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1我国水土保持的现状
合理利用山丘区和风沙区水土资源,维护和提高土地生产力以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益,建立良好生态环境的事业。在科学发展观的指导下,水土保持应该是建立人与自然和谐共处,保证国民经济可持续发展的有力支撑。在水利方面,我国存在着水多、水少、水污、水浊的四大问题。其中水浊既独自为害水体,又增加其他“三水”对河流的不利影响,处于关键地位。水土流失破坏土壤结构,降低植被质量,影响流域对径流的调蓄能力,增加水多水少的矛盾。泥沙增多既降低河流质量,影响水生物活动,又作为污染物的载体,提高污染的浓度与防治的难度。从辩证的观点来看,似不应就问题论问题,而应当追根溯源,将水土保持作为水利的中心环节与战略措施,提高其在国民经济发展计划中的地位与作用。
水土保持面广量大,情况复杂,既是理论问题,也是实用问题,既是自然科学,也是社会科学,既注重于经济发展,更关注生态环境,既要有辩论思维,又要考虑政策法规。从人与自然以及物与物之间的和谐共处,才是水土保持的最高理想。当然,这既是很高的要求,也是很艰巨的任务,既限于科技水平,也限于政经条件。但是只要我们努力研究,积极争取,总有一天能够达到或部分达到这一艰巨而伟大的战略目标。
2土壤侵蚀量与输移比防治的方向与对策
流域面上的土壤侵蚀量与进入河道的输沙量本是一个问题的两个方面,彼此密切相关。根本原因就是土壤侵蚀量没有显著减少。一般总是从源头开始,正本清源,将侵蚀、输移、沉积贯穿为一个整体,以观其全貌的拦截与滞蓄,然后进入干流。干流输沙量与流域侵蚀量的比值称为输移比。有些专家从土壤植被、地形地貌、流域面积、时空差异等多方面对输移比作了理论分析;有些专家根据众多考虑与测试成果分析了水沙从源头至主干流一系列变化及相应的匡算。防治:一是防蚀,二是拦泥。拦泥作用显著,成效快,有利于防疗急性病症,狭义的水土保持,顾名思义是减蚀,一般包括农业措施、林草措施和以梯田为主的坡地工程措施。这些措施直接作用是减少水土流失,发展社会经济,改善生态环境,间接作用是减少进入河下游的泥沙,减少河道的淤积抬高和洪水威胁,利在当地,惠及全河,既具有拦泥坝库对下游的有利作用,又没有拦泥坝库对当地人文社经的某些不利影响。
3水土资源的保护与利用
水土保持与水土利用是一个问题的两个方面,同为国民经济服务。保护为了利用,利用必须保护,两者相辅相成,总体效益更为完善,是科学发展观,人地合一保证持续发展的时代要求。水土保持的内容与要求已为大家所熟知。中小型的水土利用复杂多样:一是建设基本农田,发展农业生产;二是植树种草培育生物多样性,维护生态环境;三是营造水窖、坑圹、涝地,就地调蓄雨水,提高当地抗旱防旱能力;四是引洪漫地,放淤改土,引水垦荒既增加耕地数量,也提高土壤质量;五是开发小型水电,直接缓解能源匮乏,间接维护林木发展;六是大中型灌区的浑水灌溉、中小水库的吸泥排沙,充分利用水沙资源,增肥保墒。是持续发展的最佳模式.
坡改梯与淤地坝是水土保持工作中两项主要工作措施,目的是调整坡地与沟道的坡度,以就地入渗和就近入渗方式达到减轻水土流失的作用。淤地坝在一定程度上兼有小型拦泥库的作用,长期效果可能降低,梯田可以持续利用,两者时空搭配,相辅相成,共同对黄河中上游的减泥增产发挥重要作用。大部分水土利用的成就,是广大群众的自发性成果,不够理想。有时拿泥沙填死库容,难以发挥肥力作用;有时削坡填沟,劈山筑路,破坏表土;有时管理不当,良田沃土遭受沙埋沙压,变利为害令人遗憾。提高水土流失方面的水土利用在经济发展与生态建设中的重要地位。
4水土保持的效益与评价
水土保持是一项面广量大、复杂的系统工作,要全面测试分析评估其效益,确实不易。一般将水保效益分为经济、社会、生态三部分,对水少沙多的北方河流还增加一项拦泥效益。不同水保措施,不同地形地质条件下的单项效益,以便为水保评价提供依据;从土壤流失至进入干流之间各河段的水沙变化及其对周边的经济、社会、生态和人文的影响,以便了解输移过程,可能产生的负效益或不利影响,如对大小水库、坑塘、涝池的运用寿命,对河岸的冲刷破坏,对农作物沙压减产等。效益计算:采用有无措施或增减措施后在时空方面的对比。为实现科学管理和国家决策要求,必须客观地、定量地认识和评价水土保持的全面和单项问题,揭示水土保持的基本情况与动态变化、水土保持的成效与进展,水土保持的潜力与展望。总效益是各项效益的融合,研究分类效益及其间的相互关系应是主要内容。生态环境既是总效益的一部分,也是促进社会经济发展的重要因素,分析研究与不同生态环境相适应的社会经济效益,具有现实意义。经济既是各类措施的物质基础,也是国民经济发展和构建小康社会的必要条件。:
5结论与建议
关键词:水土保持方案; 开发建设项目
1 水土保持方案编制中的问题
