开发建设项目造成的水土流失加重

开发建设项目造成的水土流失加重_湖南水土保持与生态安全

新中国成立以来，通过60多年不懈努力，我省的水土保持工作取得了显著成效，传统的农林业生产活动造成的水土流失得到了控制，但是，随着我省社会经济的不断发展，开发建设项目数量急剧增加，建设规模也不断扩大，工程建设大量扰动地表、破坏植被，产生大量的土石方开挖和弃渣，水土流失十分严重，开发建设项目人为因素的影响已逐渐成为我省新增水土流失的主导因素。

据统计，“十五”期间，全省开发建设项目达2418个，占地总面积2635.80 km2，其中：农林开发工程占地比重最大，为41.07%；其次是公路、铁路项目，占19.48%；城镇建设项目占15.19%；水利水电工程占11%；矿山开采（井采、露采）项目占8.96%；管线工程、渠道堤防工程、输变电及电力工程、冶金化工工程等项目所占比重相对较少（见表3.1） 。

表3.1　“十五”期间湖南省开发建设项目情况

“十五”期间，全省开发建设项目人为扰动地表面积达2635.80 km2，占全国的4.8%，位居全国第五；年均实际水土流失面积达1362.89 km2/a，占全国的5%，位居全国第五；水土流失总量8033.7×104t，占全国的8.5%，位居全国第二（见表3.2） 。 目前，全省人为水土流失每年500 km2/a以上，水土流失主要表现在农林开发、公路和铁路建设、城镇建设、水资源开发及矿山开采等项目方面。

表3.2　“十五”期间我省开发建设项目造成的水土流失情况

根据我省“十一五”期间各类开发建设项目的发展规划，结合“十五”期间各类开发建设项目的规模，相应的水土流失面积和水土流失量，推算出各类开发建设项目的水土流失面积和水土流失量，并在充分考虑全社会水土保持意识增强、科技发展促使施工周期缩短、工程占地面积减少和水土流失防治效果提高等因素的基础上，估算“十一五”期间全省各行业开发建设项目所造成的水土流失面积和水土流失量，分别增加了2.48倍、2.23倍（见表3.3） 。

表3.3　全省开发建设项目“十五”与“十一五”期间水土流失指标对比表

（一）农林开发项目

农林开发工程，主要指通过“龙头企业+农民合作经营组织+农户”“公司+基地+农户”“林场+基地+农户”等多种发展模式，采取独资、合资、合作、联营、股份制等多种经营方式开展的集团化陡坡（山地）开垦种植、定向用材林开发、规模化农林开发、炼山造林等工程。

据统计，“十五”期间，我省农林开发项目90个，占地面积1082.60 km2，其项目个数虽少，但占地面积最大，约占“十五”开发项目总面积的41%。“十一五”期间，我省农林发展的重点开发产业主要有油料、药材、棉花、烟叶等，在这些农林开发项目中，以油茶林开发最为突出。

2008年开始，湖南省出台了全省加快油茶产业发展的意见，制定了发展1000万亩油茶产业基地的建设规划。2008—2010年，全省共投入油茶产业发展资金38.27亿元，建成油茶基地面积375.2万亩。到2010年年底，全省油茶面积已达到1 891万亩，占全国油茶总面积的40.8%，全省油茶面积10万亩以上的县市区51个，其中30万亩以上的22个，50万亩以上的有8个，一个个名副其实的“小油海”已粗具规模。按照规划，到2020年，湖南省油茶面积将达2200万亩，茶油年产量达60万吨，油茶产业产值达400亿元以上。另外，在大湘西地区和其他适宜区重点建设4个杜仲基地、1个金银花基地、3个龙牙百合基地、3个玉竹基地、4个葛根基地，发展杜仲、金银花、龙牙百合、玉竹、葛根等5种中药材种植面积135万亩，产值50亿元。

