唐林
摘 要:油气管道工程建设水土流失属典型的人为加速侵蚀类型,其类型、程度和强度与主体工程建设有直接的因果关系。通过 “曲阜~济宁、滕州~临沂、德州和武城支线工程项目” 的硏究 ,运用土壤学与水土保持原理,在分析西气东输冀宁联络线支线水土流失现状及特点的基础上,结合管道建设的实际情况,总结了长输油气管道的建设特点,研究了长输管道工程建设的水土流失危害,分析了水土保持的效益,提出了管道建设水土保持和建设管理措施,有效地降低了管道建设诱发的水土流失,以期能够为全国其它管道建设治理工作提供經验和借鉴。
关键词: 长输油气管道;水土流失危害;可持续发展;水土保持效益
长输油气管道包括输油管道和输气管道,输油管道又包括原油管道和成品油管道。天然气是一种优质、高效、洁净的能源和化工原料,具有煤炭、石油无法比拟的环保优势,被誉为21世纪的新能源[1]。截至2017年底,中国境内在役油气管道总里程累计约13.31万km(2016年输气管道7.89万km)。2017年,油气市场消费超预期增长,天然气资源供应偏紧;国家多项规划政策密集发布,推动油气管道加快建设;中缅原油管道、中俄原油管道二线与中卫一靖边联络线、陕京四线建成投产;天然气管网互联互通工程正加快建设;跨省天然气管道运输价格明确核定,部分省区天然气管道运价管理办法出台;省管网建设进入发展“瓶颈期”,发展方向须理性定位;成功探索上海油气交易中心线上竞价交易新模式,不断驱动油气交易价格与行为走向市场化。基本形成了西北、东北、西南、海上四大油气战略通道。随着全面建设小康社会步伐的加快,对油气能源特别是天然气、LNG等清洁能源的需求保持旺盛态势,油气储运设施建设仍有较大发展空间;与此同时,中国政府正在推进“一带一路”战略,建设和亚洲互联互通,通过亚投行、丝路基金、中非基金等投融资平台,大力支持通信、电力、交通、能源等基础设施领域的项目建设,市场空间依然广阔。此外,信息化、互联网与油气储运行业正在深度融合,必将催生新的业务形态和商业模式,为我们带来新的机遇。预计到“十三五”末,中国长输油气管道总里程将超过16万km,储气库工作气量将达到105亿m3,LNG接收能力将达到1900万t/a,国内主干管网趋于完善,形成调度灵活、运行稳定、供应可靠的全国性油气储运网络[2]。
西气东输冀宁联络线支线工程位于北方土石山区,土壤侵蚀容许值为200t/km2·a,属水力侵蚀区。由于季节性降水丰沛,人为扰动土壤结构,破坏植被,易造成水土流失。目前我国对水土流失严重的西北、西南丘陵山区等地的治理措施及效益研究较多,如黄土丘陵沟壑区、三峡库区治理区、珠江南北盘江治理区等,而对东部地区,如本项目的水土保持研究则相对较少,由于长输管道建设诱发的水土流失研究就更加少了,加强本项目区水土保持研究以及水土资源管理,不仅有利于改善生态环境,提高水土流失治理水平,更有利于促进管道安全运行。在本项目区开展管道建设如不系统开展水土保持工作,必将带来较严重的水土流失、地力下降、表土丢失、植被破坏等现象。建设单位不仅需要对群众的农田、河流管理和林业部门等进行大量的经济补偿,而且还会为以后的运行管理带来极大地安全隐患。因此,有必要开展本项目区管道建设水土流失风险与对策研究。
1. 冀宁联络线支线工程概况
