远东铜业工艺技术改造项目水土流失预测分析

桑广新

(辽宁水利土木工程咨询有限公司，沈阳 110077)



远东铜业工艺技术改造项目水土流失预测分析

桑广新

(辽宁水利土木工程咨询有限公司，沈阳 110077)

辽宁远东铜业有限公司节能减排工艺技术改造项目是辽宁远东铜业有限公司技术改造、综合利用回收的项目，主要是通过技术改造，减少生产所产生的污染。文章对其基本概况和工程项目概况进行了简述，主要对工程效益监测进行了探讨，通过分析与探讨为工程建设水土保持的水土流失监测提供了依据，也为类似工程建设的水土流失监测分析提供参考和借鉴作用。

水土保持；水土流失；监测；铜业项目；改造

1　基本概况

阜蒙县北部有努鲁尔虎山脉，南部有医巫闾山脉，两山脉北部末端在县大巴镇、招束沟乡交汇，构成了县与辽河平原的一个天然区界峦岭连绵耸峙，搭起了低山丘陵之骨架，相对高度显著[1]。县境内地势西北低山、丘陵，东部平洼，南部低山、北部丘陵，中部低丘、平原。有海拔高500m以上山头235个、600m以上山峰11座，县域面积6 246 km2。

2　项目概况

辽宁远东铜业有限公司节能减排工艺技术改造项目建设单位为辽宁远东铜业有限公司。项目位于阜新市阜蒙县东侧约3km，厂区南侧距离204省道约100m，厂区南侧围墙紧临铁路线，已有铁路专运线进入厂区，原料以及产品的公路、铁路运输都十分便利。本项目是辽宁远东铜业有限公司技术改造、综合利用回收项目，以先进的富氧侧吹熔池熔炼——转炉吹炼取代目前落后的鼓风炉——连吹炉工艺，粗铜冶炼生产能力为6 万 t，通过技术改造，减少生产所产生的污染。建设性质是改扩建工程，厂区总面积为16.8hm2，原厂区面积12hm2，本次改扩建新增用地4.8hm2，其中本技术改造工程新增加建构筑物地面积21402m2，厂区建筑系数33%，绿地率17.0%。工程设计使用年限为50a，耐火等级为一级；建筑结构安全等级为二级；抗震设防类别丙级。地基基础等级为丙级。

3　水土流失影响分析

本项目施工过程中水土流失比较剧烈，危害比较严重的时段，主要集中在建设期。建设期地表扰动剧烈、破坏原地貌，使用地范围内势必加大水土流失发生的可能性及危害程度。施工还会影响到项目周边区域，在施工过程中，若临时防护措施落实不到位，产生的新增水土流失，将给项目区及其周边环境带来危害。所以，科学预测项目建设过程中造成的水土流失的原因及其影响，合理布设防治措施、尽可能减少项目建设对原地形的破坏、有效防治新增水土流失，为恢复区域生态防护体系提供依据，以保障主体工程正常运营和生态环境的良性循环，促进当地经济的可持续发展和社会的和谐发展[2]。

3.1项目建设产生水土流失的环节

1)扰动、破坏地表。工程建设前期需清理场地，修建临时施工设施。这些活动都会扰动地表，造成水土流失。在项目建设过程中，若不采取有效的水土流失防护措施，水土流失将加剧。

2)土方临时堆放。工程回填土方临时堆放在项目区西侧空地上。堆放的土体颗粒松散，在降雨和大风天气下容易造成水土流失，若不采取有效的预防措施，该环节就会成为工程建设中水土流失的主要来源之一。本方案将对临时堆土采取撒草籽、四周拦挡和临时覆盖等措施。

3)施工工序。施工前应先修建排水系统，临时堆土四周应采用土袋拦挡，开挖临时排水沟，预备足够的彩条布。回填土方集中堆放，遇到雨季防水覆盖。

4)施工扬尘。本项目施工过程中将对原地貌产生破坏，由于表层土壤结构疏松，将会产生降雨侵蚀和风蚀。施工过程中在2级以上风力作用下就会产生扬尘。

3.2水土流失类型及分布特点

工程施工中，一切扰动、损坏、开挖、压埋原地貌、破坏地表土壤结构及植被的作业方式均会加重原地貌的水土流失，地下室建设期主要分布在地下室开挖区和临时堆土场区，上部结构建设期主要分布在临时堆土场区。项目建设可能引起的水土流失类型及分布特点见表1。

表1　水土流失类型及分布特点表

4　水土流失预测

本工程属于建设生产类项目，水土流失主要发生在建设期和自然恢复期。因此，合理正确地预测水土流失影响，并为尽量减少对原地貌的破坏、合理布设水土流失防治措施、有效防止新增水土流失提供科学依据，同时也有助于保障主体工程的安全达标和生态环境的良性循环，从而实现区域经济的可持续发展[4]。

4.1预测范围和预测时段

4.1.1预测范围

根据本工程实际建设特点，建设期水土流失预测单元为建筑物区、道路区、绿化区、临时堆土场区。各预测单元面积详细见表2。

表2　水土流失预测单元表　hm2

4.1.2预测时段

该工程项目主要在工程建设期造成水土流失。自然恢复期无开挖、回填等建设活动，在项目建成后基本不产生水土流失。本工程施工期为17个月，根据项目区气候土壤等条件，确定自然恢复期为2a。

