砂石场水土保持方案防治目标及防治措施布设.docx

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砂石场水土保持方案防治目标及防治措施布设

砂石场水土保持方案防治目标及防治措施布设

1.1水土流失防治目标

（1）定性目标：

①、使项目建设区内原有水土流失得到基本治理；②、使项目建设区内新增水土流失得到有效控制，如果造成了直接影响区的水土流失，对其进行一同治理；③、防治责任范围内的生态得到最大限度的保护，环境明显改善；④、水土保持设施安全有效，建设的水土保持设施要能够保证其长期稳定地安全运行，发挥水土保持功能。

（2）定量目标：

根据《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果的通知》（水利部办公厅，办水保[2013]188号）以及《关于印发贵州省水土流失重点预防区和重点治理区划分成果的通知》（黔水保[2015]82号），项目所在地属国家级水土流失重点治理区——乌江中下游国家级水土流失重点治理区。

考虑本工程和基准值的地区差异，依据《开发建设项目水土流失防治标准》的相关规定，对基准值作如下调整：

项目区原地表土壤侵蚀模数为1993t/（km2.a），属轻度侵蚀为主的区域，本项目水土流失防治目标土壤流失控制比指标值作适当的调整。

结合本项目的实际，土壤流失控制比向上调整为1.0。

项目区多年平均降水量为1121.5mm，超过800mm。

水土流失总治理度、林草覆盖率、林草植被恢复率绝对值增加2。

调整结果见表8-1。

防治目标为见下表8-1。

表8-1项目区水土流失防治目标

防治指标

标准规定

按降水量修正

按土壤侵蚀强度修正

按地形修正

采用标准

时段

施

工

期

试

运

行

期

生

产

运

行

期

施工

期

试

运

行

期

生

产

运

行

期

施

工

期

试

运

行

期

生

产

运

行

期

施

工

期

试

运

行

期

生

产

运

行

期

施工

期

试

运

行

期

生

产

运

行

期

扰动土地

整治率（%）

﹡

95

＞95

—

—

—

—

—

—

—

—

—

﹡

95

＞95

水土流失

总治理度（%）

﹡

90

＞90

—

+2

+2

—

—

—

—

—

—

﹡

92

＞92

土壤流

失控制比

0.7

0.8

0.7

—

—

+0.2

—

—

—

—

—

—

0.7

0.8

1

拦渣率（%）

95

98

98

—

—

—

—

—

—

—

—

—

95

98

98

林草植被

恢复率（%）

﹡

97

97

—

+2

+2

—

—

—

—

—

—

﹡

99

99

林草

覆盖率（%）

﹡

25

＞25

—

+2

+2

—

—

—

—

—

—

﹡

27

＞27

注：

“*”表示指示值应根据批准的水土保持方案措施实施进度，通过动态监测获得，并作为竣工验收的依据之一。

本项目到方案设计水平年时的目标值为试运行期目标值，届时方案确定的各项防治措施均布设到位，能稳定存续、发挥或初步发挥水土保持功能，达到方案确定的防治目标：

土壤流失控制比1.0，拦渣率98％，扰动土地整治率95％，水土流失总治理度92％，林草植被恢复率99%，林草覆盖率27%，满足水土保持设施专项验收要求。

1.2防治措施布设原则

（1）因地制宜、除害兴利和综合治理原则

针对项目工程特征和工程水土流失特点，因地制宜、合理配置水土保持措施，防治水土流失。

在布设水土保持措施时，应先采取临时性水土保持措施，防止项目建设过程中的水土流失，建成一套完整的水土流失防治体系。

（2）生态优先原则

项目工程水土保持措施除布设工程措施以外，同时采取植物措施，并与周边的生态环境相协调。

