开发建设项目水土流失预测.doc

开发建设项目水土流失预测v 第一部分 水土流失基础知识v 第二部分 开发建设项目水土流失类型v 第三部分 水土流失预测第一部分 水土流失基础知识v 一、土壤侵蚀类型v 二、术语一、土壤侵蚀类型v 按导致土壤侵蚀的外营力种类划分v 1、水力侵蚀v 2、风力侵蚀v 3、重力侵蚀v 4、冻融侵蚀v 5、冰川侵蚀v 6、混合侵蚀v 7、化学侵蚀v 8、生物侵蚀1、水力侵蚀土壤及其母质或其它地面组成物质在降雨、径流等水体作用下，发生破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。水力侵蚀的主要形式包括： 雨滴击溅侵蚀 面蚀：层状面蚀、砂砾化面蚀、鳞片状面蚀、细沟状面蚀（深、宽均不超过20cm） 沟蚀：（1）黄土地区的侵蚀沟v 浅沟深度达1m左右，宽深比接近1。v 切沟：深度可达550m，沟宽远小于沟深，一般310m。v 冲沟：沟道横断面为“U”字型。v 河沟：沟头接近分水岭，沟道横断面为“U”字型或复“U”字型。 沟蚀：（2）土石山区的侵蚀沟v 荒沟：受基岩限制，侵蚀沟宽而浅。 山洪侵蚀 波浪侵蚀2、风力侵蚀v 风力侵蚀系指土壤颗粒或沙粒在气流冲击作用下脱离地表，被搬运和堆积的一系列过程，以及随风运行的沙粒在打击岩石表面过程中，使岩石碎屑剥离出现擦痕和蜂窝的现象。v 风力侵蚀主要表现为风蚀和风积。风蚀形式：v 吹蚀:风将地面的松散沉积物或基岩上的风化产物吹走，使地面遭到破坏。v 磨蚀：风沙流以其所含沙粒作为工具对地表物质进行冲击、磨蚀的作用。风积作用： 风沙流运行过程中，由于风力减缓或地面障碍等原因，使风沙流中沙粒发生沉降堆积时称为风积作用。经风力搬运、堆积的物质称为风积物。v 风沙流中沙粒运动的3种形式5%起沙风速v 输沙率 气流在单位时间单位宽度或面积所搬运的沙量叫做风沙流的固体流量，也称输沙率或风沙流强度（单位为g/cm min或g/cm2 min）。含沙量指某一高度的输沙量占总观测高度的输沙量的百分比v 风速对输沙量的影响3、重力侵蚀3、重力侵蚀重力侵蚀是坡面表层土石物质及中浅层基岩，由于本身所受的重力作用，失去平衡，发生位移和堆积的现象。v 泻溜（撒落）：在陡峭的山坡或沟坡上，由于冷热干湿交替变化，表层物质严重风化，造成土体表面松散和内聚力降低，形成与母岩体接触不稳定的碎屑物质，这些岩土碎屑在重力作用下时断时续地沿斜坡坡面下泻的现象。v 陷穴:在黄土地区或黄土状堆积物较深厚地区的堆土层中,地表层发生近于圆柱形土体垂直向下塌落的现象。v 崩塌：在陡峭的斜坡上，整个山体或一部分岩体、块石、土体及岩石碎屑突然向坡下崩落、翻转和滚落的现象。v 滑坡：斜坡岩体或土体在重力作用下，沿贯通剪切面向临空面下滑的现象。二、术语 土壤侵蚀：土壤或其他地面组成物质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被剥蚀、破坏、分离、搬运和沉积的过程。 水土流失：在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力遭受的破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失，又称水土损失。 土壤流失量：在溅蚀、片蚀和细沟侵蚀等作用下，一定面积土地上的土壤及其母质产生位移和径流输移的泥沙总量（t或m3） 。 