1.1 政府部门重视问题
水土保持方案编报审批,是加强各级水行政主管部门依照《水土保持法》履行行政职能的具体体现。水土保持方案可规范项目开发商的行为,预防开发建设施工中造成的人为水土流失。因此,各级水行政主管部门应高度关注水土保持方案的编制问题,必须明确这是开发建设项目水土流失预防与监督不可或缺的环节。通过编制水土保持方案,可明确开发商在建设施工中应该履行的水土保持义务与法律责任。目前存在部分地区政府部门对此不太重视的问题。
1.2 控制性数据准确性问题
在水土保持方案编制之前,编制单位需要掌握并弄清楚五项控制性数据,分别是工程占地面积、土石方数量、损坏水土保持设施面积、水土流失防治责任范围及水土保持投资。这五项控制性数据,是水土保持方案编制的核心,贯穿于方案编制始终,必须弄清,把握准确。从目前情况来看,有不少水土保持方案存在对一些控制性数据把握不准的问题。
1.3 介绍主体工程主次不清
水土保持方案编制单位进行主体工程介绍时,只是在主体工程的前期相关资料中摘取,缺少认真地分析和有效的文字组织,重点不突出,主次不清晰,与水土保持相关的内容介绍不太清楚,与水土保持关系较远的内容介绍了一大堆,造成赘述或漏项。不能针对性地分析评价主体工程的水土保持功效。还有一些项目缺少详细分析,或不经实地调研而胡编乱造,对下一步水土流失预测和确定水土流失防治措施时,没有科学的依据和实际的参考价值。
1.4 水土保持措施典型设计不典型
在编制水土保持方案时,要根据水土保持措施类型和布局,科学选择有代表性的断面或部位,根据技术规范与相关标准,做好典型设计工作。水土保持工程措施主要有挡土墙、排水沟、拦渣坝、截水沟等,应分类进行典型设计。植物措施典型设计应包括种苗(籽)规格、栽培技术要求、管理养护等内容。典型设计必须具有代表性,并且要具有很强的可操作性。但目前有一些水土保持方案,存在典型设计不典型的情况,相互抄袭,缺乏针对性与代表性。
2 水土保持方案编制存在问题的原因
2.1 思想认识不到位
建设单位对由于开发建设项目造成的水土流失问题认识不高,重视程序不够,编制水土保持方案的主要目的是为了取得行政许可批复文件,从思想上认识不到其重要性。尽管我国相继出台了《中华人民共和国水土保持法》与《中华人民共和国水土保持法实施条例》,各地也制定出了相应的实施办法,但很多开发商仍把编制水土保持方案作为项目开工建设的一个必备的、形式上的条件,却并未真正认识到“水土保持,功在当代,利任千秋”的涵义。从事方案编制的单位及人员,编制水土保持方案的主要目的是为了完成工作任务和获得经济收益,其标准以通过专家评审与行政批复为准,故存在应付思想,不作深入细致的实地调查与研究。尽管国家与部门出台了相关规范与标准,但有些条文原则性很强,但可操作性不强,加之从事水土保持方案编制的单位及人员存在趋于应付,这就造成了有不少水土保持方案编制质量不高。还有一些水土保持方案编制单位,为了经济利益,大量承揽项目,又没有投入大量的人力、精力与时间,项目和项目区进行实地调研,或者降低调研考察的质量,故也造成了不少水土保持方案编制质量不高
2.2 缺乏有效沟通与理解
由于项目工程合同时问紧,建设单位急于开工,在与水土保持方案编制单位缺乏有效沟通的基础上,要求编制单位在很短的时间内完成水土保持方案编制,以便尽快获得审批,达到开工建设的条件。另外,水土保持方案编制的单位和人员,虽然大都经过专业的上岗培训与考试,并具有甲、乙、丙级水土保持方案编制资质证书,也较熟悉国家相关的法律法规,但由于与主设单位和建没单位缺乏交流与沟通,在编制水土保持方案时也不认真思考,从而造成水土保持方案编制不深不细,难以落实与实施。
2.3 缺乏技术理论支撑
目前,由于多种因素的影响,对开发建设项目人为造成的水土流失缺乏发生发展规律和不同防治措施的系统研究,这方面的科研成果几乎空白。大多数水土保持方案中的水土流失预测,都是采取相同的方法,按照确定的预测时段和原地貌、扰动地貌的土壤侵蚀模数,利用公式进行计算。原地貌的土壤侵蚀模数,一般通过查阅区域土壤侵蚀强度分布图确定,但基础资料是一个变幅值域,要较为准确地确定也实在不容易。而扰动地貌的土壤侵蚀模数是一个未知数,加之又没有切实可行的参考资料,确定起来十分困难。目前常用的方法有类比法、加速侵蚀系数法等。对多年从事水土保持工作经验丰富的专业技术人员来讲,确定的扰动地貌土壤侵蚀模数相对合理,但有不少比较离谱。这样一来,便使得在编制水土保持方案上缺乏技术与理论的支撑,严重影响了水土保持方案的科学性、有效性与可操作性。
3 提高水土保持方案编制质量的建议
3.1 加大水土保持法规宣传
对开发建设项目单位与业主,要加大水土保持法律法规的宣传力度,让其提高认识,从思想上接受,明白编制水土保持方案不是哪一个部门或哪一个人的主观意志或行为,而是贯彻现行法律法规的具体体现。
3.2 加强水土保持方案编制人员培训