农林开发工程在规模化生产准备阶段，作业道路、施工场地准备及设备搬运活动造成地表植被和覆盖物被清除，致使表层土壤完全暴露，土壤颗粒松散，遇到雨水冲刷及大风吹刮，容易产生大的土壤移动，发生水土流失，导致土层变薄。在生产实施期，由于砍伐、运输、整地、栽植等一系列活动，也会产生新的水土流失。根据我省“十一五”期间农林开发项目的发展规划，结合“十五”期间农林开发项目产生的水土流失面积和水土流失量，估算“十一五”期间全省农林开发项目所造成的水土流失面积和水土流失量，分别增加了3.14倍、2.83倍（见表3.4）

表3.4　全省农林开发项目“十五”与“十一五”期间水土流失指标对比表

据有关农林开发工程调查资料，在丘陵山地由于农林开发造成植被破坏后，土壤裸露，每年被冲失的土层厚度都在1 cm左右，一般侵蚀坡耕地一年流失1～10 mm厚的土层，土壤中大量黏粒和土壤养分随表土的流失而损失，砾石含量增高，土壤严重沙化，降低了农业产量。农林开发水土流失伴之产生河床逐步抬高，泥沙淤积河道，河道变浅，土体中的营养元素和污染物也随之迁移，致使河湖水库呈现富营养化、重金属和农药污染，水质变差（见图3.1） 。

图3.1　农林开发建设使表土直接裸露，产生大量水土流失

（二）公路、铁路项目

“十五”时期是我国交通发展最快的时期，5年建成高速公路2.47×104km，是“八”和“九五”时期建成高速公路总和的1.5倍，铁路建设里程达1.62 × 104 km，形成了“八纵八横”的路网主通道。

“五纵七横”进行布局，总规模为5615 km，其中纵线2530 km，横线主线2705 km，其他高速公路380 km。到2005年年底，已建1403 km，在建858 km，未建3354 km，规划2006—2010年年底高速公路通车总里程3587 km，建设总规模2 623 km； 2011—2020年年底高速公路通车总里程4989 km，建设总规模1402 km；2021—2030年年底高速公路通车总里程5615 km，建设总规模626 km。“十一五”期间，我省干线公路（不含高速公路）规划建设总规模6968 km，其中一级公路232 km，二级5743 km，三级930 km，四级63 km，建设总投资325亿元。二级以上公路所占比重由2005年末的46.9%上升到85.3%。在全国路网建设高潮迭起的大形势下，湖南省高速公路按照铁路建设方面国家制定的中长期铁路网规划，到2020年，共有9条铁路项目列入这个规划，包括8条国家干线铁路和1条地方城际轨道。2010年前修建铁路2239 km， 2011—2020年年底拟建铁路879 km， 2021—2030年拟建铁路550 km。

公路与铁路均为建设类线型工程，与其他开发建设项目相比，具有占线长、跨越地貌类型多、动用土石方量大、沿线取（弃）土场多的建设特点。根据调查，交通运输类项目对自身的安全比一般要求高，如路基边坡防护、排水工程、防洪工程、路面硬化等，但对由路基、桥涵、隧道及站场施工形成的取土（石料）场、弃土渣场、施工场地和施工便道等的防护较为薄弱，易产生水土流失。根据我省“十一五”期间公路、铁路项目的发展规划，结合“十五”期间公路、铁路项目产生的水土流失面积和水土流失量，估算“十一五”期间全省公路、铁路开发项目所造成的水土流失面积和水土流失量，分别增加了1.87倍、1.68倍（见表3.5） 。

表3.5　全省公路、铁路项目“十五”与“十一五”期间水土流失指标对比表

公路、铁路项目一般具有扰动和破坏地表面积大、土石方搬运量大、取土（石）料量大、临时用地占地面积大、交叉占地及扰动大、水土流失量大等几个特点。公路、铁路工程短则几十公里，长则几百公里甚至上千公里，建设过程中遇到山体及坡面要开挖、削坡或开凿隧道，遇到沟道、河流要架桥修涵，高处挖、低处填，对地表的破坏涉及山体、植被、耕地、河流及水利水保工程等，类型较多。同时，由于受地形、地质、土质和投资等条件的限制，需根据地形地貌条件进行深挖、高填等活动，导致挖、填土石方量多数不平衡，产生大量的废弃土石，需开采大量的土石料场。土石料开采过程中，破坏地表和植被，开挖边坡不稳定及防排水设施不完善等，都会产生水土流失，严重时遇到一定的外部诱因（如暴雨）可引发泥石流、滑坡等地质灾害。废弃的土石渣处理不当，也会产生严重的水土流失，甚至堵塞河道，引发洪涝灾害。