本项目四条支线管道均在山东省境内,全长约167.5km,设计压力6.3MPa,管径Φ219~Φ406.4mm,年输气量15.5×108Nm3/a,管道设计埋深1.2m,设济宁末站(兖州市境内王因镇)、临沂末站、武城末站及德州末站。该工程项目由管线工程、弃渣场、施工便道和临时工程等四部分组成。管道线路涉及山东省4市8县(市)。管道沿线共穿越铁路3次、高速公路2次、国道、省道和县道21次、大型河流1次(定向钻穿越)。大开挖穿越中型河流7次(其中一次为定向钻穿越)、小型河流6次、小型沟渠73次。管道沿线新建末站4座;线路截断阀室9座。工程占地281.382hm2,其中永久占地4.882hm2,主要为站场、线路阀室;临时占地276.5hm2,主要为管线施工作业带、河流穿越、施工便道、施工场地、弃渣场、取土场等。本工程管沟、管堑、施工便道、取(弃)土场表土剥离及站场平整开挖总量为74.3万m3,其中土方开挖62.8万m3,石方开挖11.5万m3;管沟及站场回填74.0万m3;弃方4.5万m3,需借土方4.2万m3。[3-6]。
2.长输油气管道建设特点
山东省土地面积约15.8万km2,其中鲁西南地区的耕地面积略大于鲁东地区,山东不仅仅是城市里,乡镇甚至村里也将用上天然气,山东将进一步加快天然气的开发利用。通过完善省内天然气管网和配套基础设施,积极开拓天然气利用市场,扩大天然气利用规模,到2020年,省内将建成“五横五纵三枢纽”天然气主网架,长输天然气管道实现县县通,镇镇通达率达到70%以上,同时全面推广天然气村村通。通过对山东省长输油气管道建设研究,特点如下:2.1.长输管道建设内容长输油气管道一般由输气站场、截断阀室、管道作业带、穿越工程、施工便道、桩牌等6部分组成。
2.1.1.输气站场
输气站场主要单体包括:工艺设备区、综合设备间、综合值班室、火炬放空区。输气站场竖向一般采用平坡式布置,站场内实现土方自平衡。防洪标准为20年一遇。在输气站场,首先进行场地平整,清除地面附着物和垃圾,然后进行建构筑物修建。施工中修建场地排水,场地平整后进行建筑物及设备的建设与安装,同时将地面硬化。
2.1.2.截断阀室
截断阀室阀门设备采用封闭布置,外设围墙,监视阀室为阀组间,采用钢结构,水泥方砖地面。一般单座监视阀室建设用地0.1608hm2,建筑物占地面积97m2。采用竖向设计,平坡式布置,在实现土方自平衡条件下采用坡度不小于0.5%的坡度进行平坡式布置。在截断阀室施工之前,修筑截排水系统,场地平整后进行建筑物及设备的建设与安装,同时将地面硬化。
2.1.3.管道作业带
为了满足管沟开挖和管道敷设机械施工需要,同时考虑对地表的扰动最小,输气管道施工作业根据管道直径,作业带宽度在18~26m左右。
管沟采用单斗挖掘机挖掘,开挖的土料临时堆放于管沟作业带一侧,生熟土单独堆放,将表层耕作土集中堆放在作业带的最右侧,紧靠熟土堆放管沟开挖土。管沟另一侧放置管道和施工机械。管道采用自动焊机或人工焊接后,用吊管机将焊接好的管道整体吊放在管沟内,局部地段采用地下焊接。待管道安装完毕后回填,先填生土,后铺表土。管沟采用梯形断面型式,挖掘机开挖边坡为1:1。
2.1.4.穿越工程
管道穿越工程包括:河流、沟渠和鱼塘大开挖穿越、定向钻穿越;等级公路和铁路顶管穿越、定向钻穿越;公路和乡村生产道路大开挖穿越、顶管穿越[7-9]。