土壤侵蚀量：土壤及其母质在侵蚀营力作用下，从地表处被击溅、剥蚀或崩落产生了位移的物质量（t或m3）。 产沙量：在一定时段内，在一定断面上观测到来自流域或集水区的总沙量。 输沙量在单位时间内，通过河流某断面的泥沙总量称为流域输沙量。 泥沙输移比在一定时段内，通过沟道或河流某一断面的总输沙量与该断面以上流域总侵蚀量的比值。 土壤侵蚀程度：土壤原生剖面已被侵蚀的厚度。反映土壤侵蚀总的结果和目前的发展阶段以及土壤的肥力水平。 土壤侵蚀强度：地壳表层土壤在自然营力（水力、风力、重力、冻融等）和人类活动作用下，单位面积、单位时段内被剥蚀并发生位移的土壤侵蚀量。 容许土壤流失量是指小于或等于成土速度的年土壤流失量。也就是说容许土壤流失量是不至于导致土地生产力降低而容许的年最大土壤流失量。水力侵蚀的容许土壤流失量类型区容许土壤侵蚀量（t/km2.a）西北黄土高原区东北黑土区北方土石山区南方红壤丘陵区西南土石山区1000200200500500风力侵蚀的容许土壤流失量参考值类型区容许土壤侵蚀量（t/km2.a）沿河、环湖、滨海风沙区风蚀水蚀交错区北方风沙区500100010002500第二部分 开发建设项目水土流失主要类型v 一、水力侵蚀 面蚀、沟蚀v 二、风力侵蚀 风蚀、风积v 三、重力侵蚀 崩塌、滑坡、泻溜（撒落）v 四、混合侵蚀 泥石流、泥流、水石流 前三种常见，第四种不常见，但危害严重第三部分 水土流失预测v 一、水土流失预测的新要求v 二、水土流失预测条件与影响因素分析v 三、水土流失预测范围及单元 v 四、水土流失预测时段v 五、水土流失预测内容和方法 v 六、土壤侵蚀模数的确定v 七、预测结论及综合分析一、水土流失预测的新要求v 预测基础：水土流失预测应在主体工程设计功能的基础上，根据自然条件、施工扰动特点等进行预测。不采取任何措施尊重主体设计功能。如：隧洞出渣量的流失，原来预测基础为直接弃于洞口，方法多为流弃比。现为预测将弃渣运至指定地点、但没有采取水土保持措施时的水土流失量。v 结果表示：原来强调新增水土流失量，现为在计算总量的基础上，再分析新增水土流失量。水流失。二、水土流失预测条件与影响因素分析v 1、主体工程（土建）施工进度安排 应按类型区（线型工程）、防治分区、扰动单元明确主体工程进度安排，不能以前期工作、土建、设备安装来安排进度。v 2、施工工艺与时序、生产工艺 施工工艺与时序分析的主要目的是明确扰动特点、土方开挖与回填方式、临时堆土堆放时间。生产工艺分析主要是为掌握弃渣量。v 3、土石方平衡分析 土石方平衡分析重点是掌握弃土量。v 4、气象条件 逐月降水量、逐月风速不可缺。v 5、地形、地质、土壤、植被 开发建设项目对水土流失的影响主要是因为改变了地形、地面组成物质和植被条件。在露天矿项目中应有地质条件分析。v 6、水土流失背景值 扰动前土壤侵蚀模数应根据自然条件、当地水文手册、土壤侵蚀模数等值线图、库坝工程淤积观测、相关试验研究等资料合理确定并作为水土流失预测的基础。 水土流失背景值的确定v 1） 当地同类工程的实测资料类比法；v 2） 监测小区实测资料法；v 3） 人工模拟降雨小区试验法；v 4） 水文法；v 5） 航空照片资料判别法。对特大范围的建设项目，条件许可时可用遥感资料进行判别。但应分析植被等背景条件的变化，并进行折算。u 点型工程背景值不宜分得太细。u 土壤侵蚀背景值不一定都小于容许土壤流失量。