要加强水土保持方案编制人员的专业技术培训,努力提高业务水平,让其明白水土保持方案编制为什么、是什么、怎么编制,编制过程中有哪些基本要求,需要哪些技术资料,怎样分析确定有关指标等等。同时,要加强野外勘测与实地调查,培养教育其树立敬业爱岗意识,从思想上重视水土保持方案编制技术及其工作。
3.3 加强水土保持方案编制资质管理
随着经济社会的快速发展,开发建设项目不断增加,编制水土保持方案的单位和人员也在逐步增多。对持有水土保持方案编制资质的单位和个人,应加强分级动态管理,严格编制权限,严禁越权编制。对一些方案编制水平差、不负责任的单位和个人,要定期给予黄牌警告,持续不改者应取消其编制资格。
3.4 加强开发建设项目的水土保持科学研究
建议相关部门与单位,根据国民经济与社会发展的需要,选上开发建设项目水土保持科研项目,研究不同开发建设项目的水土流失特点、发生过程、危害程度与防治措施,为开发建设项目水土保持方案编制提供必要的技术理论支撑。
关键词:朝阳市;水土保持;监测制度;体系;建设任务
一般而言,区域水土保持监测制度体系主要分为国家级的制度法律、法规和地方性的规范性文件和部门规章制度等。尤其是在新形势下,对于辽宁省朝阳市而言,区域水土保持监测制度体系主要涵盖综合性管理及监测网络行业信息系统建设以及动态管理、水土流失灾害性风险预测、监测数据处理等不同方面的内容。水土保持监测主要是按照上述相关制度法律及规范性文件等,综合运用多种不同的技术手段,对区域水土流失数量和强度及影响范围和危害以及防治成效等进行动态监测和评估。只有对区域水土流失风险进行预防监督和综合治理及生态修复和科学分析,才能通过监测结果客观反映朝阳市水土流失现状及具体成因[1]。
1朝阳市水土保持监测制度体系总体架构
尽管早在20世纪20年代,辽宁省就开始重点对区域河道径流泥沙总量进行调查与测验分析,但关于区域水土保持监测制度体系的构建,却是以20世纪90年代国家颁布和实施《中华人民共和国水土保持法》为起点,经过几十年的发展和完善,对于辽宁省朝阳市而言,已初步构建起了相对完善的区域水土保持监测制度框架体系。一般根据监测制度体系管辖和约束规范的区域不同,可将朝阳市水土保持监测制度体系划分为3个不同层次:1)第1层次是国家和地方法律层面的水土保持监测制度法规。这一法律、法规不仅具有严格性,而且具有纲领性和示范性以及强制性和原则性等特点。2)第2层次是辽宁省省内的水土保持监测制度体系等规范性文件。其主要是对我国水土保持监测制度体系的完善和进一步细化与补充。这一规范具有区域性以及可操作性和程序性等特点。3)第3层次是针对朝阳市区域内水土保持监测技术制定和实施的相关规范和技术标准。通过对区域水土保持相关监测技术流程进行约束和规范,以此为技术人员对朝阳市水土流失监测技术实施提供制度化和标准化依据。
2朝阳市水土保持监测制度体系建设成果
2.1朝阳市水土保持监测制度体系中的法律法规建设
在朝阳市水土保持法实施过程中,主要依照国家于20世纪90年代颁布和实施的《中华人民共和国水土保持法》进行执行。全文共七章60个章节,其详细从4个不同方面,就朝阳市水土保持监测过程中的相关内容和流程进行了规范性描述。1)在新《水土保持法》中,就朝阳市水土保持监测的地位与作用进行了明确规范和说明[1]。该法律指出,“水土保持监测工作是辽宁省朝阳市国民经济和社会发展的重要公益性事业。因此,对其进行规范和完善,能够充分发挥水土保持工作的社会管理和公共服务职能”。在此过程中,通过进一步明确朝阳市水土流失的重要治理区和预防区,通过在地方重点水土保持区域实施责任奖惩考核机制和目标责任制,能将该区域水土保持监测工作进一步定量化以及任务化和指标化及规范化,从而促进地方各级管理部门积极落实相应的水土保持责任。在此基础上,在新《水土保持法》中,还对相关水土流失的法律责任和具体条款进行了说明,进一步为辽宁省朝阳市水土保持监测制度体系构建提供了执法参考依据。3)在新《水土保持法》中,就朝阳市水土保持监测工作进行了公告。新《水土保持法》明确要求,“在区域水土保持监测过程中,要对区域水土流失相关数据进行调查和统计,从而对区域水土流失现状进行动态化管理和监测”。在具体实施过程中,相关技术人员需结合辽宁省朝阳市水土保持监测数据结果,对区域水土流失面积和成因以及具体分布、危害性及防治措施等进行定期公告,以及将通过社会公示方法,引导社会公众积极参与到区域水土保护工作中。3)辽宁省朝阳市在新《水土保持法》实施过程中,逐渐形成了严格的区域生产建设项目水土保持监测制度。在新《水土保持法》中规定,“对于区域生态环境保护具有严重影响的生产机构和社会单位等,必须经过具有水土保持监测资质的机构对其生产实践过程中的危害性进行数据监测统计和分析,以及结合实际监测结果,将监测情况及时上报于相关行政主管部门,并严格要求相关监测机构按照技术标准和规范进行数据监测分析”[2]。除此之外,新《水土保持法》对朝阳市水土保持监测工作的具体实施保障经费进行了规范和规定。文件中明确指出,“各区域水土保持监测机构要严格规范国家和各级政府拨付的水土保持监测经费使用流程,并将其全部纳入区域经济社会发展总体规范中,切实落实相关规章制度责任等,有效加强朝阳市水土保持监测工作”。
