甘谷县黏土砖厂的土壤侵蚀及其防治.pdf

第5 3 卷第1 期 2 0 1 7 年1 月 甘肃水利水电技术 G A N S UW A T E RR E S O U R C E SA N DH Y D R O P O W E RT E C H N O L O G Y V 0 1 5 3 N o 1 J a n ，2 0 1 7 生态工程 甘谷县黏土砖厂的土壤侵蚀及其防治 王文池 ( 甘谷县水土保持局，甘肃甘谷7 4 1 2 0 0 0 ) 摘要：甘谷县生产黏土砖的厂家较多，但在建设生产中引起的土壤侵蚀及其防治未得到重视。通过实地调查，具体分析 砖厂工程造成新的水土流失的主要因素，有针对性地提出了较为合理的防治对策，以期对做好新时期甘谷县水土保持 工作有所帮助。 关键词：黏土砖厂；土壤侵蚀；防治对策；- h - 谷县 中图分类号：S 1 5 7 2文献标志码：B文章编号：2 0 9 5 一0 1 4 4 ( 2 0 1 7 ) 0 1 0 0 6 2 - 0 4 甘谷县位于甘肃省东南部，天水市西北部，属 黄土丘陵沟壑区第三副区，渭河自西向东横贯全 境，将全县分割为南北两部分，南北长6 0k m ，东西 宽4 9k m ，总面积15 7 2k m 2 ，水土流失严重，水土流 失面积14 1 5k m 2 ，占总土地面积的9 0 。南部山区 属秦岭山脉西延部分，北部山区为六盘山余脉， 渭河两岸为冲积平原，主要支流有散渡河、西小 河、藉河。县内沟壑密度平均为2 4 0k m k m 2 。海拔 在l2 2 0 27 1 6 m 之间，相对高差14 9 6r f l 。土壤类 型主要有黄绵土、垆土和红土。其中以黄绵土为主， 黄绵土广泛分布于梁峁、台地、沟坡等部位，约占总 面积的7 5 ，土层深厚，厚度3 0 5 0I T I 。甘谷县人多 地少，广泛分布的黄土资源，为甘谷县兴办砖厂创 造了条件。截至2 0 1 6 年，全县有新旧砖厂3 5 个，这 些砖厂主要分布在渭河川道与南北两山的交接处 及南北部浅山地带，在促进当地经济发展的同时， 也不可避免地产生新的土壤侵蚀，因此，防治县内 黏土砖厂建设生产造成的土壤侵蚀是水保工作的 一个重要方面。 1砖厂项目区土壤侵蚀及水土保持现状 生产各类黏土砖为主的砖厂在甘谷县内星罗 棋布呈点状分布，遍布全县1 5 个乡镇，工程所在 区地处黄土丘陵沟壑区，土壤侵蚀现状主要表现 为水土流失特性，以中强度水力侵蚀为主，侵蚀模 数在50 0 0 70 0 0t ( k m 2 a ) 之间，所处地形破碎，地 表黄土质地疏松，抗蚀力差，植被差稀疏，降水集中 且常以高强度、短历时的暴雨形式出现，易发生严重 的面蚀和沟蚀，形成强烈的水土流失。 甘谷县的砖厂规模大小不一，建设时间各不相 同，大部分地处渭河川台及渭河一级支沟或散渡河、 清溪河区内，建设区域属黄土丘陵沟壑区，区内通过 多年来的水土保持综合防治，已形成了较强的水土 保持防护体系，各项防治措施已发挥出明显的水土 保持功能，生态环境得到一定改善。但是长期以来， 砖厂建设生产造成的新的土壤侵蚀一直未得到根本 重视，生产建设单位只重视生产，追求经济效益，对 生产建设造成的新的水土流失危害性认识不足，造 成一些水土保持防治措施未得到根本落实，因此，如 何对砖厂生产建设造成的土壤侵蚀进行科学合理的 防治，是甘谷县水土保持监督管理机构及生产建设 单位亟待解决的问题。 2 砖厂项目建设生产造成的土壤侵蚀分析 甘谷县的砖厂属于开发建设生产项目，它的建 设生产过程对所在地表造成不同程度的扰动，从而 产生新的土壤侵蚀，形成土壤侵蚀的过程主要表现 为工程施工建设对建筑物基础的开挖和填筑、取土 区表土剥离，这些过程将破坏原有地表，剥离表层 土，使原状土体处于裸露和无防护状态，使其抗蚀 性、抗冲性大大降低，在雨水的击溅冲刷下，造成新 的土壤侵蚀。