4.2预测方法和预测参数

4.2.1预测内容及方法

水土流失预测内容有：扰动原地貌、损坏土地的面积；损坏水土保持设施的面积；弃土弃渣量；可能产生的水土流失量；可能造成的水土流失危害。

4.3水土流失预测成果

4.3.1扰动原地貌、损坏土地面积

根据主体工程设计图纸、设计报告、技术资料以及征地范围，结合野外调查，对施工过程中开挖扰动地表面积、占压土地面积等按照不同地类进行测算、统计。本工程扰动原地貌、损坏土地面积为项目建设区的面积4.8hm2。

4.3.2损坏水土保持设施面积

本工程现状为空地，因此不存在损坏水土保持设施。

4.3.3可能产生的水土流失量

根据《开发建设项目水土保持技术规范》(GB50433—2008)，运用下式计算土壤流失量和新增水土流失量。

土壤流失量可按下式计算：

(1)

新增水土流失量可按下式计算：

(2)

式中：W为扰动地表土壤流失量，t；△W为扰动地表新增土壤流失量，t；i为预测单元(1，2，3，……n)；k为预测时段，1，2，3，指施工准备期、施工期和自然恢复期；Fi为第i个预测单元的面积，km2；Mik为扰动后不同预测单元不同时段的土壤侵蚀模数，t/(km2·a)；△Mik为不同单元各时段新增土壤侵蚀模数，t/(km2·a)；Mi0为扰动前不同预测单元土壤侵蚀模数，t/(km2·a)；Tik为预测时段(扰动时段)，a。

建设期土壤侵蚀模数按照水蚀和风蚀经验公式进行计算，自然恢复期第1年的侵蚀模数按建设期侵蚀模数的80%计取，自然恢复期第2年的侵蚀模数按建设期侵蚀模数的50%计取。各预测单元的风蚀模数通过公式EP=T×v×De×Y×Xa×F计算[6]。水土流失预测结果见表3。

表3　水土流失预测结果统计表

4.4水土流失危害分析与评价

本工程的建设给当地带来的效益是显著的，同时本项目的建设加剧了区域水土流失程度，对生态环境造成一定的影响和危害[3]。工程建设可能造成的水土流失危害主要表现在以下几个方面：

1)使项目区原有的水土保持功能降低或丧失。工程建设开挖和填筑，施工机械、运输车辆的碾压，土方堆放等活动扰动原地貌面积达4.8hm2，使其原有的水土保持功能降低或丧失。

2)对项目区周边环境造成一定的影响。在施工过程中将极大破坏原地貌形态和土壤结构，使土层裸露疏松，导致地表径流产流形式和运动状态发生改变。遇强降雨天气，雨水强烈冲刷裸露地表和松散的堆积物后，地表径流迅速汇集，如果不设置有效的水土保持措施，集流会直接流入项目区北侧的细河，造成淤积堵塞等。

3)本工程建设引起的水土流失如不进行有效的防治，必将引发多种形式的水力侵蚀发生，泥沙等溢流至项目区四周道路区域，从而对周围环境造成一定的危害[5]。

5　结　论

辽宁远东铜业有限公司节能减排工艺技术改造项目工程建设期扰动地表面积约4.8hm2。工程水土流失总量为218.21t，新增水土流失量为127.33t。从预测结果分析可知，施工期是产生水土流失的主要时段，对地下室开挖区、临时堆土场，必须采取有效的水土保持措施。工程建设过程中，对区域生态环境、工程建设本身造了成严重影响。根据预测结果和工程实际情况，建议工程建设过程中要做好以下工作：落实水土保持“三同时”制度，执行我国水土保持工作“预防为主”的方针，施工前期应重点做好排水、拦挡、覆盖等临时措施。落实施工期的水土流失临时防护措施和提高监测力度，根据水土流失变化情况进一步优化施工工序和水土保持措施。

[1]孟祥丽.远东铜业工艺技术改造项目水土保持分析与评价[J].水利规划与设计，2015(03)：49-51.

[2]骆殿君.吴楚庄园科技示范园区工程水土保持监测分析[J].水利规划与设计，2014(10)：8-9，17.

[3]陈梦华，张航钒.庄里水库工程移民安置过程中水土流失及防治对策[J].水利规划与设计，2010(06)：41-42.

[4]管晓燕，陈亮亮，马玉峰.芜申运河安徽段姑溪河线路航道整治工程水土流失预测[J].水利规划与设计，2008(06)：54-56.

[5]杨婷.浅析城市水土流失与行洪排涝——以珠江三角洲城市为例[J].水利技术监督，2013(04)：31-32，44.

[6]陈辉.北方铜业垣曲冶炼厂改造项目工艺节能分析[J].铜业工程，2012(05)：63-65.

1007-7596(2016)07-0029-03

2016-06-12

桑广新(1980-)，男，辽宁朝阳人，工程师，研究方向为水利工程监理、水利工程施工等。

S157

B