2.2朝阳市水土保持监测制度体系中的规范性制度建设
1)1993年国务院正式颁布了《中华人民共和国水土保持法实施条例》,其全文6章共35条法规。该项法规主要从朝阳市水土流失预防和水土流失治理和水土流失监督等方面,对辽宁省朝阳市水土保持监测过程中的相关法律、法规等进行了补充和细化。该法规、条例充分借鉴和吸取了中国不同地区近20多年的水土保持监测管理司法实践经验,并将经过实施证明相对成熟的法规、条例纳入朝阳市水土流失预防和治理管理条例中。2)朝阳市水土保持监测制度体系建设,还分为部门规章建设以及地方性法规建设。自从20世纪90年代初以来,在《中华人民共和国水土保持法》及其相关规范性文件的指导和约束下,辽宁省水利局先后制定并出台了三套与水土保持监测有关的部门管理规章制度和条例。如《辽宁省水土保持生态环境监测管理条例》和《施工单位水土保持设施竣工验收管理条例》等,从而为进一步规范与完善辽宁省朝阳市水土保持监测制度体系构建奠定了重要理论基础。其中,在《辽宁省水土保持生态环境监测管理条例》中,通过五章22条法规,分别从朝阳市水土保持监测工作开展的实际原则和总体方案规划及数据监测网络建设与管理、相关职能部门的具体职责和机构资质划分以及水土保持数据成果管理等方面,均对辽宁省朝阳市水土保持监测工作的顺利推进和相关制度体系的构建奠定了重要基础[3]。目前经过不断实践,按照新《水土保持法》的管理要求,《辽宁省水土保持生态环境监测管理条例》已对该研究区水土保持监测相关职能部门监测资质认定等相关内容进行了进一步修订和调整。而在《施工单位水土保持设施竣工验收管理条例》等规章条例中,该办法结合辽宁省不同区域水土保持工作的具体开展现状,将水土保持监测机构的资质划分为甲、乙两个不同等级,并详细对其从业范围以及受理程序和审批流程及责任变更、过程监督、法律责任追究、意见征求等方面的相关内容进行了进一步规定和说明。与此同时,在此管理条例中,分别对水土保持监测单位的监测周期和社会公告频率、监测内容、水土流失预防技术依据、水土流失监测网络构成等相关内容进行了详细说明。除此之外,在辽宁省朝阳市水土保持监测制度体系建设过程中,通过规范性文件,将该研究区水土保持监测工作科学划分为水土保持监测综合管理类、监测网络信息系统建设和管理类以及区域水土保持动态监测管理类及区域水土流失保持灾害事件调查管理类、区域水土保持工作动态监测数据分析和公告类等。
2.3朝阳市水土保持监测制度体系中的技术实施标准体系构建
辽宁省朝阳市水土保持监测制度技术体系内涵和外延非常丰富,而且涉及范围较广,根据执行力不同,可将其分为“GB”(水土保持监测技术国家标准)以及“SL”(水土保持监测技术行业标准)和“DB”(水土保持监测技术地方性标准)三个不同层次。在此基础上,各地区结合地方区域发展特色与实际,还科学编制了地方性水土保持监测技术实施标准,如《辽宁省辽河流域水土保持信息代码编制规定》与《朝阳市山区水土流失防治单元———小流域划分》等区域性的技术标准等,从而为辽宁省朝阳市水土保持监测制度体系构建提供了技术资料指导和规范标准[4]。
3新形势下朝阳市水土保持监测制度体系建设的任务
3.1完善朝阳市水土保持监测相关配套制度体系按照新《水土保持法》的要求和规定,辽宁省朝阳市要构建与之相配套和衔接的水土保持监测网络管理制度及监测报告制度和水土流失情况调查与评价制度等,从而形成以新《水土保持法》为核心、以各种相配套的管理方法和规章条例为补充的制度体系[5]。3.2建立健全朝阳市水土保持监测技术标准体系基于上述制度标准体系,对于朝阳市的水土保持工作而言,相关职能部门要从战略管理高度,充分认识到水土保持监测制度体系建设在整个辽宁省生态环境保护与经济社会发展中的重要作用,围绕具体实施细则与技术设备性能,构建完善的水土保持监测技术实施体系。在制定标准时,要借鉴和吸取以往实践中的经验,通过对相关技术人员进行教育培训,提高区域水土保持监测执行力[6]。3.3进一步规范朝阳市水土流失动态监测行为在实践研究与经验总结基础上,进一步明确水土流失动态监测与公告等相关行为,从而形成互补的职能管理制度,积极落实相关责任,增强各级管理人员在朝阳市水土保持监测制度构建与实施过程中的责任感与使命感[7]。3.4不断强化对朝阳市水土保持监测数据成果的管理监测数据分析与管理是朝阳市水土保持监测制度体系构建的重要基础。首先,需要不断设立区域水土保持监测数据质量控制制度,通过严格的规范和制度流程,督促相关职能管理部门对水土保持工作过程进行全面监督和管控,保证数据资料收集和分析完整与准确。在此基础上,还要建立朝阳市水土保持监测报告制度,通过定期对相关监测报告进行社会公示,从而保证信息流通、监测过程及时公开,以此为辽宁省以及整个国家发展规划和环境保护提供重要决策参考数据[8]。