以京港澳国家高速公路扩容工程湖南衡阳至临武段（复线）工程为例，该公路湖南段主线长201.53 km，路基宽度33.5 m，连接线56.39千米/3条，设桥21 968千米/158座（其中特大桥、大桥13984米/42座）、隧道670米/2座，工程需开挖土石方4843.06 × 104 m3，填方4106.51 × 104 m3，借方463.67 × 104 m3，弃方1200.22 × 104 m3，沿线设69个取土场和166个弃渣场，施工生产生活场地51处，新修施工临时道路54.54 km。工程扰动地表面积2533.36 hm2，损毁水土保持设施面积2419.27 hm2，建设期可能造成水土流失总量达61.41 × 104 t （见图3.2，图3.3） 。

图3.2　公路建设施工挖、填形成裸露边坡，产生大量水土流失

图3.3　铁路建设墩基开挖产生大量临时堆土，造成水土流失

（三）城镇建设项目

城镇建设工程，主要指城镇开发及与之相关的采石、采砂、取土工程，包括工业区、商业区、经济开发园区、住宅区及配套采石取土区、交通基础设施建设。

“十五”期间我省城镇建设项目共516个，占地总面积400.29 km2，占我省开发建设项目总占地面积的15.19%。“十一五”湖南省城镇建设年均增速率超过20%。

根据我省“十一五”期间城镇建设项目的发展规划，结合“十五”期间城镇建设项目产生的水土流失面积和水土流失量，估算“十一五”期间全省城镇建设项目所造成的水土流失面积和水土流失量，分别增加了2.49倍、 2.24倍（见表3.6）。

表3.6　全省城镇建设项目“十五”与“十一五”期间水土流失指标对比表

城镇建设工程项目的建设特点是开挖、填筑土石方工程量大，对地表及植被破坏点多、面广。在建设过程中场地平整，大面积扰动、剥离地表，大量地挖方填方破坏原地貌、原有地表水系及植被，造成地表裸露。新的重塑小地貌在遇到暴雨时，表土易受冲刷，导致原有的径流体系无序乱流，水蚀加剧。另外，在城镇建设过程中，采料、取土及建设引起的弃土（石）、弃渣、废料、垃圾等堆积在地面上，形成大量的松散堆积体，在强降雨作用下极易发生流失，严重时堵塞排水系统和河道，危及人民生命财产安全。同时，由于城镇建设使项目区的原有自然植被等水土保持设施大规模清除，扰动和破坏了原地貌的生态环境，植被恢复和重建缓慢，地表植被覆盖度锐减，硬覆盖面积和不透水表面增加，有机物返回减少，降雨径流不能入渗，地表径流明显增加，从而导致城镇防洪排水系统负担加重，水资源大量损失，水环境恶化。

以株洲市为例，据2004年普查统计，株洲市城市四区水土流失面积68.29 km2，其中由城镇建设项目造成的水土流失面积63.45 km2，占水土流失总面积的92.2%。2008年，株洲市水土保持站组织技术力量对株洲市区水土流失现状进行了普查，结果表明，株洲市区68.29 km2的水土流失面积每年土量侵蚀量约25×104t，相当于178亩耕地的土壤一年内流失殆尽，其中开发建设项目如田心高科园、董家塅高科园、金山工业园、市体育中心建设项目据测定土壤侵蚀模数分别为2.95 × 104 t/km2· a、3.48 × 104 t/km2· a、 3.42 × 104 t/km2· a、 1.16 × 104 t/km2· a，其侵蚀强度之大以至于无法用1996年国家分级标准来有效地划分。