定向钻按管道设计走向的中心线,确定穿越的入土点和出土点。合理布置钻机行进部分、泥浆系统、动力源、控向系统及操作场地等。确定无磁钻头的初始位置,布管、组对、焊接、无损检测、补口补伤、管段试压、拖拉头焊接和回拖前的调直就位等工作。 利用大型水平定向钻机在设计曲线上穿出一个导引方向的孔。将扩孔器安装在已出土的导向孔的钻杆上,钻机回拉将钻孔扩大(扩孔次数一般2~3次)来满足管道的通过。把已安装好的管段连接在钻杆上,将管段拖至钻机的入土点。
顶管作业时在穿越道路两侧设置作业区,作业区内设置操作区、施工区以及临时堆土区三部分。操作区为挖槽布置设备与顶推钢筋混凝土套管,分发送坑和接受坑,发送坑侧的施工场地约为长×宽=50m×30m,接收坑侧的施工场地长×宽=20m×30m。施工区为顶管设备组装焊接以及管道回托;由于套管为水泥预制件,管壁较厚,顶管前需人工掏空套管前端的土,采取液压顶管机顶进的施工工艺,直至完成。临时堆土区堆置套管内挖出的弃土。操作区、施工区以及临时堆土区内布设编织袋拦挡、临时遮盖等防护措施。
对水网地区敷设的管道,在管道通过河道沟渠、鱼塘水塘等水域地段时,采取围堰导流分段施工的办法,将作业区内地表水与外部隔离,以便采取排水措施。由于穿越工程附近均为基本农田,加之地下水位较浅,不宜设置取土场,修建围堰用土可利用河沟两侧管沟开挖的生土,管道敷设完毕后进行围堰拆除。淤泥晾干夯实回填河床,围堰拆除晾干后回填至管沟,做到挖填平衡[10]。
2.1.5.施工便道
管道工程建设要求借用地方已有的道路运输管件和有关设备。在没有现有道路的情况下,需要在公路与施工作业带或作业场之间修建临时道路称为施工便道。施工便道在施工结束后留用为巡检和抢修道路称为管道伴心路。新修的施工一般便道采用低路基,宽度6m。施工前首先要清除地表植被,表土剥离后,在道路两侧开挖临时边沟,然后对路面进行碾压,特殊地段进行翻晒碾压。
2.1.6.桩牌
长输管道工程桩牌包括:转角转、阴保桩和里程桩(三桩),以及宣传牌和警示牌。桩牌一般布设在作业带内。
2.2.长输管道工程建设对水土流失影响的因素
随着我国经济快速发展与油气资源需求剧增,输油气管道凭借其运输量大、效率高、费用低、能耗小等独特优势,已成为我国能源输送的发展重点。然而,长输管道工程在建设与运营过程中都会对区域自然环境、生态环境以及社会环境造成一定的扰动,尤其加重了管道沿线的土壤侵蚀和水土流失,影响区域生态环境的可持续发展。目前,建设1km管道就要增加355t 的水土流失,排在煤矿、铁路和公路项目之后,位列第四。长输油气管道在平原沙土区的水土流失主要表现为水力侵蚀,成因经分析主要有自然因素和人为因素。自然因素是发生水土流失的前提条件,而人为因素则对水土流失的发生和发展起着主导性的作用。
管道工程为建设类项目,水土流失主要产生在工程建设期和运行初期。工程建设期伴随大规模的土方开挖和地表扰动,导致地表大范围裸露和土壤理化性质的变化,将会产生严重的水土流失;自然恢复期,地表扰动活动基本停止,随着水土保持工程的效益发挥,以及扰动地表植被的自然生态恢复,项目区水土流失将逐年减少,并趋于稳定。工程建设水土流失影响因素分析见表1。
2.2.1.自然因素
自然条件因素主要是气候条件、地理变化、自然灾害和海陆位置等。具体来讲,包括地震、洪涝、干旱、寒潮、严寒、虫灾、台风、冰雹等方面的自然因素。平原沙土区土壤结构松散,密实度低、颗粒间粘性太小、地下水位高是产生土壤液化的内在原因。据测定,沙土区土壤砂粒占30%~40%,粉粒高达40%~55%,黏粒仅10%~15%,总孔隙率小于50%,非毛管孔隙率仅5%,渗透系数1×10-6cm /s左右,土壤颗粒细小,结构松散。当水分大于20%时,已接近粉沙土流限,遇水极易流失。