4结语
综上所述,法律、法规最显著的特征就是其对具体行为客体和行为主体具有一定的强制性和约束性以及规范性。因此,在朝阳市水土保持监测制度体系构建过程中,按照法律、法规执行力和具体管辖范围不同,可将该研究区内的法律、法规具体细分为水土保护法以及地方性法规和行政法规及部门规章制度、地方性法规等几个不同层次。以此为背景,文章针对当前辽宁省朝阳市水土保持监测制度体系构建过程中已经取得的重要成果进行了梳理,从而为该区域今后相关法律法规完善提出了具体建议,以期为地方职能管理部门政策制度与法律制度实施提供参考。
作者:颜佩风 单位:朝阳县木头城子水利水保工作站
参考文献:
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[6]秦一博.东北黑土区浑河流域水土保持措施体系研究实践[J].水利规划与设计,2015(05):1.
1低扰动塔基型式研究
1.1基础型式对比研究输电线路杆塔地下部分的总体统称为基础。它的作用是用来支撑输电线路的杆塔。基础型式按开挖方式可分为原状土基础和大开挖基础。原状土基础包括插入式基础、掏挖式基础、岩石嵌入式基础;大开挖基础包括台阶式基础、板式基础、灌注桩类基础。研究选取台阶式基础、板式基础、插入式基础、掏挖式基础、岩石嵌入式基础、锚杆式基础和灌柱桩基础,从开挖基面、土石方量及施工临时占地等方面进行分析比较。
1.1.1基坑开挖范围(降基面)及施工临时占地分析基坑开挖范围(坡地称降基面)又称施工基面。平地上施工时,施工基面为四个基坑的开挖面积,在斜坡上施工时,四个基础腿要在一个平面上,需要把斜坡铲成一个平面,这个平面的占地面积就为降基面。降基面产生的主要原因是基础边坡保护范围不够,如果不降基则需修砌挡土墙,增加成本。基坑开挖范围占地为永久性占地。塔基施工临时用地是指在塔基开挖进程中用于堆放临时堆土、建筑材料及施工人员活动的区域,为临时性占地。通过对山西省不同立地条件下不同基础类型的塔基定位观测,得出山西省220kV及以上输变电工程塔基降基面范围及施工临时占地数量(见表1)。从表中可以看出掏挖式基础、岩石嵌固式基础、斜插基础及锚杆基础开挖面积是传统大开挖基础的1/5~1/6。与传统大开挖基础型式相比,原状土基础临时占地面积略大,其原因主要是由于所用材料及施工方法所致。
1.1.2不同基础型式土石方及弃渣量分析由于不同基础型式对保护范围、施工操作范围及基础体积要求不同,造成塔基降基及基础开挖土石方数量不同。研究以山西省多个500kV输电线工程不同基础型式为样本,研究土石方开挖数量、混凝土量及塔基范围内堆土数量及高度,并进行比较,得出不同基础的土石方量情况,见表2。从表2可以看出,四种基础开挖产生的临时堆土量比较关系为:岩石锚杆<岩石嵌固<基础掏挖式<大开挖台阶。大板式和台阶式等大开挖基础由于是非原状土,为保证基础稳定性往往需要较大的底板面积,底板尺寸一般为原状土基础的2~4倍,在基础深度相同的情况下土石方开挖量约为掏挖式基础的5倍,为岩石嵌固基础的10倍,为岩石锚杆基础的50倍。因此,大开挖基础施工时将产生大量的土石方量,从水土保持角度分析,在满足设计要求的情况下不建议选择大开挖基础。基础施工结束后,开挖土方大部分用于回填,由于基础本身占用一定空间,开挖土石方不能完全回填,剩余部分为弃渣。根据施工资料统计分析得出,大板式或台阶式等大开挖基础体积为80~100m3,掏挖式基础体积为5~10m3,岩石嵌固基础体积为2~3m3,岩石锚杆基础体积为1~2m3。由此得出板式或台阶式等大开挖基础产生的弃渣高出岩石嵌固等原状土基础50~80倍。不同基础产生的弃渣量满足以下关系:岩石锚杆基<础岩石嵌固<基础掏挖式<大开挖台阶。根据此结果,结合塔位土壤及基岩的力学性质,得出山西省输电线路塔基型式确定的原则:若塔位处中风化或强风化硬质岩石时,优先选择岩石锚杆基础;若薄层土壤下为强风化岩石时,优先选择岩石嵌固基础;若地表为土质好的非岩石地基或者上覆盖土层很厚的岩石地基,且地基土特性满足掏挖基础,优先采用掏挖基础;若地表为粘结力较弱土层,不易掏挖成型时,建议采用大开挖基础形式。因此,综合考虑水土保持要求和设计要求得出塔基型式优先选择的顺序为锚杆类、岩石嵌固类及掏挖类。而且,锚杆类基础开挖面积小,施工面积小,相应的施工技术也比较成熟,能够在满足水土保持要求的同时节约建设成本。
1.2不同塔基组合模式对比研究在较早的输电线路工程设计中,山区塔基基础设计中普遍采用等长腿配合等高基础,这种方式需在坡地上修建一处平台,再进行基础修建,会产生较大的降基面及挖方量,破坏了植被和原土体的稳定性。在近期的设计中出现了等长腿配高低基础、长短腿配等高基础及长短腿配高低基础等多种塔基组合方式。通过对山西省多个输变电工程不同塔基基础组合模式的研究,分析不同塔基组合模式的水土保持效果。不同塔基基础组合模式见图1.