火电厂工程产生水土流失人为因素分析序号项目名称时期产生新增水土流失的人为因素施工准备期1厂区五通一平场地大开挖、平整，破坏原地表植被，裸露的土壤在风力水力的作用下，土壤水蚀、风蚀加剧2施工道路道路清基、开挖、堆填，形成路基（包括边坡）裸露带建设期1厂区土建期管沟和基坑开挖、堆土、车辆碾压、二次平整机组安装期人员活动、车辆活动扰动2施工生产区土建期人员活动、车辆活动扰动地表、砂石料堆放3水源及供水管线施工区施工期管沟开、堆土占压、回填，扰动地表，使地面裸露、破坏原地貌植被4灰场区施工期初期坝填筑，坝基清理、开挖、临时堆土、周边取土，施工扰动。运行初期灰渣堆放自然恢复期1厂区、施工生产区、供水管线施工区自然恢复期损坏土地区植被尚未完全恢复，仍将产生较原地貌高的水土流失。 运 行 期1灰场区运行期人工堆弃极易受到侵蚀的灰渣，加剧灰场边坡及平台产生水土流失。火电厂水土流失形式及分布项目建设 区水土流失类型厂 区临时堆土区风力侵蚀、水力侵蚀建（构）筑物、道路及硬化地以风力侵蚀为主，兼有轻度水力侵蚀厂区空地风力侵蚀施工及施工生活区风力侵蚀为主运灰道路路面风力侵蚀路基两侧其它占地风力侵蚀贮灰场趾堤以风力侵蚀为主，兼有水力侵蚀周边防护林风力侵蚀贮灰体边坡风力侵蚀、中、轻度水力侵蚀贮灰体平台以风力侵蚀为主，兼有轻度水力侵蚀根据主体工程进度安排，结合当地发生水蚀、风蚀的主要季节分析三、水土流失预测范围与单元v 1、预测范围为项目建设区v 2、预测单元应尽可能细化，跨越不同地貌类型区或侵蚀类型区的线型工程，应首先划分类型区，确定各类型区的项目建设区面积，再按工程功能和扰动特点进行二级分区，最后确定预测单元。 如：某公路一级分区划分为：低山丘陵区、平原区、风沙区。二级分区划分为：路基区、取土场、施工生产生活区、养护服务区；养护服务区扰动单元划分为：基础开挖区、临时堆土区、材料堆放区等。水土流失预测单元划分要求v 1）地形地貌、扰动地表的组成物质相近。v 2）扰动方式相似。v 3）土地利用现状基本相同。v 4）降水或大风特征值（降雨量、强度与降雨的年内分配等）基本一致。四、水土流失预测时段v 预测时段：开发建设项目可能产生的水土流失量应按施工准备期、施工期、自然恢复期（植被恢复期）三个时段进行预测。建设生产类项目还应对（方案服务期内）生产运行期间的弃渣量、容量进行分析 。 每个预测单元的预测时段按最不利的情况考虑，超过雨季（风季）长度的按全年计算，不超过雨季（风季）长度的按占雨季（风季）长度的比例计算。 植被恢复期预测时段根据项目所在区域的自然条件（降水量、气温等）确定。一般北方半干旱区（降雨量300400mm）确定为3年。 自然恢复期是指各单元施工扰动结束后未采取水土保持措施条件下，松散裸露面逐步趋于稳定、植被自然恢复或在干旱、沙漠地区形成结皮，土壤侵蚀强度减弱并接近原背景值所需的时间；施工扰动结束后即进入自然恢复期（水保监20088号）。/林草工程结束后，至其发挥水土保持功能尚需要一段时间，本规程称之为恢复期（SL2772002）。火电厂水土流失预测时段表预测单元施工进度建设期（年）运行期（年）施工准备期施工期植被恢复期厂区临时堆土区2005.3-2006.31建 （构）筑物、道路及硬化地2005.1-2007.83厂区空地2005.1-2007.833施工及施工生活区2005.1-2007.833运灰道路路面2007.3-2007.50.3路基两侧其它占地区0.33贮灰场 区周边绿化区2007.3-2007.70.73贮灰场趾堤0.7五、水土流失预测内容与方法v 水土流失预测内容包括：开挖扰动地表面积、损坏水土保持设施数量、弃土（石、渣）量、水土流失量、新增水土流失量、水土流失危害等。 