2.2.2.人为因素
人为因素是指人的行为或使命对一特定系统的正确功能或成功性能的不良影响。人为因素有时又称为人为失误,指人未能发挥自身应有的功能,人为使系统出现故障或发生机能不良事件的一种错误行为。施工过程中机具对土地进行开挖、搬运、碾压对土壤结构进行了严重的破坏,土壤颗粒被压缩、颗粒间失去粘性,在水压的作用下形成液态悬液而流失,出现喷砂冒水的现象,地力随之降低。外在的作用力破坏了颗粒之间的剪力,加速了土壤的液化。土壤液化示意见图(图2),管道工程建设加剧水土流失过程框图见图(图3)。
3. 长输管道工程建设的水土流失危害
管道工程建设必然会对原状地形地貌产生破坏,对土壤结构产生扰动,导致坡体失稳,使土壤抗蚀性降低,从而加速了当地水土流失,特别对丘陵沟壑发育、生态环境脆弱的陕北黄土高原区,人为水土流失问题是不容忽视的,如何协调开发建设与生态环境矛盾,一直是人们关心和努力解决的问题.长输管道工程是由线型工程和點状工程组成,基本涵盖了各类开发建设项目工程建设造成水土流失的特性,其造成的水土流失形式复杂而多样且治理难度很大。
3.1.对水土资源的破坏和影响
工程建设占地类型多为耕地、林草地,永久占地很少,绝大多数是临时占地。临时占地虽然可以恢复利用,但是在工程建设活动期间对土地资源的影响主要表现在破坏耕作层、影响土壤紧实度、土壤养分流失等。
3.1.1.破坏土壤耕作层
土地是农作物赖以生存的基础,土地上农民耕种的地表土层称为耕作层,土地上耕种的耕作层一般厚度30-50cm,它含有大量丰富的各种农作物生长所必须的有机物,是祖辈经过长期耕作进化形成的肥沃土壤。耕作层一旦被破坏和失去,就影响种植农作物的生长。输气管道的开挖和回填,必然对土壤层次、土壤质地产生重大改变。在耕作区,土壤经过人类有目的的改造,其土壤层次、深度与自然条件下形成的土壤有一定差异,表层为耕作层,深度约15cm~25cm,中层为犁底层20cm~40cm,40cm以下为母质层。耕作层是作物根系分布密集区,土壤肥力、水分集中分布区。在管道开挖和回填过程中,必然会对其土壤原有层次产生扰动和破坏,使不同质地、不同层次的土体进行混合,影响到原有耕层土壤的肥力,相应也会影响到农作物的生长和产量。
3.1.2.影响土壤的紧实度
土壤紧实度又叫土壤硬度或土壤坚实度或土壤穿透阻力。一般用金属柱塞或探针压入土壤时的阻力表示(单位为Pa)。土壤紧实度是指土壤抵抗外力的压实和破碎的能力,是土壤性质的其中一个方面。另外,土壤物理性包括土壤质地、结构、孔隙性等,涉及到土壤的坚实度、塑性、通透性、排水、蓄水能力、根系穿透的难易等。土壤紧实度是表征土壤物理性质的指标之一。在开挖部位,表现为施工机械对土壤的破坏,而在施工机械作业中,机械设备的碾压、施工人员的践踏等都会对土壤的紧实度产生影响。机械碾压的结果使土壤紧实度增高,地表水入渗减少,土体过于紧实不利于作物的生长。
3.1.3.影响土壤养分