1.2.1不同塔基组合模式降基范围分析为了解决等长腿配等高基础(图1a)扰动地表面积和土石方量过大的问题,在塔基设计中逐步采用等长腿配合高低基础(图1b),基本解决了在山脊山头施工要将山体削平的问题;采用长短腿配等高基础方案(图1c),与图1b种方案相比相差无几,容易导致塔位低于原地表,破坏了原有土体的稳定性,平台上坡面容易产生水土流失与塌方,不但造成大量开挖,同时也会给塔基安全带来问题[4]。通过对山西省多条500kV输变电工程塔基组合模式扰动面积进行统计分析和计算,得出四种不同组合方式在山西省山区运用过程中扰动地表面积情况,并进行对比分析,研究结果表明长短腿配高低基础仅是等长腿配等高基础扰动地表面积的一半,可以很好地解决输变电项目建设与水土保持要求的关系。
1.2.2不同塔基组合模式土石方量分析在山地丘陵区塔基施工中,基面土石方的大量开挖,不但破坏了塔位原有土体的稳定性,而且使基面及周围天然植被受到破坏和占压。开挖造成大量的弃土堆积在边坡上,土体松散,降雨时产生严重的水土流失。另外,堆土增加了边坡附加压力,在水力和重力双重侵蚀下,会产生塌方[5]。基面的大量挖方,不仅产生严重的水土流失,而且也给塔基带来了安全隐患。四种塔腿分别降基能有效解决这一问题,这种小基面的设计方法使原始地貌的破坏程度降到最小,保证了点位地质状况的稳定,同时土方开挖量也大大减少。研究通过对山西省多个500kV输变电工程四种不同塔基组合设计所产生的土石方量进行分析统计,得出不同组合模式的土石方量情况,见表3.从表中可明显看出长短腿配高低基础组合模式下产生弃渣最少,分别为等长腿配等高基础、等长腿配高低基础和长短腿配等高基础的6.0%,9.6%,11.9%。长短腿高低基础因其开挖量少对应的土方工程投资也较其余几种类型低。
2不落地放线技术研究
传统的人工放线地表扰动,对植被破坏严重。在架设牵引线时,采用人工肩扛牵引线,牵引线贴地牵引,线路沿线走廊内的地表及植被受到架线人员和牵引线的双重扰动。尤其在线路跨越林区时,当牵引场的钢绳卷车牵卷牵引线时,牵引线由贴地至腾空拉紧,林木易遭割伤。目前,大部分输变电工程架线采用先进的不落地放线技术如直升机、遥控飞艇、动力伞等,然后通过导引绳逐级牵引、高空绕牵连接、导引绳和牵引绳逐级牵引,最终完成地线和导线的展放。直升机、遥控飞艇、动力伞及绕牵法技术的应用,真正实现了初导绳、导引绳、牵引绳、导地线的完全不落地展放,最大程度地减少架线对线路走廊地表的扰动,有效减少水土流失及对生态环境的破坏。通过对山西省8个500kV输变电工程中应用的不落地放线与常规放线扰动面积的计算和对比,得出的结论列入表4中。从表中可看出不落地放线技术的运用比常规放线技术减少扰动面积50%~70%。不落地放线技术的实施,大大减少了输电线路施工中青苗、果树、暖棚、植被等地面附着物的损坏,缓解了线路施工中错综复杂的施工环境和地形因素的困绕,实现了导引绳分散运输量的减少、导引绳人力展放工作量的减少、放线通道内生态环境地表附着物损坏的减少和次要跨越架搭设工作量的减少。从经济效益方面分析可知,不落地放线技术由于扰动地表面积少,减少了青苗补偿、土地补偿的费用,减少了人力、畜力、机械运输的费用。
3低扰动运输方式研究
在高大山丘区施工时,由于交通不便,车辆无法把施工基础材料运送到施工场地,一般做法是利用人行便道或砍去荆棘形成通道,方便施工人员和畜力运送材料与设备。2002年以前,高大山丘区施工的绝大多数输变电工程是通过人背肩扛完成的,后来发展成专业的骡马运输队伍,提高了施工效率,降低了施工成本。在运输过程中施工人员和畜力频繁来回走动,难免扰动地表,破坏地表植被,损坏水土保持设施。随着各行业环境保护意识的不断增强,在山区运输材料与物资时,部分工程采用低扰动运输方法如索道运输,避免了施工人员和畜力因运输材料而频繁上下山体,减轻对地表的扰动,减少对水土保持设施的破坏,进一步提高了施工效率,缩短了对生态环境的扰动时间。通过对山西省多个输变电工程运输方式相关指标的对比研究得出,利用索道运输方式产生的施工临时道路占地较传统方式减少73%~92%(表5)。
4低扰动水土保持措施布设研究