项目建设对环境产生的种种破坏，应积极采取相应措施促使环境的迅速恢复。

（3）安全、经济与整体性原则

水土保持措施的布设要以防治工程水土流失为主，以保护主体工程安全、稳定为目标，全面考虑生态环境建设、防洪安全及项目建设等，构筑成一个整体的综合防治系统。

1.3防治措施总体布局和措施体系

1.3.1防治措施体系

根据本项目特点和防治措施布局原则，提出具体对策和措施，水土保持防治措施体系由工业场地、露天开采区、堆土场和附属系统区4大防治区构成。

防治体系由工程措施、植物措施、临时措施组成。

防治措施体系详见图8-1。

图8-1水土流失防治措施体系框图

表8-2项目工程水土流失分区防治措施体系表

分区

治理措施

一级

二级

工程措施

植物措施

临时措施

工业场地

排水沟、沉沙池

——

——

露天开采区

截水沟、沉沙池、覆土

种树种草

土袋拦挡、临时排水沟、临时沉沙池

堆土场

挡土墙、截水沟、沉沙池

种树种草

临时覆盖

附属

系统

供电系统

——

撒播草籽

——

给排水系统

——

撒播草籽

——

1.3.2水土流失治理措施总体布局

针对项目建设过程中新增水土流失特征，在综合分析评价主体工程设计的水土保持工程项目的基础上，水土保持防治措施体系以工业场地、露天开采区、堆土场和附属系统作为防治的重点区域，建立以水土保持工程措施和植物措施相结合的生态恢复体系，最大限度地减少水土流失量。

1、工业场地

（1）排水工程：

工业场地上游的集水面积较大，本方案设计沿工业场地内道路修筑一条排水沟对工业场地上游来水进行排放，排水沟长140m，在排水沟末端布置沉沙池1口。

2、露天开采区

（1）排水工程：

露天开采区上游的集水面积较大，本方案设计沿露天开采区修筑一条截水沟对上游来水进行截水，布置截水沟440m。

在截水沟末端布置沉沙池2口。

（2）表土剥离：

在露天开采区还未开采区域设计表土剥离4500m3；

（3）植物措施：

方案设计在方案服务期末对露天开采区进行布置植物措施，种植刺槐1200株，种植爬山虎800株，撒播尾状羊茅1.9hm2。

（4）临时工程：

开采过程中实施土袋拦挡100m、临时排水沟100m、沉沙池2口。

3、堆土场

（1）支挡防护工程：

本方案设计堆土场下游布置挡土墙一条，长50m。

（2）排水工程：

沿着堆土场布置排水沟1条，长170m，在排水沟末端布置沉沙池1口。

（4）植物措施：

在方案服务期末对堆土场进行撒播草籽0.17hm2。

（5）临时工程：

为保护表土不被流失，在该区布置临时覆盖1700m2。

4、附属系统

施工结束后，供电系统建设形成裸露区域撒播草籽0.01hm2；给排水系统建设形成裸露区域撒播草籽0.01hm2。

1.4分区防治措施设计

1.4.1工业场地防治措施设计

（1）排水沟设计

本方案设计沿工业场地内修筑一条排水沟对工业场地上游来水进行排放，排水沟长140m。

1）防洪标准

防洪标准为:

设计洪水标准10年，校核洪水标准20年。

经查《贵州省暴雨洪水计算实用手册》，取用《贵州省年最大1小时点雨量均值等值线图》、《贵州省年最大1小时点雨量Cv值等值线图》，得项目区的最大一小时平均点雨量为42mm，Cv=0.40，Cs=3.5Cv，取P=10%，查《皮尔逊III型频率曲线的模比系数Kp值表》得K10％=1.535，K5％=1.775，由此计算得10年一遇最大1小时降水量为64.47mm，20年一遇最大一小时降水量为74.55mm；

①洪峰流量

采用公式：

Qp=0.278KIF

Qp—洪峰流量；

k—径流系数，取0.80；

I—1小时的降雨强度；

F—山坡集水面积（km2）。

经计算得，排水沟设计洪峰流量见表8-3。

表8-3工业场地区排水沟校核洪峰流量表

排水沟名称

集雨面积（km2）

校核洪峰流量（m3/s）

防洪标准

排水沟

0.09

1.49

20年一遇

c水力学计算：

①计算假定

排水明沟断面形式：

距形，沟道纵坡:

i=2%

②断面试算

按式Q=CA

进行计算

式中:

A-过水断面面积

C-谢才系数C=

R1/6

R-水力半径=

n-糙率，取n=0.017

X-湿周

i=渠道纵坡，排水明沟i=2%

表8-4工业场地区排水沟水力计算表

水沟

名称

设计洪峰流量（m3/s）

排水沟

过水断面

水力要素

过流能力（m3/s）

A

X

R

C

排水沟

1.49

底宽为0.8，顶宽为0.8m，高为0.6m矩形

0.48

2.0

0.24

46.37

1.54

从表8-4中的数据，排水沟的过流能力Q过均大于洪峰流量Qs，排水沟能够满足过流要求。

根据上述计算结果，沿工业场地内修筑一条排水沟对工业场地上游来水进行排放，排水沟长140m，计算的过流能力大于20一遇的洪峰流量，过水断面为底宽0.8m，顶宽0.8m，高0.6m的矩形断面，侧墙采用M7.5砂浆浆砌石修建，侧墙厚0.40m，过水面采用M10水泥砂浆抹面，厚度为2cm。

沟底打0.05m碎石垫层，沟底采用0.10m的C15铺底。

（2）沉沙池设计

在工业场地排水沟末端布置沉沙池1口，根据《开发建设项目水土保持方案编制技术》及地面坡度、流失强度、区域内产生的水土流失量，设计沉沙池为矩形，长×宽×高分别为3.0×1.5×0.8m，容量为3.60m3，池墙厚0.30m，M7.5砂浆浆砌石修筑，池底打0.05m碎石垫层，然后用C15混泥土进行铺底，沉沙池内采用M10水泥砂浆抹面。

1.4.2露天开采区防治措施设计

（1）截水沟设计

露天开采区上游的集水面积较大，本方案设计沿露天开采区修筑一条2条截水沟对上游来水进行截水，布置截水沟440m。

1）防洪标准

防洪标准为:

设计洪水标准10年，校核洪水标准20年。

经查《贵州省暴雨洪水计算实用手册》，取用《贵州省年最大1小时点雨量均值等值线图》、《贵州省年最大1小时点雨量Cv值等值线图》，得项目区的最大一小时平均点雨量为42mm，Cv=0.40，Cs=3.5Cv，取P=10%，查《皮尔逊III型频率曲线的模比系数Kp值表》得K10％=1.535，K5％=1.775，由此计算得10年一遇最大1小时降水量为64.47mm，20年一遇最大一小时降水量为74.55mm；

①洪峰流量

采用公式：

Qp=0.278KIF

Qp—洪峰流量；

k—径流系数，取0.80；

I—1小时的降雨强度；

F—山坡集水面积（km2）。

经计算得，截水沟设计洪峰流量见表8-5。

表8-5露天开采区截水沟校核洪峰流量表

排水沟名称

集雨面积（km2）

校核洪峰流量（m3/s）

防洪标准

截水沟

0.037

0.63

20年一遇

c水力学计算：

1计算假定

排水明沟断面形式：

梯形，沟道纵坡:

i=6%

②断面试算

按式Q=CA

进行计算

式中:

A-过水断面面积

C-谢才系数C=

R1/6

R-水力半径=

n-糙率，取n=0.017

X-湿周

i=渠道纵坡，排水明沟i=6%

表8-6露天开采区截水沟水力计算表

水沟

名称

设计洪峰流量（m3/s）

排水沟

过水断面

水力要素

过流能力（m3/s）

A

X

R

C

截水沟

0.63

底宽为0.3，顶宽为0.6m，高为0.4m梯形

0.18

1.15

0.16

43.16

0.75

从表8-6中的数据，截水沟的过流能力Q过均大于洪峰流量Qs，能够满足过流要求。

根据上述计算结果，露天开采区修筑截水沟水沟对采区上游来水进行排放，截水沟长440m，计算的过流能力大于20一遇的洪峰流量，过水断面为底宽0.3m，顶宽0.6m，高0.4m的梯形断面，侧墙采用M7.5砂浆浆砌石修建，侧墙厚0.30m，过水面采用M10水泥砂浆抹面，厚度为2cm。

沟底打0.05m碎石垫层，然后用0.1mC15混泥土进行铺底。

（2）沉沙池设计

在截水沟末端布置沉沙池2口，根据《开发建设项目水土保持方案编制技术》及地面坡度、流失强度、区域内产生的水土流失量，设计沉沙池为矩形，长×宽×高分别为3.0×1.5×0.8m，容量为3.60m3，池墙厚0.30m，采用M7.5砂浆浆砌石修筑，池底打0.05m碎石垫层，然后用C15混泥土进行铺底，沉沙池内采用M10水泥砂浆抹面。

