0.2m,墙顶宽0.5m,水泥砂浆压顶厚0.05m,墙面垂直,墙背坡比为1:0.7。挖基土方用于垫路面,风化石渣块石等堆在废石场。
(3)炸药库区
炸药库位于一采场西侧,面积0.04hm2。施工完成后全部铺碎石,因此不对其进行措施布置。
(4)办公生活区
办公生活区位于一采场西北侧,平硐PD1旁。施工期完成后对其可绿化部分进行植被恢复,播撒草籽。
(5)道路区
运输道路总长200m。防治面积面积0.16hm2,路面平均宽8m,路边修浆砌石排水沟,深0.5m,底厚0.2m,两侧墙宽0.4m,墙顶用0.05m厚水泥砂浆压顶。修运输道路所挖土方两侧影响区各2m宽,需种草0.04hm2。
4.1 工程措施
(1)截洪沟
截洪沟设计的洪峰流量由《设计暴雨洪水计算方法》(1998)查附图(1-8)得最大1小时平均降雨强度32mm/h,20年一遇洪水径流系数0.71,按最大集水面积计算,集雨面积为0.057km2, 计算上游边坡的洪峰流量为0.360m3/s。
设计开挖土质截洪沟断面为梯形渠道,底宽0.5m,深0.4m,边坡比为1:1时,采用明渠均匀流计算公式验算截洪沟的过水能力满足设计要求。
(2)采矿区浆砌石挡墙设计
挡渣墙墙身和基础为M10浆砌块石。其断面尺寸根据地基及回填强度指标、浸水及填土表面坡度等条件确定为墙高1.4m、墙顶宽度0.4m、墙底宽0.84m,纵向每隔10m设一道宽2cm宽伸缩缝,内填沥清木板,每隔3m设一根直径5cm排水管。
根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》要求,挡渣墙抗滑、抗倾覆及地基承载力进行稳定性分析。
抗滑稳定安全系数为1.94大于1.3,抗倾覆稳定安全系数5.2大于1.5,地基承载力27.45Kpa小于容许值,三个参数均满足要求。
(3)路基排水沟断面设计
运输道路单侧设置排水沟,使路基范围内及上坡面雨水通过排水边沟排出。路面排水采用自由漫流式排水,路面水通过路肩排入排水沟。排水沟采用浆砌石排水沟,排水沟采用矩形断面,渠道净宽0.5m,墙厚0.4m,渠底浆砌石厚0.2m,比降与道路坡度一致i=1%~5%。经验算,当水深0.4m,坡度1.5%时,流量0.41m/s,满足排水要求。
4.2 植物措施
(1)植物措施设计原则
与原植被大背景相协调;植物措施设计时,要与其所在区域的景观大背景相协调。草种合理搭配;为充分利用地力和光能资源,有效防治工程建设造成的水土流失,种草时,采取禾本科草种混播,使人工种草尽快形成稳定的植物群落。 适地适树、经济实用、方便施工、美观大方。 边整地边种草。 水土保持植物措施与草树种选择要与区域绿化相结合。
(2)拟选草种及质量要求
草种选择生长迅速、枝叶繁茂、根系发达,能较快形成地面覆盖;选择草种适应性强的耐旱、耐脊薄,繁殖容易,易管理方便的草种。
抚育管理工作:栽植、播种后,根据实际情况及时浇水、除草。
种子、苗木质量要求:用于水土保持植物措施的苗木及牧草种子必须是一级苗和一级种,并且要有“一签、三证”,即标签、生产经营许可证,质量合格证和植物检疫证。
Water and Soil Loss Prevention and Control Engineering Design for Xing Yuan Copper Molybdenum Industry Project in Stone Ditch
Zhu Chun-rong1Zhang Jia-yang2
1. water and soil conservation office, Huludao 125000, Liaoning 2. Shenyang Agricultural university, Shenyang 110866, Liaoning
Based on describing the general situation in the stone ditch Xing Yuan copper molybdenum industry project, the prevention control target and control measures layout principle of water and soil loss are confirmed in this paper. Moreover, this article which contains different types of prevention and control of the typical engineering design, takes the prevention and control measures to a panel,two mining area, explosives, living quarters and road area.
10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.032