输变电项目施工区域所占范围在整个工程中所占比例较大。输变电工程建设过程中,由于安装设备、汽车运输、土地平整等需要,对临时占地进行地表扰动,施工结束后又要进行土地整治,两次动土对地表的破坏较为严重,同时为了防止动土过程中的水土流失,需要对其进行防护,布设防治措施,这样的施工方式不但造成水土流失,也增加了水土保持投资。通过实地调查和监测,采取土工布覆盖和植被恢复措施代替表土剥离和人工种植乔灌木后可有效降低水土流失量,节约水土保持投资,取得了良好的效果。研究结果表明,采用土工布覆盖技术可减少施工期间项目区水土流失总量的21.59%;采取植被恢复措施可减少项目区水土流失总量的15.65%;采取低扰动运输方式可减少项目区水土流失总量的29.56%,采用低扰动塔基可减少项目区水土流失总量的9.71%。采用土工布覆盖技术可节约水土保持投资8%;采取植被恢复措施节约水土保持投资6.54%;采用低扰动运输方式可节约水土保持投资10.27%;采用低扰动塔基可节约水土保持投资4.8%。根据山西省输变电项目目前每年的建设规模和进度,可节约水土保持投资约4500万元。具体计算见表6。
5低扰动水土保持技术效果分析
通过对山西省输变电工程低扰动塔基设计、不落地放线技术、低扰动运输方式及低扰动水土保持防治措施的观测与分析,经过计算得出低扰动水土保持技术与传统施工工艺相比可以减少占地面积4.55%~34.42%,土石方量减少7.81%~25.86%,土建投资减少0.59%~22.49%,总投资减少1.83%~17.50%。减少的数量与地形相关,山地及丘陵所占比例越大,效果越明显,见表7。
6结论
关键词:水土流失;水土保持;水环境效应;研究
文章编号:1674-3954(2013)09-0288-02
引言
21世纪水的问题已成为世界各国关注的焦点。水土流失不仅导致土地退化、耕地毁坏,制约山区经济社会发展,而且加剧江河湖库淤积和洪涝灾害,恶化生存环境,对我国的生态安全构成重大威胁。
水土流失是我国一项主要的环境问题。水土流失破坏了大量的土地资源,淤塞江河湖库、加重洪涝灾害,影响水资源的开发和利用,严重影响了我国的生态安全与环境安全。为此,建国以来我国即进行了大规模的水土保持综合治理工作。但是水土保持改变了流域的下垫面条件,影响流域水文过程,由于水土保持措施蓄水功能显著,干旱区河流径流往往显著减少。特别是20世纪90年代以来,黄河年下游断流日益严重,水土保持与流域水资源安全关系的问题引起了人们广泛的关注。
1 水土保持与水资源安全
1.1水土保持减沙对水资源安全的影响
水土流失造成河流含沙量增加,以致淤塞下游河流、湖泊、水库、渠道,不利于水资源的充分利用。
(1)输沙用水量是流域生态用水量的一部分,为了防止泥沙淤积、维持正常的河道形态,多沙河流河道必须保持一定的流量,而且这部分流量一般是洪水流量对生态环境和社会生活的其他方面是无益的甚至有害的;由于水土保持增加了河道内用水,水土流失会减少一个流域的可利用水资源量。
(2)由于泥沙与洪水高度相关,多沙河流上的水库,为了避免泥沙淤积,往往采取“蓄清排浑”的运行方式,用大量水资源排沙,不利于充分发挥水库的调节功能,缓解枯水期河流下游缺水的局面。
1.2水土保持减水对水资源安全的影响
水土保持具有显著的蓄水、保水作用,可能在一定程度上减少河流径流量,造成全流域水资源总量的减少。观测资料显示:经过大规模水土保持后,黄土高原地区河流径流下降。但是水土保持减水量对全流域水资源总量影响是微弱的,而且水土保持还具有增水(河川基流)、节水(流域农业灌溉用水量)的作用。
(1)水土保持减水效益具有地域分异性和流域不整合性规律。
水土保持减水减沙效益的地域分异性既包括多沙河流“水沙异源”规律,又指不同气候类型区河流径流与水土保持关系不同。
因气候的地带分异规律,不同地区水分蒸发的限制因素不同,干旱半干旱地区,由于常年存在着水分亏缺,土壤供水能力小于水分气化和水汽扩散能力,水土保持可以增加入渗、减少地表径流,但是入渗的水分首先要补给土壤水,随着土壤供水条件的改善,流域蒸发量就会提高,相应的径流量会减小。但是湿润地区就不同,湿润地区的地表水分蒸发量主要由水分气化和水汽扩散能力决定,与下垫面条件没有直接联系,水土保持因此也不会对河川径流量产生明显的影响。
