水土保持方案报告书中的一些技术问题
周天佑
四川省水科科学研究院
依据水土保持法律法规和水利部颁发的《开发建设项目水土保持方案技术规范》,参照水利部水土保持监测中心发的水保监方案函
[2002]118号文《水土保持方案报告书技术审查要点》,针对我省近几年水土保持方案报告书编制和审查中遇到的一些实际问题,提出如下意见。
1 前言
简要说明工程概况,建设的必要性和意义,前期工作进展,方案编制和报审过程。文后附:水土保持方案工程特性表。
2 编制依据
与编制方案有直接关系的法律法规、部委规章、规范性文件与相关规定、规范标准、技术文件、技术资料、任务委托件。
3 设计水平年
①建设类项目:为工程验收后的第一年,或工程验收年。前者适用于无试运行期的项目。
②生产类项目:土建区:为验收交付使用年;
生产区:为一定生产期后的第一年。
4 防治责任范围面积
防治责任范围面积=项目建设区面积+直接影响区面积。
4·1 项目建设区面积
是指项目的征地、租地和土地使用管辖范围,通常由下列永久和临 -1-
时占地面积组成
①永久建筑物占地;
②施工临时生产、生活设施占地;
③施工道路(公路、便道)占地;
④料场(土、石、砂砾骨料等)占地;
⑤弃渣(土、石、灰、渣等)场占地;
⑥水库正常蓄水位以下的淹没面积。但应注明,上列各项占用的库区淹没面积,在合计时扣除,以免重复。
⑦扩、改建工程项目(如大坝加高加固、公路扩宽等)中原有工程的占地和土地管辖范围,但应扣除上列各项重复占用的面积。 4·2 直接影响区面积
因建设项目的不同,直接影响区面积的组成会有不同。常见的下列永久或临时占地区均属于直接影响区面积:
①移民安置区。
②道路修建对两侧的影响区。
③道路、线路、管道等专项设施迁建区。
④地下开采项目对地面的影响区;如煤矿、金属矿、隧洞、地下管线等。
⑤项目建设可能引起的滑坡、泥石流、崩塌、塌岸区域。
⑥水库周边可能引起的浸、渍区域;排洪涵洞上、下游可能引起的滞洪、冲刷区域。
4·3 占地类型
防治责任范围。要求用表格按行政区,列出各占地面积的占地类型, -2-
并说明是永久还是临时占地。
占地类型、可按以下拦目列出:水田、旱地(坡度≤5°的耕地)、梯地、坡耕地(坡度>5°耕地)、园地、林地、草地、荒草地(林草覆盖率>5%)、荒地(林草覆盖率≤5%)、宅基地、河滩地、水面、其他。 4·4 道路修建时两侧的影响区
5 扰动地表面积
扰动地表面积=防治责任范围面积—水库淹没面积中施工未占用的面积
6 水土保持防治面积
水土保持防治面积=防治责任范围面积—永久建筑物占压面积—水库淹没面积。
7 造成水土流失面积
①在施工期造成水土流失面积=扰动地表面积。这便是进行水土流失预测的面积范围。
②在永久建筑物建成后,造成水土流失面积=水土保持防治面积。这便是水土保持措施应当进行防治的面积范围。
8 水土保持设施
根据《四川省〈水土保持法〉实施办法应用解释》第19问答,水 -3-
土保持设施是指具有保持水土、涵养水源、减少地表径流、巩固土壤表层、防止土壤侵蚀的各类地表植被和工程措施以及为水土保持目的而设置的各类观察、监测、科学试验设备和场地,包括坡改梯地(田)、坡面水系工程、林草措施和试验观测、监测站(场)及其仪器和房屋设施以及各类标志物、为水土保持工作需要而建立的各种通讯、交通设施和护面、护坡工程等等。
9 损坏水土保持设施面积
损坏水土保持设施面积是指需要进行补偿的损坏和占用的水土保持设施面积。它小于或等于扰动地表面积。