工程施工对沿线土壤肥力产生了显著影响,降低了土壤质量,但其影响程度取决于研究区域、养分指标、土层和生态类型。工程施工提高了西气东输如东-海门-崇明岛输气管道工程土壤pH值。作业带土壤有机质、全氮和速效氮含量均显著低于非作业带(P0.05),说明工程施工导致其含量降低。作业带表层土壤全磷含量显著低于非作业带(P0.05),相应的下层土壤总体上也降低但差异不显著,说明工程施工对土壤表层全磷含量的影响较大。土体构型是土壤剖面中各种土层的组合。不同土层的特征及理化性质差异较大。就养分状况而言,表土层(腐殖质层、耕作层)远较心土层好,其有机质、全氮、全磷较其它层次高,施工作业对原有土体构型必然产生扰动,使土壤养分状况受到影响,严重时使土壤性质恶化,并波及其上生长的植物,甚至难以恢复。
3.2.对区域环境的影响
管道工程施工过程管道作业带开挖会扰动原生地貌,扰乱生态平衡;顶管等穿越工程都处于高速公路两侧,施工过程中必将扰动甚至破坏高速两侧及互通的绿化美化带,加上其他施工区域的破坏的茶场与原生植被,损坏水土保持设施,必将加剧当地水土流失,影响区域生态环境。
3.3.对河道功能的影响
大开挖穿越方式主要影响河道的畅通。一是修建围堰,或者施工结束后围堰拆除不彻底,将造成河床淤积,降低河流畅通能力;二是河道开挖边坡以及弃土增加了可蚀性和冲刷强度,极易因降雨造成大量水土流失,导致河道输沙量巨大,威胁下游安全;三是因水土流失而导致的河道淤积,灌溉期间影响灌溉功能,汛期影响河道行洪,产生严重的水土流失危害。
3.4.工程施工进度与安全的影响
工程建设容易对管沟开挖面以及临时弃土产生浸泡、冲刷,会导致管沟开挖面的坍塌,需要增加人力器械重新清理、開挖,影响施工进度,严重时危及施工人员的安全。
3.5.土壤液化产生的危害和风险
3.5.1.水土流失严重,地力下降。江苏地区由于地下水位较高,土壤液化更为严重,从恢复作业面后两到三年光景来看,农作物所依赖的氮磷钾等营养流失,农作物生长残次不齐,产量降低,老百姓不得不通过时间的等待和经济的投入尽快恢复地力。
3.5.2.淤塞河沟,影响排水与灌溉。土壤液化后,河流、沟渠河床提升,过水面减小,灌溉引水困难,同时航道阻塞也会给通航受阻,增加管理部门清淤频次,影响水资源利用。
3.5.3.施工作业环境变差,施工质量和速度降低,风险提高。由于地下水位高、土壤液化,作业环境成为泥潭,施工机具移动缓慢,管沟开挖速度变慢、开挖深度难以维持良好的作业基准面,管道敷设作业、焊接、组口等都会受到环境不同程度影响,影响施工速度和质量。土壤流失后可能造成地基失稳,施工作业过程中就会造成人员伤害和机具毁坏。
3.5.4.人员和经济投入更大。为了做好水土保持工作、保证管道施工质量,建设单位不得不投入更多人力、物力和财力保证水土保持措施实施、施工质量和速度的提高,同时还要购买更多的优质土壤进行地表低洼处回填、增大作业后的生态补偿和农业补偿,增大了企业的负担。
4. 长输管道工程建设的水土保持措施
该工程水土流失防治体系以工程措施为主、植物措施和临时措施相结合,全面防治与重点防治相结合,发挥工程措施控制性和速效性特点,体现植物措施的长效性和景观效果,同时采取临时措施,健全监督检查措施,最终达到项目区生态环境得到有效保护与改善,促进区域经济可持续发展的目的。
4.1.工输气站场防治分区
施工期首先对施工区域进行表土剥离,对临时堆土采取拦挡、苫盖措施,设置临时排水沟,排除场地积水,防止冲刷侵蚀,施工结束后对站场区内空地进行土地整治并绿化,同时设置砖砌排水沟,将场站径流水引入到原道路旁排水沟,并有机顺接。