（3）土地整治措施设计

矿山复垦方案对矿山开采区进行复垦设计，本方案不再重复设计，故本方案矿山开采区不考虑土地整治措施。

（4）植物措施

1）林分结构设计

植物防护措施设计在满足水土保持要求的前提下，重点考虑环境美化，林分结构设计为乔-灌木-草种绿化型。

2）立地条件分析

平整后绿化区域坡度小于5°，坡向为阳坡，场区地势西高东低，多年平均气温16.8℃，多年平均降水量1121.5mm，降雨多集中在5～10月，附近区域土壤主要为黄壤，pH为6.5左右。

3）树（草）种选择

根据项目区所在地气候、土壤、水土流失等特点，确定绿化工程拟选刺槐、侧柏、爬山虎、尾状羊茅。

4）混交配置设计

植物措施区域包括矿山开采区、堆土场、附属系统区。

①沿综合楼周围种植刺槐（单排种植），株距4m，并配置小叶女贞点缀，然后对该区撒播尾状羊茅草籽。

②沿工业场地西侧种植侧柏（单排种植），株距4m，然后对该区撒播尾状羊茅草籽。

5）用苗（种）数量设计

草种：

尾状羊茅120kg/hm2，

灌木：

小叶女贞500株/100m，爬山虎200株/100m。

乔木：

刺槐为25株/100m，侧柏为25株/100m。

6）主要种植技术

按照先灌木、乔木后植草的顺序进行。

乔木：

刺槐和侧柏选择3年生以上大苗，带土球移栽，冬季或春季种植，整地规格0.6×0.6×0.6m，栽植时压实覆土，乔木覆土厚0.4-0.6m，并浇透定根水。

灌木藤本：

选择1年生裸根苗，灌木覆土厚0.2-0.3m，春季种植，整地规格0.3×0.3×0.3m。

藤本植物根据实际情况进行，一般覆土为0.25m。

草：

耕翻土地并耙细，撒播后覆细土1-2cm，春季播种。

7）抚育管理

该林分结构和所选择的树（草）管理，要求前期管理工作主要是如遇干旱应及时浇水，成活后加强整形修剪，培养树形，定期清除杂草，并注意防虫防病。

主要树种、草种生长习性详见表8-7：

表8-7主要树种、草种习性表

侧柏

常绿乔木，喜光，但有一定耐荫力，喜温暖湿润气候，但亦耐多湿，耐旱，较耐寒。

对土壤要求不严格，无论酸性土、中性土或碱性土上均能生长，抗盐性强。

侧柏的根系发达，生长速度中等而偏慢。

刺槐

耐干旱瘠薄，在石灰性土壤上生长较好，在湿润排水良好的低山丘陵生长最快，刺槐喜光，不耐庇荫。

萌芽能力和根蘖能力都很强。

小叶女贞

喜光，稍耐荫；较耐寒，对SO2、Cl2、HF、HCl、CO2等有毒气体抗性均强。

性强健，荫枝力强，叶再生能力强，耐修剪，播种或扦插繁殖均可，常作绿篱，其枝叶紧密、圆整，是优良的抗污染树种。

尾状羊茅

尾状羊茅是适应性最广泛的植物之一。

它能够在多种气候条件下和生态环境中生长。

抗寒又能耐热，耐干旱又能耐潮湿，在冬季-15℃的条件下可安全越冬，夏季可耐38℃的高温，除砂土和轻质土壤外，苇状羊茅可在多种类型的土壤上生长，有一定的耐盐能力，可耐pH4.7～9.5的酸碱度。