具体可按四川省物价局、财政厅、水利电力厅川价字非[1995]118号文或市(州)的相关文件确定。
10 可绿化面积
是水土保持防治面积中,经过立地条件分析,可以采取植物(含林、草、复耕)措施进行防护的面积。
11 林草、复耕和工程措施面积
①林草措施面积:是植树、种草(含各种挂网、框格种草)、花卉、苗圃等的占地面积。
②复耕措施面积:是恢复为耕地的面积(耕地坡度应≤5度)。 ③工程措施面积:是为保持水土而修建的各类挡(拦)墙、护坡、排水等建筑物的占地面积。
④在某些工程措施(如挡土墙、护面墙、实体护坡)上,采用先进技术进行植树、种草、养花等绿化措施的生态、墙,为避免 ,其面积仍应按工程措施面积计算,但在计算项目防治责任范围内的林草植被 -4-
覆盖率时,可计入生态墙的防护面积,以反映实际。 12 植物措施面积
植物措施面积=林草措施面积+复耕措施面积。 13 水土保持措施防治面积
水保措施防治面积=植物措施面积+工程措施面积。14 水土保持防治面积的治理度
水保措施治理面积
治理度= ——————————— (%)
水土保持防治面积
15 植物恢复系数
植物措施面积
植物恢复系数= —————————— (%) 可绿化面积
16 林草被覆盖率
林草措施面积+生态墙防护面积 林草植被覆盖率= ————————— (%) 防治责任范围面积
17 拦渣率
实际拦渣量
拦渣率= ———————— (%) 总弃渣量
18 水土流失的控制率
采取水土保持减少的水土流失总量
控制率= —————————————————— (%) 防治责任范围面积
19 扰动土地治理率
水保措施防治面积+永久建筑物占压面积+水面面积
扰动土地治理率= —————————————————(%)
防治责任范围面积
20 水土流失预测总量
是指项目防治责任范围面积内,在未采取任何水土保持措施的前提下,通过预测手段所得到的可能造成的水土流失总量。
21 项目区允许值
项目区允许值是指项目防治责任范围面积内,每平方公里每年平均土壤容许流失量。根据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190-96)中的有关规定,四川省内各类开发建设项目的项目区允许值≤500t/(km2.a),一般可取值为500t(km2.a)。
22 弃渣量
①在开发建设项目中,弃渣是所有废弃土、石、灰、碴、糟、垃圾等物质的统称,所以弃渣量则是所有废弃土、石、灰、碴、糟等数量的统称数量。
②开发建设项目中,弃渣是松散的堆积体,所以弃渣量是按松方计算的方量或重量。
③在开发建设项目土建工程中,弃渣量是由石方平衡分析中计算出来的,分析中一定要注意土石方虚实关系,参见下表。
土石方虚实系数
注:此表摘自“四川省水利水电建筑工程预算定额(试行)”,
19xx年10月,四川省水利电力厅印发。
④导流围堰的折除量,一般情况下均计入弃渣量。
23 弃渣场的种类
23.1 弃渣场的种类
从弃渣场的位置,大体上可分为两大类:
①非河谷类渣场:弃渣场位于河谷区域内,它的特点是弃渣体的水土流失或失事后会直接进入河道,威胁或危害河流生态环境及沿河建筑物和城乡人民生命财产的安全。这类渣场常见于山地、丘陵区的开发建设项目中。
②非河谷类渣场:弃渣场位于河谷区域外,它的特点是弃渣体的水土流失或塌垮仅对渣场周边地区造成一定影响。这类渣场常见于平原或平坝区的开发建设项目中。
23.2 河谷类渣场的类型
按弃渣场在河谷中与河流相对位置的不同,可分为:
Ⅰ 拦沟型渣场:弃渣直接堆积在溪沟的沟道上。其挡渣建筑物称为挡(拦)渣坝,坝上游形成弃渣库,坝上游的洪水由专设的溢洪道或 -7-
