黑河市城区防洪工程建设与运营期水土流失环境影响评价

牛保国

(黑河市水务局,黑龙江 黑河 164300)

1 概 况

黑河市城区防洪工程于 1998年 9月开工,至 2002年 9月完成扶臂式挡土墙5 345m,工程量 72.18万 m3,完成投资5 758.85万元,完成工程已投入使用。黑河市城区防洪工程工程全长16.20 km(剩余未完部分长10.85 km),总工程量为198.25万m3,总投资为11 223.27万元。剩余未完工程变更后总工程量为126.07万 m3,其中土方 125.84万m3,砂石方1 096m3,混凝土1 206m3。总投资5 464.42万元。

施工期及营运期的水土流失防治是工程建设的一项重要问题,必须予以重视和妥善解决。以下将从施工期水土流失防治、环境影响预测与评价、生态环境影响分析和运营期环境影响分析等方面对黑河市城区防洪工程与环境的关系进行分析和探讨。

2 环境影响预测与评价

2.1 水土流失影响分析

黑河市城区属于寒温带大陆性季风气候,夏季湿热多雨,区域内历年平均降水量523.4mm,降水多集中在夏季,汛期(6～9月份)降水占全年降水量的 70%以上。堤防工程建设离不开土石方作业,因施工取土改变了取土料场局部的地形地貌,破坏了地表植被,使表土层抗蚀能力减弱,极易产生水土流失。堤身填筑一般为黏土、壤土料,在雨季不可避免的产生一定程度的水土流失。黑河市城区防洪工程未完成工程施工期 9个月,动用大量土石方,这将不利于改善工程沿线区域由于自然及人为因素等业已存在的水土流失状况。

2.2 水土流失产生原因

开挖面及松散堆积体在降水的击溅、冲刷作用下,产生水力侵蚀。首先,在表面发生击溅、层状、鳞片状面蚀。然后,面上径流随微地形进行汇流产生沟蚀,随着降雨次数和雨强的增加,表面平均侵蚀厚度不断增加,坡面侵蚀沟发育频数增加,侵蚀沟不断加宽、加深、加长,侵蚀量逐渐增大。在产生水力侵蚀的过程中,坡面分散的地表径流经过淋洗作用挟带走大量黏土、粉土等细小颗粒,使堆积物和堆积体在径流和自重的作用下,物质组成沿边坡向下滚动泻溜至坡脚形成泻溜。

因此开挖面和松散堆积物产生的侵蚀类型有水力侵蚀和重力侵蚀两种形式,水力侵蚀表现为击溅、层状、鳞片状、砾石化面试及细沟侵蚀,重力侵蚀形式变现为泻溜、滑坡、滑塌。

2.3 水土流失时段划分

工程水土流失可分为工程建设期(包括施工准备期)和植被自然恢复期两个时段。工程建设期指工程施工准备开始到工程竣工。这一时段内,由于施工前要清基;施工期间,要开挖基础、运输建筑材料等,严重损坏原地貌、土壤植被及水土保持设施,导致土壤结构破坏,林草、农田毁坏,降低表层土壤的抗蚀性,造成严重的水土流失;填筑的防洪堤主堤、边坡由于地面裸露,土体松散,易产生面蚀和细沟侵蚀。

植被自然恢复期指工程施工结束到地表植被在自然状况下恢复到工程实施前的水平这一时段。在植被自然恢复期,开挖扰动地表、占压土地和损坏林草植被的施工活动基本停止,因施工活动可能产生水土流失的各种因素在主体工程施工结束后逐渐消失,并且随着时间的推移地表自然修复功能日益得到发挥,生态环境将逐步得到恢复和改善,水土流失量逐渐减少直至达到新的稳定状态。但考虑到运营初期各项措施的水土保持功能还未完全发挥作用,也可能造成一定程度的水土流失。

根据主体工程施工总进度,确定该工程工程建设期为 9个月,运行期(植被恢复期)为2 a。水土流失预测单元划分及预测时段划分情况见表1。

2.4 水土流失预测

2.4.1 水土流失预测内容

根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》(SL204-98)规定,本项目水土流失预测内容如下:

①原地貌损害、破坏植被情况的预测;②损坏水土保持设施的预测;③弃土、弃渣量的预测;④可能造成水土流失量的预测;⑤可能造成水土流失危害的预测。

表1 水土流失预测单元划分及预测时段划分表

2.4.2 水土流失预测方法

2.4.2.1 对原地貌、土壤、植被破坏情况的统计方法

通过分析主体工程的设计资料,结合现场勘察,对施工中开挖、占压土地、破坏林草植被的种类、数量、程度及面积分别进行统计测算。

2.4.2.2 损坏水土保持设施面积的统计方法

工程建设过程中将要损坏一定数量的水土保持设施。损坏的水土保持设施主要是原地貌和林草植被。根据工程设计资料,结合现场调查进行统计。

2.4.2.3 造成水土流失量的预测

预测模式:

1)扰动前原生水土流失量(水土流失量背景值)的预测公式

式中:W0为水土流失量背景值t;M0为原地貌侵蚀模数,t/km2◦a;Fi为扰动的地表面积,km2;Ti为预测时段,a。

2)工程建设扰动地表造成的水土流失量预测公式

式中:W1为建设期扰动地表流失量,t;M1为扰动后地貌侵蚀模数,t/km2◦a;Fi为扰动的地表面积,km2;Ti为预测时段,a。

3)工程建设造成的新增水土流失总量

2.4.2.4 可能造成的水土流失危害预测方法

分析工程建设造成的对原生地貌的破坏、弃土和弃渣的堆积等实际情况,结合工程的设计资料,分析工程建设可能造成的水土流失危害。

2.4.3 水土流失预测结果

2.4.3.1 原地貌、土壤、植被破坏情况的预测结果

本工程占地面积为工程的永久性和临时性占地面积的总和,即为原地貌、土壤、植被破坏面积。根据工程设计资料进行统计,黑河市城区防洪工程未建工程原地貌、土壤、植被破坏面积为1.92 1km2。

2.4.3.2 损坏水土保持设施预测结果

根据调查,项目区具有水土保持功能的设施只有自然状态下形成的植被和地表,无人工建设的水土保持设施,共计为1.771 km2,其中耕地0.21 km2、草地0.21 km2,行政区划属于黑河市爱辉区。

2.4.3.3 水土流失的预测结果

1)原生土壤原生土壤侵蚀模数的确定

工程扰动范围的背景水土流失强度,根据爱辉区水土保持部门的统计及地方水利部门提供的资料综合分析,确定原地貌土壤侵蚀模数。项目区土壤侵蚀模数为586.27 t/km2◦ a。

2)扰动后土壤侵蚀模数的确定

区域内水土保持监测实测数据和观测资料很少,没有能类比的工程。由于本工程以水力侵蚀为主,伴随有局部的重力侵蚀,根据相关资料可知,项目建设期扰动后土壤侵蚀模数为原生侵蚀模数可增加 6～8倍,项目区扰动后土壤侵蚀模数介于3 517.62～4 690.16 t/km2◦a,植被自然恢复期扰动后土壤侵蚀模数为原生侵蚀模数的 3～5倍,项目区扰动后土壤侵蚀模数介于1 758.81～2 931.35 t/km2◦a。

对项目区各类水土流失因子进行分析,确定工程建设期工程区扰动后土壤侵蚀模数在4 000 t/km2◦a左右;植被自然恢复期工程区扰动后土壤侵蚀模数在2 000 t/km2◦a左右。

3)水土流失量预测结果

根据扰动前后的土壤侵蚀模数及预测时段、单元、预测模式,计算黑河市城区防洪工程水土流失量,具体见表2、表3。

由表2可知,黑河市城区防洪工程未建工程项目区扰动前产生的水土流失背景值为2 837.53 t。

表2 扰动前建设期、运行期水土流失量预测表

由表3可知,黑河市城区防洪工程未建工程新造成水土流失总量为11 836 t,其中项目建设期产生的水土流失总量为4 752 t,运行期产生的水土流失总量为7 084 t。

表3 扰动后建设期、运行期水土流失量预测表

根据水土流失量的预测计算,黑河市城区防洪工程未建工程项目区造成新增水土流失量为8 998.47 t,其中项目建设期产生的新增水土流失量为3 955.85 t,运行期产生的新增水土流失量为5 042.62 t。

工程建设取土采用集中取土方式,以减少分散取土造成的地表裸漏面积的增大,减少水土流失面积;减少施工便道的长度和不必要的土地占用及植被破坏;取土场开采后及时清理、平整,复垦,或植树造林、植草绿化后,造成水土流失现象影响较小。