春、秋两季均可播种。

爬山虎

　爬山虎适应性强，性喜阴湿环境，但不怕强光，耐寒，耐旱，耐贫瘠，气候适应性广泛，在暖温带以南冬季也可以保持半常绿或常绿状态。

耐修剪，怕积水，对土壤要求不严，阴湿环境或向阳处，均能茁壮生长，但在阴湿、肥沃的土壤中生长最佳。

它对二氧化硫等有害气体有较强的抗性。

表8-8绿化设计技术指标

树种

种植季节

株行距（m）

苗龄

苗木规格

刺槐

雨季

分散种植

3年生移植

胸径为3cm

侧柏

雨季

分散种植

3年生移植

胸径为3cm

小叶女贞

雨季

分散种植

3年生移植

冠幅为50cm-80cm

爬山虎

雨季

分散种植

1年生裸根苗

苗高12cm

尾状羊茅

雨季

撒播

一级种

方案服务年限期末对露天开采区的开采平台分散种植（品字形种植）侧柏，株距为4m，行距为4m，然后撒播尾状羊茅草籽。

沿露天开采区的开采坡面单排种植爬山虎，株距为0.5m，然后撒播尾状羊茅草籽。

方案服务期末露天开采区的植物措施为：

种植刺槐1200株，种植爬山虎800株，撒播尾状羊茅1.9hm2。

（5）临时措施

①临时土袋拦挡设计

在露天开采区采矿场的下侧根据实际开挖堆放情况和地形布置临时土袋拦挡100m，断面50cm×100cm，共计50m3的土袋拦挡，土袋拦挡错缝堆砌。

②临时排水沟设计

为防止在开采前期的雨季期间，露天开采区采矿场的截排水沟没有修建或正在修建时产生的冲刷，考虑在露天开采区采矿场开挖区域的上侧布置长100m的临时排水沟，临时排水沟的过水断面为底宽0.30m，顶宽为0.60m，深0.40m的土质临时排水沟，施工时采用土工布对临时排水沟进行铺垫。

基本能够满足临时排水的要求。

③临时沉沙池

在临时排水沟与自然排水系统交汇区域考虑布置临时沉沙池2口，防治开采期间产生的水土流失淤积和淹盖开采区，布置的临时沉沙池能够更好地控制水土流失。

临时沉沙池的尺寸长2.0m，宽1.5m，深0.8m，临时沉沙池利用土工布进行铺底修建。

1.4.3堆土场防治措施设计

（1）挡土墙设计

本方案设计堆土场下游布置挡土墙一条，长50m。

挡土墙的基础宽1.00m，基础深0.50m，墙顶宽0.80m，整体墙高2.50m可以满足拦挡防护要求，工程建设在进行施工时，要根据实际的地形地质条件作详细勘查。

挡土墙典型尺寸断面和具体情况见表8-9。

表8-9挡土墙设计的典型尺寸

措施类型

顶宽A

基础宽B

基础深C

整体墙高H

挡土墙

0.80m

1.00m

0.50m

2.50m

土墙采用重力式M7.5浆砌块石挡土墙，参照《开发建设项目水土保持技术规范》、《水工设计手册》并类比其他工程，选择各计算参数如下：

M7.5浆砌块石挡土墙墙体的容重γ混=22kN/m3（2.20t/m3）；墙后填土的内摩擦角φ=34°（根据水工设计手册[第一卷]土的抗剪强度实验数据，类比疏松砂砾石土类的内摩擦角，取值范围32°～36°）；墙背粗糙，排水良好，填渣与墙背的摩擦角δ=1/2φ=17°；回填土体容重γ=18kN/m3；建基面开挖至强风化的软质基岩（注明：

表层土壤为黄壤，修建挡土墙时需要开挖至强风化的软质基岩），墙体与基础的摩擦系数f=0.45；墙背与铅垂面夹角ε=0°。

经受力分析后计算（抗滑性、稳定性等满足要求），挡土墙的基础宽0.8m，基础深0.30m，墙顶宽0.6m，整体墙高1.60m可以满足拦挡防护要求，工程建设在进行施工时，要根据实际的地形地质条件作详细勘查。

具体计算如下：

挡土墙稳定性及相关计算按《水工挡土墙设计规范》（SL379-2007）及《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）进行，抗滑、抗倾覆稳定采用下式进行计算。