排洪设施排至下游。
Ⅱ 临河型渣场:弃渣堆积在河床或沟道的两岸。特点是渣底堆积高程低于河(沟)中防护渣体的设计洪水位,其挡渣建筑物称为挡(拦)渣堤。
Ⅲ 谷坡型渣场:弃渣堆积在河流或沟道两侧较高的坡(台)地上。特点渣底堆积高程高于河(沟)中防护渣体的设计洪水位,其挡渣建筑物称为挡(拦)渣墙。
Ⅳ 水库型渣场:弃渣堆积在水库中。按弃渣堆积高程与水库正常蓄水位和水库冲沙泄洪闸(洞)的进口底槛高程(简称:冲沙最低水位,或日不产生水土流失的死水位)相对位置的关系,又可分为库面型、库中型和库底型三种渣场。
Ⅳ—1 库面型渣场:弃渣堆积体顶部高于正常蓄水位,底部低于正常蓄水位。
Ⅳ—2 库中型渣场:弃渣堆积体顶部低于正常蓄水位,底部高于或低于冲沙最低水位。
Ⅳ—3 库底型渣场:弃渣堆积体顶部低于冲沙最低水位。 23.3 河谷类弃渣场的性质与存在条件
《中华人民共和国水土保持法》第十八条明确规定“不得向江河、湖泊、水库和专门存放地以外的沟渠倾倒”弃渣,并在第十九条中明确指出“水土保持方案应当按照本法第十八条的规定制定”。
所以河谷类弃渣场,尤其是临河型和水库型渣场的存在必须满足以下两个基本条件。
(1)弃渣体不允许流失进入河道。因此,弃渣场的拦挡、防护、 -8-
排水等设施,都必须是永久性建筑物,且具有安全、稳定、可靠的性能。
(2)弃渣体不能影响河道行洪。因此,必须进行渣场对河道行洪和河流水势影响的分析论证,并向河道主管部门申报,取得审批意见。
对临河型和水库型渣场,在满足以上两个基本条件基本上,尚应选择具有同等容量的其它类型的渣场进行技术经济比较,论证选用临河型或水库型渣场的被迫性和技术经济的可行性。
附:《中华人民共和国水土保持法》中的两条法律:
第十八条 修建铁路、公路和水工程,应当尽量减少破坏植被,废弃的砂、石、土必须运至从容不迫专门存放地堆放,不得向江河、湖泊、水库和专门存放地以外的沟渠倾倒;在铁路、公路两侧地界以内的山坡地,必须修建护坡或采取其他土地整治措施;工程竣工后,取土场、开挖面和废弃的砂、石、土存放地的裸露土地,必须植树种草,防治水土流失。
开办矿山企业、电力企业和其他大中型工业企业,排弃的剥离表土、矸石、尾矿、废渣等必须堆放在规定的专门存放地,不得向江 河、湖泊、水库和专门存放地以外沟渠倾倒;因采矿和建设使植被受到破坏的,必须采取措施恢复土层和植被,防治水土流失。
第十九条 在山区、丘陵区、风沙区修建铁路、公路、水工程,开办矿山企业、电力企业和其他大中型工业企业,在建设项目环境影响报告书中,必须有水行政主管部门同意的水土保持方案。水土保持方案应当按照本法第十八条的规定制定。
在山区、丘陵区、风沙区依照矿产资源法的规定珍办乡镇集体矿山企业和个体申请采矿,必须持有县级以上地方人民政府水行政主管 -9-
部门同意的水土保持方案,方可申请办理采矿批准手续。
建设项目中的水土保持设施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。建设工程竣工验收时,应当同时验收水土保持设施,并有水行政主管部门参加。
23.4 临河型、水库型渣场的等级和防洪标准
临河型和水库型渣场可根据其项目工程的等别或渣场的规模分为3个等级,各等极的防洪标准见下表:
临河型渣场、水库型渣场的等级和防洪标准
①当弃渣体一旦失事,对下游工程建筑物、交通运输设施或城镇会造成严重灾害,或对河道造成严重淤积阻塞的,表中设计洪水应采用上限。