开山取土是一种明显的人为的水土流 收稿日期：2 0 1 6 1 2 2 1 作者简介：王文池( 1 9 6 7 - ) ，男，甘肃甘谷人，工程师，主要从事水土保持及管理，E m a i l ：2 6 4 6 3 3 4 4 6 9 q q c o r n 。 6 2 - 万方数据 第1 期王文池：甘谷县黏土砖厂的土壤侵蚀及其防治第5 3 卷 失行为，作业过程中对自然植被必将形成破坏，弃土 弃渣的堆放与防护如不到位，加之高陡边坡的不断 形成，在雨季形成水土流失或者造成水土流失灾害 的可能性极大，其产生水土流失的主要部位为：取土 区、弃渣堆放场地、生产作业区。 3 砖厂建设生产造成的土壤流失预测 3 1土壤流失预测范围及单元划分 砖厂为建设生产类项目，根据工程特性，根据砖 厂生产项目总体布局，不同的分部分项工程占地情 况，将砖厂土壤流失预测单元划分为取土场区、道路 区、工业场区、弃渣场区和生活区5 个预测单元。 3 2 土壤流失预测时段划分 先建厂后生产是砖厂项目的基本过程，因此，砖 厂项目可能导致的新增水土流失的时段为项目基建 期、生产运行期及植被恢复期。为了便于分析项目 建设可能造成的水土流失量，在实际调查及分析论 证的基础上，拟定一般砖厂的项目基建期为1 年，生 产运行期为1 0 年，植被恢复期为1 年。 3 3 土壤流失预测 为了较为准确地预测砖厂项目产生土壤流失量 的过程，下面以甘谷县新兴镇恒利砖厂、安远镇富民 建材厂、大像山镇何家沟砖厂、大像山镇何家沟砖 厂、礼辛镇兴达建材有限公司5 家企业为例进行预 测分析。 3 3 1 预测内容 ( 1 ) 扰动破坏原地貌、植被的土地面积。项目建 设对原地貌的扰动、破坏土地面积按照G B 5 0 4 3 3 2 0 0 8 开发建设项目水土保持技术规范的规 定，包括项目建设区和直接影响区，项目建设区指开 发建设单位的征地范围、租地范围和土地使用管辖范 围，由取土场区、道路区、工业场区、弃渣场区和生活 区5 个部分组成，直接影响区，为项目建设区以外由 于开发建设活动而造成的水土流失及其直接危害的 范围，取土场区、弃渣场区外扩5I T I 、生活区、工业场 区、道路区外扩3m ，采用实地调查和图面量测、数据 统计相结合的方法进行测算。据初步测算，甘谷县新 兴镇恒利砖厂、安远镇富民建材厂、大像山镇何家沟 砖厂、大像山镇何家沟砖厂、礼辛镇兴达建材有限公 司5 个砖厂项目建设扰动原地貌、损坏土地和植被面 积为2 4 6 6 h m 2 ，其中，梯田及川台地面积9 8 5h m 2 , 林、 草、园地2 0 0 h m 2 , 坡地6 8 3h m 2 ，荒地5 9 8h m z 。 ( 2 ) 渣体堆放量统计及渣体堆放造成的水土流 失失量。工程建设及产生弃渣量，在查阅项目技术资 料和实地调查基础上，通过统计计算获得。据初步测 算，甘谷县新兴镇恒利砖厂、安远镇富民建材厂、大 像山镇何家沟砖厂、大像山镇何家沟砖厂、礼辛镇兴 达建材有限公司5 个砖厂每年产生的弃土弃渣堆放 造成的水土流失失量年约5 3 8 6 7t 。 ( 3 ) 损坏水土保持设施面积。由于项目工程建 设生产的活动项目建设区范围内的水土保持设施不 可避免地受到了损坏，在查阅主体工程资料基础上， 采用实地调查和图面量测、数据统计相结合的方法 进行初步测算，甘谷县新兴镇恒利砖厂、安远镇富民 建材厂、大像山镇何家沟砖厂、大像山镇何家沟砖 厂、礼辛镇兴达建材有限公司5 个砖厂项目建设损 坏水土保持设施面积为11 2 6h m 2 ，其中梯田及川台 地面积9 3 6h m 2 , 林、草、园地1 9 0h m 2 。 ( 4 ) 可能造成水土流失量预测。本工程可能造 成的水土流失总量预测，是在调查建设项目对地面 表层扰动情况、弃渣组成及其堆放情况的基础上，采 用侵蚀模数法和流弃比法分区进行预测后，统计计 算而得。计算公式如下： n3 形= F 眠死 l = I = l n3 、1 、n A W 2 乞艺E 毗X 死 i = l = 1 尬。：! 