1、扰动地表面积 通过查阅开发建设项目技术资料、利用设计图纸，分区确定扰动地表面积。要点：占地面积与性质 2、损坏水土保持设施的数量 根据各省关于水土保持设施的有关规定，通过查阅开发建设项目技术资料、利用设计图纸，结合实地查勘，对因开发建设而损坏的水土保持设施数量进行测算，用表格列出。跨旗县的项目要分旗县。要点：占地面积与类型 3、弃渣量 通过查阅项目技术资料，根据施工和生产工艺、结合土石方平衡分析确定各时段、各分区的弃渣（土、石、灰）量。4、水土流失量预测 包括各分区的总量和新增量式中：W土壤流失量，t； W新增土壤流失量，t； Fji某时段某单元的预测面积，km2； Mji某时段某单元的土壤侵蚀模数，t/km2； Tji某时段某单元的预测时间，a； i预测单元，i=1、2、3、n； j预测时段，j=1、2、3，指施工准备期、施工期和植被恢复期。l 水土流失量预测方法：类比法、经验公式法、试验观测法。 类比法应列表分析预测工程和实测工程在地形地貌和气象特征、植被类型和覆盖率、土壤、扰动地表的组成物质和坡度、坡长、侵蚀类型、弃土（石、渣）的堆积形态等水土流失主要影响因子的可比性。5、水土流失危害预测 根据项目区自然条件特点、典型水土流失危害事件、工程建设扰动和排弃特点对项目可能造成的水土流失危害进行分析与评价（不采取水土保持措施或遇不可抗力的情况下）。 定性分析水土流失危害形式、程度。 定性分析工程建设对水土资源、项目区及周边生态环境、江河防洪、公共设施安全的影响，分析导致土地沙化、退化，以及水资源供需矛盾加剧和地面下陷的可能性。六、土壤侵蚀模数的确定v 1、土壤侵蚀模数背景值可直接引用项目区“水土流失现状”中所确定的各单元数据。v 2、扰动后土壤侵蚀模数应根据工程的施工工艺和时序、扰动方式和强度、地面组成物质、汇流状况及相关试验、调查等方法综合确定。主要方法有：类比法、经验公式法、试验观测法等。u 分时段区分施工准备期、土建施工期、植被恢复期、运行期来进行预测u 分单元根据水土流失防治分区，再划分不同的施工单元，分块进行水土流失预测u 分类型现阶段，需区分水力侵蚀、风力侵蚀的预测，对冻融和重力侵蚀暂不定量预测，可在危害分析中考虑v 类比法 采用与本工程土壤侵蚀条件和施工工艺等相近的类比工程实测数据分析确定。 类比条件：地形地貌、气候类型、植被类型、土壤类型（甚至地质条件）、施工工艺等可比。列表分析。 说明类比资料来源及观测条件地形（坡度、坡长、汇流情况）、土壤（地面组成物质）、植被及盖度、观测时间、观测方法、降水量、风速、主要结论。 说明对有关参数的修正方法。v 试验观测法 鼓励通过试验、观测等方法进行水土流失预测，可在项目区设立监测小区（或径流小区）和土壤流失观测场，采用天然或人工模拟降雨试验，取得不同预测单元的土壤流失模数。水土流失量预测应注意的几个问题v （1）类比资料的代表性 一些方案中以道路边坡实测类比资料的侵蚀模数代表厂区的扰动后侵蚀模数，缺乏代表性。v （2）由沟蚀量推算总的侵蚀量 根据内蒙古水科院多年研究成果：坡面侵蚀量占总侵蚀量的30%左右，沟道侵蚀量占70%