②库底型渣场的设计洪水可采用项目工程的施工洪水标准。 23.5 拦沟(沟道)型渣场的等级和防洪标准
按《开发建设项目水土保持方案技术规范》(SL204-98)中第6.2节的规定执行(对不同类型的项目工程,可参考主体工程沟道处理标准及行业标准)。 24 行洪论证
24.1 临河型渣场,主要论证其对河道行洪和河流水势(河床演变)的影响。
24.2 水库型渣场,主要论证其:
①对水库功能(如发电、灌溉、防洪等的调节能力)和水库寿命的影响;
②泄洪、冲沙、泄空时对渣体流失的影响;
③库内弃渣流失对工程和河道的影响;
④建设期对河道行洪的影响。
25 挡(拦)渣堤
25.1 临河(沟)渣场和水库渣场的挡(拦)渣堤,同时具有防洪与拦渣两种功能,其设计应同时满足二者的需要。
25.2 挡(拦)渣堤的级别与防洪标准,按其所在渣场的级别与防洪标准确定,见23.4条。
25.3 挡(拦)渣堤及其基础处理,必须按永久性水工建筑物进行设计,不允许采用干砌块片石或钢筋块(卵)石笼等临时性设施建造。 25.4 挡渣堤的顶部高程
挡渣堤的顶部高程,不应低于设计洪水位+安全加高;挡渣堤顶以上渣体工程护坡的顶部高程,不应低于校核洪水位;库中渣场,挡渣堤以外的渣体裸露面,均应进行工程防护。
挡渣堤的安全加高,可按下表选用:
挡渣堤的安全加高
25.6 挡渣堤必须对抗滑、抗倾覆、地基承载力进行稳定分析。其安全系数可分别采用1.3、1.5、1.2。[见规范(SL204-98)3.3.3条] 25.7 挡渣堤的基础必须满足抗冲刷稳定的要求。
25.8 挡渣堤后弃渣体的边坡应进行抗滑稳定验算。对1、2、3级渣场,渣体边坡的抗滑稳定安全系数可分别采用1.25、1.20、1.15。[见参(SL204-98)表6.5.1-2]
25.9 为拦挡在堆渣过程中沿渣体坡面滚下来的弃渣,宜在挡渣堤(墙)顶面设置0.5~1.0米高的子堤。
26 水土流失量的预测方法
推荐使用类比法。用表格或文字说明类比工程的可比性,实测类比工程产生的流失量(用断面法、体积法测算),确定加速侵蚀系数A和流弃比B。
注1:鼓励实验观测。如进行人工模拟降雨实验、设置断面进行雨后观测,取得有关参数。
注2:用土壤侵蚀分类分级标准套表格计算侵蚀量是不合理的。 注3:使用通用土壤流失方程式(A=R×K×L×S×C×P),必须具备相应的试验资料。
26.1 计算公式
①水土流失W;一般是由扰动地表面积上的流失量W1和弃渣流失W2两部分组成。但在有施工导流围堰的项目中,还应加上围堰的流失量W3。即:
W=W1+W2+W3 (T)
显然,在没有围堰的项目中W3=0
②扰动地表流失量W1:采用加速侵蚀系数法,即
W1=ε(F×M×A×T) (t)
式中:M是扰动地表面F(Km2)上原地貌条件的侵蚀模数(t/km2·a);A是该面积F在预测时段T(a)内的加速侵蚀系数。
A值>1,与开挖、扰动、破坏地表的具体情况有关,在无实测或试验资料的情况下,可用类比法参考确定。
A=1时,上式计算出的W1=原地貌的水土流失量W0。
③弃渣流失量W2:采用流弃比法,即
W2=ε(V×R×B) (t)
式中:V是弃渣堆积体的体积(m3);
R是弃渣堆积体的容量(t/m3);
B是流弃比、即在不采取任何防护措施下,弃渣体自然流失
至自然稳定状态时可能产生的弃渣流失总量与弃渣体总量的比值。
B值≤1,与弃渣体所处的位置、地形、地貌条件;当地水文、气象因素和弃渣体的级配组成,形状等有关。在无实测或试验资料的情况下,可用类比法参考确定。
④围堰流失量W3:
W3=围堰填筑量—围堰拆除量。
26.2 预测中应注意的几个问题
①扰动地表流失量:必须分项目区进行预测。并按各项目区的具体施工时间确定各自的预测时段。在预测时段内的不同期间,加速侵蚀系数A可以不同,但A应≥1,不能<1。
②弃渣流失量;必须分弃渣场进行预测。并按各渣场弃渣来源的具 -13-
体施工确定各渣场每年的堆渣量。在渣场的流弃双值确定后,可以与每年的弃渣量直计出其流失量;也可以按弃渣体流失趋于稳定的年限,将流比值合理分配在流失年限的各年中,然后对每年的弃渣量按流失年限与分配的流弃比值逐年计出流失量。注意:当渣场渣体流失年限与流弃比的分配值确定后,无论一年的弃渣,都必须计出流失年限各年的弃渣流失量。
③当围堰作为坝体一部分保留下来时,没有流失量。26.3 加速侵蚀系数A取值案例:
现摘选我省几个项目的实例,仅供参考。
①会东新华水库工程水土保初步设计报告水土流失量预测的一段叙述是:工程地区现有水土流失类型主要为不力侵蚀,在土表面被挖掘破坏以后,裸露地表受侵蚀性增大,侵蚀模数可能较原地表增加5~15倍。参照邻近地区二滩电站的资料,经类比本工程区各类地表具不同侵蚀模数分析,施工期加速侵蚀系数分别为原侵蚀模数的7~10倍。分别见下表:
②泸州市城区河段防洪一期工程水保方案的加速侵蚀系数表:
③国道213线沐川至机关报市镇段二级公路水土保持方案报告书中提出:经调查研究确定公路沿线水土流失加速侵蚀系数见下表:
④平昌县双滩(剪刀垭)水电站责任区加速侵蚀系数表:
26.4 弃渣体流弃比B取值实例:
下面选摘几个基建项目实例的
B值,仅供参考。
① 五粮液厂“九五”技改项目(初步设计阶段)。
水土流失预测时段为7年,其中工程建设期4年,生产运行期3年。 ⑴ 建设期弃土、弃石总量10万m,平均每年2.5万m,主要沿江边及沟边倾倒堆积。弃土为冲积土和紫色土,砂粒(粒径0.05~2mm)占
3
3
40%~50%,粘粒(粒径小于0.05mm) 占50%~60%;弃石粒径2~1000 mm,其中100~300 mm占50%以上。流弃比(B)采用0.3,其中第一年0.12,第二年0.08,第三年0.05,第四年0.03,第五年0.02。计出的流失量为4.14万吨。
⑵ 生产中以酒糟为主的弃渣量共99.18万吨,其中建设期的后两年平均每年10.44万吨,生产期的三年中平均每年26.1万吨。亦为沿江边及沟边倾倒堆积。流弃比(B)为0.4,其中第一年0.16,第二年0.12,第三年0.07,第四年0.03,第五年0.02,计出的流失量为28.76万吨。
② 省道106线公路洪雅至仁寿段改建项目(初步设计阶段)。
水土流失预测时段为7年,其中工程建设期4年,生产运行期3年。 工程建设期废弃土、石渣量共149.76万 m3,平均每年37.44万m3,分散堆放于沿线两侧附近的46处冲沟低洼地带渣场中。弃土主要为冲积土和紫色土,砂粒占45%~52%,粘粒占55%~48%;弃石粒经0.05~1200 mm以上。流弃比(B)为0.3,其中第一年0.13,第二年0.09,第三年0.05,第四年0.03。计算出的流失量为62.9万吨。
③ 地方铁路金沙湾至筠连线建设项目(初步设计阶段)。
水土流失预测时段为工程建设期平均2年。
⑴ 铁路路基、站场、隧道工程弃渣量为134.03万m3,折201万吨(按容量1.5吨/ m3计),分散放在沿线53处山坡、沟边或低洼地带的碴场中。在没有任何水土保持措施状况下,按水文分析法估算,水土流失总量占弃方量的40%~50%(即流弃比B=0.4~0.5),弃渣可能产生的流失量为80.4万~100.5万吨。