（四）水资源开发项目

我省水系众多，河网密布，以湘、资、沅、澧四水为主干的洞庭湖水系省内控制流域面积20.48 × 104 km2，全省境内河流总长度约达43 000 km，多年平均水资源1 629.55 × 108 m3，人均2668m3，为全国人均占有量的1.12倍。虽然本省水资源比较丰富，但地表径流受降水的时空分布影响，稳定的基流只占地表水资源总量的13%，汛期洪水径流占87%。水资源的开发利用率仅为32%～34%，尚有大量水资源可供开发利用。

据统计，“十五”期间，我省水资源综合利用成效显著，水利水电工程项目达537个，占地面积289.98 km2，占我省开发建设项目总占地面积的11%。已建成各类水库1.3万多座，总库容达387.6 × 108 m3，水利工程供水能力达到409 × 108 m3；建成大小灌区1.3万多处，有效灌溉面积269.04 × 104 hm2，其中灌溉面积万亩以上的大、中型灌区348处，有效灌溉面积113.47×104hm2；节水灌溉面积达到26.42 × 104 hm2。

“十一五”期间，在加强骨干水源工程建设和继续抓好大中型灌区续建配套建设的同时，大力兴建各类小型、微型水利水电工程，进一步提高城乡供水能力。总供水能力达450 × 108 m3；水利工程向城市供水能力达300 × 104 吨/日，向乡镇供水能力达120 × 104吨/日；有效灌溉面积达280 × 104 hm2；新增节水灌溉面积38 × 104 hm2。

根据我省“十一五”期间水资源开发项目的发展规划，结合“十五”期间水资源开发项目产生的水土流失面积和水土流失量，估算“十一五”期间全省水资源开发项目所造成的水土流失面积和水土流失量，分别增加了1.28倍、1.15倍 （见表3.7）。

表3.7　全省水资源开发项目“十一五”与“十五”期间水土流失指标对比表

水利工程由于其项目建设受周边地形条件的限制，施工场地往往地处狭窄的河谷区，而且又由于主体工程中如大坝、厂房、船闸、溢洪道等建设的需要，大量开挖造成弃土弃渣。因此，该类工程的施工对周边环境的影响非常剧烈，许多影响具有长期性和不可逆性等特点。水电站工程项目在施工准备阶段，由于场地平整，施工道路、输电线路等设施的修建，地表植被被清除，水土流失剧增。在建设期，枢纽系统、引水系统、厂房基坑等建设过程中，砂石料开采、运输和加工，部件预制等过程中，土石方调运和回填量特别大，是造成区内水土流失剧增的重要阶段。而且对一个水电工程来说，往往需要设置多个弃渣场，又因水电工程场地一般处于山谷狭窄地带，弃渣场十分难找，有时有些施工单位就把废石土渣弃于河滩或水库淹没区内，受暴雨和地表径流冲刷，流失的泥沙就直接进入了河道。

以筱溪水电站工程为例，该电站位于资水干流中游、新邵县境内，装机120 MW，工程建设扰动地表面积900.1 hm2，损毁水保设施面积131.1 hm2，工程弃渣量74.5 × 104 m3。建设前工程区原生状态的水土流失量为1.99 × 104 t，工程建设同期造成的人为新增水土流失量达53.32 × 104 t，为原生水土流失量的26.8倍（见图3.4）。

图3.4　水电站工程弃渣产生大量水土流失

（五）矿山开采项目

我省矿产资源丰富，尤以有色金属居多，有“有色金属之乡”之称。全省已探明储量的有色金属有37种，其产量约占全国的1/4，主要分布在湘南、湘中和湘东地区；非金属矿在我省也比较丰富，其中重莹石、重晶石、长石、海泡石、雄黄等储量居全国首位；黑色金属矿中已探明铁矿储量为10.03 × 108 t，锰矿石1.09 × 108 t，居江南九省之首，主要分布于娄底、郴州、衡阳等地区。过去，由于地勘工作有效投入相对不足，大多数矿种保有资源储量下降，加之长期以来重开发、轻保护，重效益、轻环境，导致我省矿山地质环境破坏十分严重。