4.2.截断阀室防治分区
施工前期先对表土进行剥离,对临时堆土采取拦挡、苫盖措施,设置临时排水沟,排除场地积水,防止冲刷侵蚀,施工结束后对站场区内空地进行土地整治,并布设浆砌石排水沟。
4.3.管道作业带防治分区
沟埋敷设输气管道时,应结合实际情况适当减少作业带宽度,管沟开挖前进行表土剥离,将剥离的表土和管沟开挖土方分开集中堆存于管沟一侧,设置临时拦挡和苫盖措施,防止雨水冲刷侵蚀,同时布设临时排水沟。管道敷设完成后实施土地整治,恢复农田肥力;对原地貌为林地和草地的管道作业带进行植被恢复,植树种草;及时修复农田灌溉排水渠,确保农作物灌溉。
4.4.穿越工程防治分区
4.4.1.大开挖穿越施工场地二级防治区
大开挖穿越河道沟渠、鱼塘水塘修建围堰,围堰取土来自于管沟开挖土方。围堰断面为梯形,上底宽1.5m,下底宽2.5m,高1m,每修建1m长围堰需土方2m3。开挖产生的淤泥用装土草袋拦挡,晾干后夯实回填于原河床,围堰拆除晾干后回填于管沟,做到土方平衡。在施工场地四周设置排水沟,将积水引入到开挖河道中。
4.4.2.定向钻穿越施工场地二级防治区
定向钻入土点、出土点以及泥浆池的开挖,首先实施表土剥离。对剥离的表土以及施工过程中产生的临时堆土均需要采取拦挡、遮盖措施防止降雨冲刷,在施工区域修建临时排水沟,临时排水沟断面形式为梯形,上口宽0.9m,底宽0.3m,沟深0.3m,排水沟与就近的农田排水系统衔接,开挖后夯实;对破坏的农田排水渠进行修复,农田灌溉排水渠典型断面形式为梯形,底宽0.30m、顶宽0.60m、深度0.40m,并采取M7.5浆砌石衬砌,衬砌厚度为25~30cm。对裸露地表实施土地整治、深翻、耙磨,土地整治面积68.65hm2,撒播草籽面积18hm2,种植香樟面积4.08hm2,种植规格株行距3m×4m。
4.4.3.顶管穿越施工场地二级防治区
顶管穿越工程施工过程中操作坑开挖首先实施表土剥离,对剥离的表土以及施工过程中产生的临时堆土采取拦挡、遮盖、措施防止降雨冲刷,在施工区域修建临时排水沟,临时排水沟断面形式为梯形,上口宽0.9m,底宽0.3m,沟深0.3m,排水沟与原农田排水系统顺接,开挖后夯实;对破坏的农田排水渠进行修复,修复长度0.5km;对裸露地表实施土地整治、深耕耙磨,恢复耕种或者植被恢复,撒播草籽面积2.18hm2,种植香樟面积2.2hm2,种植规格株行距3m×4m。
4.5.施工便道防治分区
施工便道修筑前,先在道路区的施工边界设立警戒标识,控制施工边界。施工便道要尽量做到挖填平衡,设置临时排水沟,施工结束后进行土地整治、深耕耙磨,将表土恢复到施工便道范围内,恢复原地貌,达到复耕条件[11]。
4.6 .土壤液化工程与植物措施
4.6.1.工程措施
在进行管沟开挖前,首先进行地下水测定,在地下水位较高的地段进行作业面与非作业面隔断,并修筑子堰,进行多级、逐级排水,逐层降低含水量。排水完成后,当地下水含量降低到2m时,再进行开挖。开挖采取分层开挖,分层堆放并进行临时遮盖,保持上层土壤的肥力。
在河、沟周边作业的要因地制宜的采取河坡砌护,防止管沟开挖或穿越过程引起的土壤液化,在岸边种植一定的草皮或其他固土措施,保持土壤结构。
尽量减少重型机械施工,采取小型机械或人工的形式进行开挖和回填。