丝二堕划丝垫1 2 式中：形扰动地表土壤流失量( t ) ； r 预测单元，1 ，2 ，3 ，n 一1 ，n ； 后预测时民1 ，2 指施工建设期和自然恢复期； 卜第i 个预测单元的面积( 扰动面积k m 2 ) ； 帆扰动后不同预测单元不同预测时段的 土壤侵蚀模数 t l ( k m 2 a ) 】； J 7 l 如不同单元各时段新增土壤侵蚀模数 【t ( k m 2 。a ) ； 卜预测年限( 扰动时段a ) ； 形扰动地表新增土壤流失量( t ) ； 慨厂一扰动前不同预测单元土壤侵蚀模数 t ( k m 2 a ) 1 。 6 3 万方数据 2 0 1 7 年第1 期 甘肃水利水电技术第5 3 卷 弃土弃渣流失量预测，按下式进行计算： W 弃2 W i X m i 式中：形弃预测的弃渣流失量( t ) ； 形广一弃渣量( t ) ； m 广_ 弈渣流失系数。 砖厂项目占用土地类型有坡耕地、有林地、园 地、草地、荒地。由于地形地貌及土地利用方式的不 同，土壤侵蚀模数也存在差异。根据S L l 9 0 2 0 0 7 ( ( 土 壤侵蚀分类分级标准，项目水土流失预测范围内的 原生土壤侵蚀强度，在查阅工程区现有水土流失调 查结果资料的基础上，根据现场调查情况，按地类分 区段综合分析后统计计算确定。在甘谷县的砖厂项 目初步确定工程水土流失防治责任范围内，不同土 地的原生土壤侵蚀模数为：坡耕地( 覆盖度2 5 以 下) 65 0 0 t k m 2 a ) ；梯田l5 0 0 t k m a ) ；林地、园 地、草地26 0 0t k m 2 a ) ；荒地80 0 0t k m 2 a ) 。 项目建设过程中对地表的扰动不同、施工工艺不 同引起的水土流失强度也不同。现根据各场地特点进 行分析，扰动后土壤侵蚀模数按不同时期进行确定。 项目建设期是工程建设改变地表形态和土壤结 构、破坏植被、弃土弃渣比较集中的时期。该阶段内 土壤侵蚀强度大，侵蚀类型以水力侵蚀为主，兼有重 力侵蚀，据有关观测研究结果，黄土高原沟壑去扰动 原地貌后造成的土壤侵蚀量是原地貌侵蚀量的3 6 倍。因此，依据砖厂项目区地形地貌实际情况，拟 定工程建设施工期的取土场、工业场、道路区土壤侵 蚀量取值为1 50 0 0t ( k m 2 a ) ，其余各区扰动原地 貌后造成的土壤侵蚀量为80 0 0t ( k m 2 a ) 。 自然恢复期间，植被恢复初期主体工程中永久 设施和具有水土保持功能的各项措施已建成，植被 恢复期土壤侵蚀模数取8 0 0 25 0 0 泖【m 2 a ) 。 生产运行期由于地面大规模的建设活动，排渣 量基本稳定，经过抚育管理，地面植被逐渐恢复，项 目建设区水土流失趋于稳定，但地貌的活动由地上 转入地下，采空区可能引起的一定范围的地表塌陷， 引起地表变形、影响植被正常生长，从而加重侵蚀危 害。废弃渣体的排放，如不采取有效的拦挡防护措 施，在造成严重水土流失的同时还将影响整个生产 建设项目的安全运行。因此，依据砖厂项目区地形地 貌实际情况，拟定工程建设运行期的取土场区土壤 侵蚀量取值为1 2 0 0 0 t ( k i n 2 a ) ，生活区、工业场地 区土壤侵蚀量取值为30 0 0t ( k m 2 a ) ，道路区土壤 侵蚀量取值为35 0 0 t ( k m 2 a ) ，弃渣场区按流弃比 法进行预测，甘谷县的砖厂生产过程中产生的弃土 弃渣主要是废弃的砖坯及部分废弃成品砖，根据弃 土弃渣的主要特性和I 生质，弃土弃渣流失率取8 。 按照以上确定的水土流失预测方法及有关参 数，在不采取任何水土保持措施的情况下，可计算出 甘谷县新兴镇恒利砖厂、安远镇富民建材厂、大像山 镇何家沟砖厂、大像山镇何家沟砖厂、礼辛镇兴达建 材有限公司5 个砖厂在预测时段内的新增水土流失 量。经计算汇总5 个砖厂产生的水土流失总量约为 1 35 2 2 1 2t ，原生水土流失量10 5 3 8 0t ，新增水土流 失量为1 2 4 6 8 3 2 t G 菱1 、表2 ) 。 表15