“十五”期间，国家加大了矿产资源开发利用和矿山总量的调控，我省实行矿产品总量调控的矿种主要是钨矿、煤、锑、锡、稀土矿等矿种。矿山总量从2000年的10000余个，调整到2004年年底的6810个，提前达到了规划要求的控制在7000个以内的目标。“十五”期间我省采矿工程共471个，占地总面积236.19 km2，其中：露采矿工程106个，占地面积140.26 km2；井采矿工程365个，占地面积95.93 km2。到2010年年底，采矿权总数由2005年的6810个调整到6000个以内；在“十一五”期间，煤、钨、锡、锑年产量分别控制在5000 × 104 t、 12120 t、 20 480 t和36600 t左右。

根据我省“十一五”期间矿山开采项目的发展规划，结合“十五”期间矿山开采项目产生的水土流失面积和水土流失量，估算“十一五”期间全省矿山开采项目所造成的水土流失面积和水土流失量，分别增加了2.32倍、2.09倍（见表3.8 ）。

表3.8　全省矿山开采项目“十五”与“十一五”期间水土流失指标对比表

井采矿工程的生产工艺是通过掘井建巷道进行地下开采，该工程的建设内容主要包括工业场地、矿区各类道路、供排水、供电通信设施、生活基地及排矸场等工程。虽然该工程的地面占地面积比较少，但其在建设期和生产运行期持续排放煤矸石，地下大范围地开采、挖空、扰动，地下采空区易导致地表大面积塌陷，水土流失类型表现为水蚀和重力侵蚀，危害程度大，影响区域水循环及植物生长，破坏土地资源，降低土地生产力。并且，该工程在生产运行期间废渣弃矸的随便占地和堆放，如不采取防护措施，遇外部诱发营力，有可能发生滑坡、泥石流等地质灾害。矿井疏干排水，也对矿区及附近的地表河流、浅层地下水造成影响和破坏，直接导致植物枯死、土地沙化和植被退化等（见图3.5）。

图3.5　井采矿废渣场堆置产生大量水土流失

露采矿工程项目主要包括采掘场、风外排土场、工业场地、地面生产系统、洗选场、运输系统、防排水工程等，项目占地面积较大，地貌扰动和破坏严重，矿区开发建设会产生大量的弃土、弃石、弃渣，并使矿区地貌发生显著变化，排弃物使局部地段高差加大，土体被扰动并疏松，地表植被遭到严重破坏。在矿区不同区域随主导影响因素不同，土壤侵蚀类型、方式、程度也不同。该工程生产期长，采掘场和弃土矸场有持续排弃和破坏的特点，开挖面及松散堆积体裸露时间相对较长，水土流失类型为水蚀和重力侵蚀并存。在露采矿建设期，大面积开挖扰动，使原地貌的植被被破坏，地表裸露，土壤结构遭到严重破坏，使水土流失急剧增加。在生产期，采掘场全面剥离破坏原地貌，采掘坑内由于采挖形成了高陡边坡，再加上特殊的工程地质条件，形成了以滑坡为主、面蚀及沟蚀并存的侵蚀现象，表现为边坡坍塌和滑坡。排土场机械组成与原状土相比发生了很大变化，边坡坡度一般30°～50°，坡长25 m左右，再加上土体结构松散，颗粒胶结性差，在强降雨和重力作用下，易发生面蚀、沟蚀和沉陷、崩塌、滑坡、坡面泥石流等水土流失（见图3.6）。

图3.6　露采矿采掘坑开挖产生大量水土流失

据资料统计，井采矿工程项目，平均每生产1t煤要破坏水资源1.48 m3；每采10000 t煤增加地表塌陷面积0.22 hm2，排放煤矸石1000 t，破坏13亩的土地资源。露采矿项目，每生产1000 t煤约需要开挖1hm2的土地，地表形成约200 m3的岩土堆积体。