工程设计阶段,优化管道走向,尽量避开沙土区和农田区域,或者选择非液化层作为作业面,适当减少作业面宽度,避开雨季施工,合理安排工期。
4.6.2.植物措施
工程完工、地貌恢复后在岸堤、堤坡及地坎处进行植树绿化,在坡面采取护坡固土,树种、草种选择因根据当地自然条件选择配置,保持土壤结构。
分層回填,各层回填时,拌入一定比例粘性土,提高土壤颗粒间粘合力和饱水能力;恢复完成后进行保土蓄水,增强有机质抗侵蚀力,待地力恢复2~3个月后再进行种植。该工程水土流失防治措施体系框图见图4。
4.7建设管理措施
近年来,随着我国国民经济的发展和人们生活水平的提高,对天然气的需求量越来越大。国内多省市天然气长输管道工程进入集中建设时期。在天然气长输管道工程施工过程中,常会受自然条件和人文地理环境的影响而出现一些问题,这直接影响了天然气长输管道建设的进度和效率。因此,应不断加强天然气长输管道工程建设管理和控制措施。
4.7.1.严格执行水土保持三同时制度。
严格执行水土保持三同时制度,坚决贯彻落实水土保持方案设计。以《中华人民共和国水土保持法》为中心,委托具有专业资质的水土保持方案编制单位、监理单位、监测单位、设计单位和施工单位开展各阶段水土保持工作,确保水土保持工作保质保量完成。
4.4.2.加强领导,各阶段、各部门通力合作,确保水土保持工作机制发挥效益。
加强组织领导,在建设单位、设计单位、施工单位、监理与监测单位建立自上而下的水土保持工作机制,配置专兼职水土保持专业管理人员,在设计阶段、施工与质量控制阶段、验收阶段保证水土保持措施的起到预期的效果。
由建设单位联合水土保持监理、监测单位共同开展安全、环保、水保考核,未按照要求进行施工的,责令限期整改,造成生态影响和水土流失的依规处罚,罚款用于生态修复和农作物补偿、保证交付到农民的土地满足种植的条件。
4.7.3.严把招投标关,严格考核。
工程发包标书中,明确提出水土保持要求,设计、施工、监理和监测单位在投标文件中对照项目水土保持方案及批复要求提出具体明确的水土保持投资、防治措施、实施保障措施等;设计阶段,参照水土保持方案、结合工程实际情况编制水土保持投资概算,确保资金专款专用,给予资金保障;施工前,开展环境保护、水土保持交底,将各项水土保持措施及要求纳入工程建设施工组织设计,落实水土保持工程进度、质量控制,定期开展水土保持监测;强化施工管理,严格执行设计既定的各项水土保持措施,严禁偷工减料、降低工程标准[12]。
5. 长输管道工程建设的水土保持效益分析
水土保持的效益是一个很复杂的问题:一是水土保持的工作分散在广大面上,从点上看效益显著,从面上看并不明显。二是水土保持的作用是经济、社会、生态三大效益相互结合的整体,有直接效益,有间接效益;有些可以用实物或货币表达,有些则只能加以描述,无法定量,有些生态效益与社会效益大于经济效益,更不易正确表达。三是水土保持的效益不仅体现在当时当地,它既涉及到远在河流中下游的泥沙沉积区,也涉及到若干年后的自然与经济面貌变化,难以全面预估。四是大小面积间的效益,关系到泥沙的输移比,区间的产沙用沙条件。五是气候与雨量的时空分布有一定随机性,很难以一时一地的变化,论证其水保效益。
5.1. 水土保持效益