3 生态环境影响分析

3.1 土地利用影响

已建的城区护岸工程不新征土地,是在原有基础上进行扶臂式挡土墙的建设。黑河市城区防洪工程未完成工程实际占用土地类型及数量见表4。

表4 未完成防洪工程占用土地情况一览表

防洪工程新增占地占周围地区土地总量的 0.67%,因此,与总量相比工程占地是很小。占用耕地为永久性占地,被占用的耕地将永远丧失原有功能,这无疑会对现有农业生产带来一定的影响。

此外,在施工过程中,将造成少量土地表层及其植被破坏,表层耕作层被污染或丧失,性质变化,保水保肥性下降等。

3.2 植物和动物影响评价

3.2.1 植物影响分析

5+345～9+365段伐护堤林1 775棵,11+672～14+497段伐护堤林 374棵,合计伐树2 149棵。由于工程沿线人类活动频繁,野生植物数量不多,主要为人工护堤林,主要为杨树等,伐树后将会造成堤防水土流失现象加剧。由于施工期较短,施工结束后对堤防进行绿化恢复,可减轻水土流失现象。

3.2.2 区域植被的影响分析

工程周围植被最大变化发生在施工过程,首先是征用土地,破坏绿色植被。其次在施工过程中,堤坝两侧50m范围内的植被将遭受施工人员和施工机械的破坏。取土场表层植被破坏主要是取土、施工机械、运输车辆的碾压和施工人员活动的破坏。一般来说,这种破坏是毁灭性的,取土场应根据取土后土地的利用规划,进行植被补偿及恢复;施工区域的植被当外界破坏因素完全停止后将向着受破坏之前的类型恢复,恢复和演替的速度决定于外界因素作用的程度和持续时间长短,一般是工程竣工后 2～3a植被可基本恢复。

3.2.3 水生生物影响分析

工程实施后,东四嘉子闸及堤防路线对水利条件改变不大,对河流河道、水文、水质及水生生物生态基本无影响。

4 运营期环境影响分析

4.1 社会环境影响分析

黑河市城区防洪工程在提高黑河市抗洪能力、减少洪灾损失、改善投资环境、美化城市等方面具有重要的社会意义。

4.2 对城市排涝、抗洪的影响

黑河市城区防洪工程修建完工后,可使黑河城区的防洪工程形成一个闭合圈,使整个工程形成完整的防洪体系,将原不足防御20a一遇洪水的防洪标准提高到防御50 a一遇的洪水;设置强排站,将内水标准提高至20 a一遇。这样就能满足黑河市城区的防洪要求,保证沿江工厂的正常生产和沿江居民的生命财产的安全。

4.3 对社会经济的影响

该工程完工后将增加保护耕地的面积,将黑龙江大桥桥头区9.98 km2面积的得到有效利用;避免了堤线与黑河城区至长发屯村公路两次交叉;改善经济合作区的投资环境;促进经济的快速、持续发展,改善城区社会环境。为黑河市的经济发展,社会的稳定起到巨大的作用。

4.4 工程建设景观影响分析

原城区护岸建于 1963年,岸顶塌陷,岸顶人行道砌块破碎,干砌石护坡脱落破坏严重。原城区防浪墙防洪标准低,抗洪能力差,多处出现裂缝。对黑河城区防洪构成巨大威胁,同时影响城市的景观。

黑河市城区段堤防建成后,提高了市区的防洪标准。采用立壁式混凝土挡土墙,岸顶建成沿江黑龙江公园,由广场、喷泉、花圃、草坪、雕塑等构成,改变了原来的脏乱差的环境,大大美化了城市环境,提高了黑河知名度,极大提高了市民的生活质量。提高了绿化率。城区护岸工程绿化面积54.5 hm2。主要绿色植物:云杉、樟松、落叶松、柳树、银中杨、柳树、丁香、桃红、黄菠萝、黄槐、玫瑰等。沿江公园主要为黑龙江公园、王肃公园。

黑河市城区护岸采取工程措施与生态措施相结合方式,增加绿地,为居民提供较好的休闲娱乐场地,改善了城市的景观环境。建成美观的带状景观线,为现代化城市生活创造轻松、舒适的环境,为市民和游客提供旅游观光、休闲健身的好场所,有利于市民的健康和生活。