⑵ 跨河桥梁墩台基础开挖、草袋围堰,其弃渣就近堆放在河道或 -16-
河滩上,若不及时清运,则可能全部被水流冲刷,即流失量为弃渣量的100%(流弃比B=1),总量为13.43万吨。
④ 北方某天然气输气管道工程,采用管道沟埋敷设方式,管线所经区域的地貌类型由土石山地、黄土盆地、丘陵和山前洪积川滩地逐步过渡为平原,地形由剧烈起伏为平缓开阔。山区植被覆盖率60%左右。年降水量500mm左右,年均气温7°C~10°C。
管线施工通过山区、河道,弃渣弃土均分散堆置在坡面、河岸、河滩上,极易被水流冲刷,其弃渣(土)的流失率(%)分段采用如下表:
26.5 新增加的水土流失量WC
WC=W-WO
式中 W为水土流失量;
WO 为原地貌条件下的水土流失量即:
WO=∑(F×M×T) (t)
27 水土流失预测时段
① 一次性建设项目;预测时段一般是基本建设期和运行期的前几年。但具体的起始时间,应按土建工程最早开工的那一年,如三通一平开始年作为予测时段起始年;终止时间一要考虑植物措施的迟效性(运行期前1~2年),二要考虑弃渣流失趋于稳定的年限(一般3~5年),按建设期最后弃渣年开始应有3~5年,这两项要求相比较,以需要运行期年限长的年作为预测时段的终止年。
② 长期生产建设项目:预测时段可分为基本建设期和生产运行期两个阶段,重点预测水土保持服务年限以内的情况。
28 水土保持投资
水土保持总投资=主体工程已列投资+水保方案新增的投资。 式中:主体工程已列投资,是指主要功能为水土保持项目内容的工程投资(如项目区绿化措施,开挖边坡防护,地表排水,施工道路两侧防护,料场、渣场、灰场防护等)。
以主体工程的安全和需要为主,但具有一定水土保持功能的工程措施(如坝、堤、路基边坡的工程防护、地面或路面的硬化等),只叙述, 并进行评价,其投资不应纳入水土保持的总投资中。
29 水土保持三区(水土流失重点监督区、重点预防保护区、重点治理区)的填写;当项目区的防治责任范围在一个县(市、区)境内的,按该县(市、区)的公告填定;跨县(市、区),但在一个市(地、州)境内的,按该市(地、州)的公告填写;跨市(地、州)的,但在省内的,按省的公告填写;跨省的则按主体工程所在省的公告填写,但应注明另一省的公告内容。
30 损坏水土保持设施补偿费的标准:当损坏的水土保持设施在一个县(市、区)内时,按该县(市、区)的标准执行;跨县(市、区),但在一个市(州)范围内时,按该市(州)的标准执行;跨市(州),但在省内的,按省的标准执行;跨省(市)的,应划清范围,分别按各省(市)的标准执行。
31 县以上水土保持监督管理机构对项目防治责任范围的确认函,应包括三项内容:A 防治责任范围面积;B 损坏水土保持设施的数量;C 损 -18-
坏水土保持设施的补偿标准。
32 在主体工程中已列入某些以水土保持功能为主的项目投资(如绿化、复耕、植物防护等),但其设计方案并未进行。因此,在编制水保方案时,应按水保规范要求作出其设计方案并复核其投资,超出主体工程已列投资的部分可列入水土保持方案新增的投资中。
33 在临河型、库面、库中型渣场,宜设置监测点位,并在建设期和运行期的雨季(汛期)进行不间断监测。
34 在项目前期进行“三通一平”工程时,如有弃渣,其渣场挡(拦)渣、排水等设施的施工,应同时进行,并在水土保持措施实施进度表中反映。
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