水土保持效益是指水土流失地区通过保护,改良和合理利用水土资源,实施各项水土保持措施后,所获得的生态效益、经济效益、社会效益的总称[13-14]。水土保持是控制水土流失,保持水土资源,减少水、早、风、沙灾害,改善生态环境, 发展地区农业生产的一项重要基本建设。四十多年的实践证明,水土保持工程的效益是十分显著的,且这种效益是随着时间的增长日益明显。本方案依据项目区的自然条件和水土流失特征,并结合主体工程布设了拦渣工程、防洪排水工程、护岸工程、渣场、取土场覆土绿化工程等各项防治措施,其新增的水土流失基本得到控制。特别是水土保持工程措施实施当年就可发挥显著的控制水土流失作用。本方案设计实施后,新增水土流失量将大大减少,弃渣量得到有效的拦挡,随着水土保持措施效益的发挥,在管线运营后,土地生产力逐步得到恢复,工程防护和管理不断加强,建设区土壤侵蚀模数将降低到200(平原區)~300 t/km2·a(低山丘陵区)。综上分析,各项水土保持综合防治措施实施后,人工林草植被完全恢复,效益稳定,水土流失控制率可达到85%以上,控制比<1.5。
5.2.生态效益
生态效益是指人们在生产中依据生态平衡规律,使自然界的生物系统对人类的生产、生活条件和环境条件产生的有益影响和有利效果,它关系到人类生存发展的根本利益和长远利益。生态效益的基础是生态平衡和生态系统的良性、高效循环。农业生产中讲究生态效益, 就是要使农业生态系统各组成部分在物质与能量输出输入的数量上、结构功能上,经常处于相互适应、相互协调的平衡状态,使农业自然资源得到合理的开发、利用和保护,促进农业和农村经济持续、稳定发展。通过本方案中水土保持措施的实施,能够取得以下水土保持效益:本方案实施后水土流失防治责任范围内的生态环境将得到明显改善,连同主体工程已设计的绿化措施,共布设生物措施面积37.268hm2,绿化率达到13.24%(项目区90%恢复为农田);全部弃渣都得到拦挡,对弃渣场和区土场采取土地整治、绿化措施后,使管线周边的生态环境得到明显的恢复和改善。具体表现为:(1)通过各项水保措施的综合治理,项目区的土壤侵蚀模数大幅度下降,使土壤氮、磷、钾及有机质含量得以有效增加,土地生产力、产出率逐步提高。(2)在弃渣场防治区以工程措施为主的防护体系,对防止沟床下切、沟头前进以及减沙防蚀具有明显效能,使土壤侵蚀显著减小。对于减少下游泥沙淤积量,保障下游安全,促进生态环境建设都具有十分重要的意义。(3)由于项目区林草覆盖率的提高,使工程沿线的生态环境得到改善,生态安全有了保障,从而为实现人与自然的和谐发展奠定了基础。
5.3.社会经济效益
效益是某种活动所要产生的有益效果及其所达到的程度,是效果和利益的总称[15]。它可分为经济效益和社会效益两类,其中经济效益是人们在社会经济活动中所取得的收益性成果;社会效益则是在经济效益之外的对社会生活有益的效果。本方案实施后,项目区水土流失得到有效控制,减轻了水土流失危害,在大开挖扰动过程中有效保护与恢复利用了耕作表层土;落实143.15hm2的水土保持设施面积,确保主体工程安全运营更有保障,运行寿命延长;项目区部分地段坡面排水能力增强,抵御自然灾害的能力提高,使当地群众受益;通过增强工程运行效率,提高对自然灾害的防御能力,减少工程维护、管理费用等,间接地发挥其巨大的经济效益。通过以上水土保持措施和建设管理措施的实施,油气长输管道施工产生的水土保持效益、生态效益和社会经济效益均取得了一定的成效。
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