(2)水土保持减水量相当大一部分是洪水量,基本是不可利用或难以利用的水量;水保措施拦蓄的洪水量相当一部分在非汛期释放,增加河川基流。
水土保持措施具有明显的涵养水源的作用,可以改善一个地区水资源的可利用性。水土保持虽然不能增加区域水资源数量,但可以控制坡面土壤侵蚀,增加降水入渗,消减洪峰,调节和涵养水源,有效改善一个地区的水资源质量。
(3)水土保持增加的下垫面蒸散发量,并不是无效损失而是具有巨大的生效益。
水土保持的蓄水保土作用,改善了土壤肥力,不仅有助于植被恢复和生态改善,而且提高山区的土地生产力,增加了大量的农林牧产品产量。如果不进行水土保持综合治理,生产相同数量农产品就要消耗下游灌区大量水资源,所以水土保持在流域范围内起到了节水作用。
2 水土保持与水环境安全
2.1水土流失与非点源污染
非点源污染是指大气、地面或土壤中的污染物质在降雨淋溶和冲刷下随径流进入含水层、湖泊、河流、滨岸生态系统等引起的污染。非点源污染与水土流失有着密切的关系。
与点源污染相比,非点源污染由于其分布广泛,污水处理厂等传统的工程措施难以有效控制。除加强管理,减少非点源污染的来源外,非点源污染防治一般均与水土保持结合起来,主要有水土保持耕作措施、水土保持工程措施、植被缓冲带、缓冲湿地等。
水土保持耕作和工作措施一方面可以改良土壤,改善土壤的孔隙结构,增强土壤的离子交换吸附能力,从而提高土壤的蓄水保肥性能,减少降雨、灌溉产生的地表径流和深层渗漏以及因淋溶而流失的营养盐类和其他可溶性物质;另一方面可以改变产流产沙条件,减少土壤流失量和颗粒态的污染物的流失,从而达到控制非点源污染的目的。
植被缓冲带和缓冲湿地可以滤除径流中的土壤和污染物颗粒,从而达到净化水质的目的。植被缓冲带包括缓冲林带和缓冲草带,植被缓冲带增加了地表粗糙度,从而降低了坡面流速,增加了坡面径流的入渗量,使径流中的泥沙与固体颗粒发生沉淀,削减了污染物,达到控制非点源污染的效果。缓冲湿地作为农田与水体的过渡带,通过土壤吸附、植物吸收、生物降解等一系列作用,减少进入水体的污染物的数量。缓冲植被带或缓冲湿地所固定的污染物一部分为植物吸收、固定,另一部分在土壤孔隙界面上发生一系列生物化学反应。土壤特别是周期性干湿交替的土壤中,氧化作用、矿化作用、腐殖化作用、硝化作用、反硝化作用等都很活跃,对有机物、硝态氮、铵态氮等污染物的去除能力都很强。
2.2城市水土流失对水环境的影响
城市化和工矿业发展对水土流失与非点源污染有着明显的影响。城市化和工业化中的水土流失问题是水土保持科学关注的新的热点问题。
在城市、工矿企业、道路等基础设施建设和发展的过程中,一方面使地表形态发生变化,大量的深挖坡、高填坡工程产生了大量的高边坡,提供了水土流失发生、发展的环境条件,另一方面在城市化、工业化的进程中出现了大量的固体废弃物,这些固体废物如果不能妥善的处置,将是水土流失新的物质来源。
城市化伴随着土地利用(覆盖)变化,大量的天然植被为屋顶、路面和其他不透水地面代替,这割断了大气降水、地表水、土壤水、地下水的天然联系,破坏了正常的水文循环与水文平衡。不透水地面的径流系数很高,降水很快转化为地表径流,造成城市水资源的大量流失,加重了城市汛期排涝的负担,增加了城市排水管网的规模与建设成本。如果城市的排水规模超出了下游排水河道与容泄区的排水能力,又会造成城市和下游地区的暴雨、洪水灾害。因地表水资源大量流失,城市地下水补给量减少,从而更易发生地下水超采,产生地下水位下降、地面沉降裂缝等一系列地质灾害。
城市水土流失与非点源污染必须综合治理。首先城市化、工业化过程中必须坚持经济社会发展与生态环境保护保护,贯彻“3R”原则,即Reduce(减量化)、Reuse(再利用)、Recycle(循环利用),减少水土流失与非点源污染的物质来源。
其次要针对城市水土流失的特点与规律,采取适当的水土保持措施。
另外在城市里建设各种透水性地面(包括绿地)也可以使水资源就地入渗利用,也可以将小规模集水面上产生的径流引到渗井中,回灌地下水,而不使水资源流失。
3 结语