Pa=

cH2Ka；

（用于墙后填土倾斜）

Ka=tan2（45°-ф/2）（用于墙后填土水平）

式中：

c为挡土墙内填土的容重；

H为挡土墙内填土堆积高度；

Ka为挡土墙主动压力系数；

B为1m的单位宽度；

W为墙身自重；

δ墙摩擦角；

为墙底倾斜角度；

为基底摩擦系数；

ф为墙后填土的内摩擦角；

为墙后填土表面倾角；

a为W对墙趾点的力矩；

h为px对墙趾点的力矩；

为墙体所受垂直力的总和，向下为正，向上为负；

为偏心距，合力作用点至墙底截面中心的距离；

B为墙体宽。

通过计算，挡土墙抗滑稳定系数为1.44大于基准值1.30，抗倾覆的计算结果参数为3.19大于基准值1.50，能够满足排土场的拦挡防护要求。

（2）排水沟设计

1）防洪标准

防洪标准为:

设计洪水标准10年，校核洪水标准20年。

经查《贵州省暴雨洪水计算实用手册》，取用《贵州省年最大1小时点雨量均值等值线图》、《贵州省年最大1小时点雨量Cv值等值线图》，得项目区的最大一小时平均点雨量为42mm，Cv=0.40，Cs=3.5Cv，取P=10%，查《皮尔逊III型频率曲线的模比系数Kp值表》得K10％=1.535，K5％=1.775，由此计算得10年一遇最大1小时降水量为64.47mm，20年一遇最大一小时降水量为74.55mm；

①洪峰流量

采用公式：

Qp=0.278KIF

Qp—洪峰流量；

k—径流系数，取0.80；

I—1小时的降雨强度；

F—山坡集水面积（km2）。

经计算得，排水沟设计洪峰流量见表8-10。

表8-10堆土场排水沟校核洪峰流量表

排水沟名称

集雨面积（km2）

校核洪峰流量（m3/s）

防洪标准

排水沟

0.09

1.49

20年一遇

c水力学计算：

①计算假定

排水明沟断面形式：

距形，沟道纵坡:

i=2%

②断面试算

按式Q=CA

进行计算

式中:

A-过水断面面积

C-谢才系数C=

R1/6

R-水力半径=

n-糙率，取n=0.017

X-湿周

i=渠道纵坡，排水明沟i=2%

表8-11堆土场排水沟水力计算表

水沟

名称

设计洪峰流量（m3/s）

排水沟

过水断面

水力要素

过流能力（m3/s）

A

X

R

C

排水沟

1.49

底宽为0.8，顶宽为0.8m，高为0.6m矩形

0.48

2.0

0.24

46.37

1.54

从表8-11中的数据，排水沟的过流能力Q过均大于洪峰流量Qs，排水沟能够满足过流要求。

根据上述计算结果，沿临时堆土场地内修筑一条排水沟对堆土场地上游来水进行排放，排水沟长170m，计算的过流能力大于20一遇的洪峰流量，过水断面为底宽0.8m，顶宽0.8m，高0.6m的矩形断面，采用M7.5浆砌块石修建，内墙厚0.30m，外墙厚为0.30m，底面采用0.05m的碎石铺垫后，采用0.1m的C15底板砼。

过水面采用M10水泥砂浆抹面，厚度为2cm。

（3）沉沙池设计

在排水沟末端布置沉沙池1口，根据《开发建设项目水土保持方案编制技术》及地面坡度、流失强度、区域内产生的水土流失量，设计沉沙池为矩形，长×宽×高分别为3.0×1.5×0.8m，容量为3.60m3，池墙厚0.30m，采用M7.5浆砌块石修筑，池底打0.05m碎石垫层，然后用C15混泥土进行铺底，沉沙池内采用M10水泥砂浆抹面。

（4）植物措施

本区域与露天开采区立地条件一致。

方案服务期末堆土场的植物措施为：

撒播尾状羊茅0.17hm2。

（5）临时措施

为保护表土不被流失，在该区布置临时覆盖1700m2。

1.4.4附属系统防治措施设计

一、供电系统

本《方案》设计在裸露区域撒播尾状羊茅0.01hm2。

二、给排水系统

本《方案》设计在裸露区域撒播尾状羊茅0.01hm2。

1.4.5水土保持措施工程量

项目工程水土流失治理措施体系由工程措施、植物措施和临时措施等构成。

工程措施主要是挡土墙、排水沟和沉沙池；植物措施为种树和种草；临时措施包括临时土袋拦挡、临时排水沟以及临时沉沙池。

各分区