保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究 51页

f^fAGRICULTURALUNIVERSITYOFHEBEI全日制硕士专业学位（毕业）论文保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究学位申请人：汤协坤指导教师：刘霞副教授学位名称：工程硕士研究领域：农业工程授予单位：河北农业大学答辩日期：二〇一五年五月三十日\n分类号:X502.5单位代码：10086密级:公开学号：20139120636保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究ImpactsAnalysisofWaterConservancyPipelineEngineeringConstructionontheEcologicalEnvironmentinBaoding学位申请人：汤协坤指导教师：刘霞副教授学科专业：农业工程学位类别：工程硕士授予单位：河北农业大学答辩日期：二〇一五年五月三十日\n独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河北农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名签字日期:年<月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河北农业大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北农业大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年6月签字日期：年R学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话:通讯地址:邮编:\n摘要近年来我国的水利管道工程建设事业得到快速的发展，同时也带来了日益严峻的环境问题，然而这一问题往往被忽视。对生态环境的破坏主要发生在建设施工期间，如不采取有效防治措施将会产生严重的生态危机。本文针对水利管道工程建设对环境的影响，以保定市南水北调配套工程水厂以上工程为例，通过实地调查和资料的收集分析，在总结现有管道工程环境治理实践经验的基础上，对管道工程建设中的环境污染和水土流失两个方面进行研究。以层次分析法和年侵蚀量模型法对主要污染源及其污染程度和水土流失量进行了统计分析，揭示了管道工程建设期间对环境的影响，并制定防治原则。本研究有助于减少水利管道工程对生态环境的破坏，具有促进管道工程建设与社会经济的协调发展，对生态环境具有重要的现实意义与环境效益。主要研究结果如下：1、管道工程建设对环境的影响主要表现在环境污染和水土流失两个方面。环境污染主要包括大气污染、噪声污染、固体废弃物、水污染、农田植被环境污染五个污染方面。管道工程建设易产生水土流失的敏感区域主要发生在工程管理区、一般主体工程区、穿河流段主体工程区、施工临时道路区、临时堆土区、施工营地和弃渣场。2、建立了基于层次分析法的管道工程施工期环境影响综合评价模型，以五个主要污染源作为准则层，细分污染源作为指标层。分析结果表明，准则层内固体废弃物环境污染程度最为严重，制约性贡献值达到了0.98，其次为噪声污染与农田植被环境污染，制约性贡献值皆为0.36；指标层内施工中产生的废弃物造成的环境影响制约性贡献值最大（0.9），其次为对农田植被的破坏（0.3624）、施工机械产生的噪声（0.2872）以及施工时产生的废水（0.2584）。固体废弃物主要通过填埋和植被种植进行防治，水污染的主要防治措施为土地渗滤系统，噪声污染则是通过加强管理来进行防治，农田植被破坏则通过施工后的人工植被恢复来治理。3、管道工程建设所产生的水土流失总量预测值为8922.55t，而原地貌的水土流失量在0~2440t之间。工程建设所产生的水土流失量是原地貌水土流失最大量的3.66倍。其中，一般主体工程区水土流失量为4353.66t，占总流失量的49%，需要对此进行重点防治。管道工程建设所产生的水土流失的防治措施主要包括工程措施、植物措施和临时措施，可通过修建泥浆池、沉砂池、种草植树、土地复耕、表土回覆等方法来进行防治。关键词：管道工程；生态环境；环境污染；水土流失\nImpactsanalysisofWaterConservancyPipelineEngineeringConstructionontheEcologicalEnvironmentinBaodingName：TangXiekunSupervisor：AssociateProfessorLiuXiaMajor：AgriculturalEngineeringAbstractInrecentyears，thepipelineengineeringconstructionhasarapiddevelopmentinourcountry，atthesametime，ithasalsobroughtincreasinglysevereenvironmentalproblems，butthisissueisoftenneglected.Thedestructionoftheecologicalenvironmentmainlyoccursintheconstructionperiod.Therewillbeaseriousecologicalcrisisifwedon’ttakeeffectivemeasures.ThisthesisAimedattheeffectsofpipelineprojectconstructionperiodonenvironmentsandtookthepipelineengineeringoverwaterworksforauxiliaryprojectsofSouth-to-NorthWaterDiversioninBaodingastheexample.Environmentalpollutionandsoilerosionintheconstructionperiodofpipelineengineeringwereresearchedonabasisofsummarizingthepracticeexperienceofenvironmentalmanagementforexistingpipelineproject，throughfieldinvestigationanddatacollectionsandanalysis.Primarypollutionsourcesandtheirpollutionlevelswerestudiedwithanalytichierarchyprocess，andsoilerosionamountwascalculatedbyannualerosionamountmodelmethod.Theeffectsofpipelineprojectinconstructionperiodonenvironmentswererevealed.Then，relevantpreventionschemesalsohadbeenworkedout.Theresearchesareinfavorofreducingtheharmsofpipelineengineeringtoenvironmentsinconstructionperiodandhavealsogreatpracticalsignificanceforthecoordinativedevelopmentbetweenpipelineengineeringconstructionandsocial，economicandenvironmentalbenefits.Theresearchachievementsarepresentedasbelow.1.Theeffectsofpipelineengineeringinconstructionperiodonenvironmentsweremainlyreflectedintwoaspects，includingenvironmentalpollutionandsoilerosion.Environmentalpollutionprincipallyreferstofivepollutionsourceswhichwereatmosphericcontamination，noisepollution，solidwastes，waterpollution，damagetofarmlandvegetation.Theareaswhicheasilyemergedsoilerosioninengineeringconstructionperiodincludedgeneralsubjectprojectregion，subjectprojectregionthatpassesthroughriver，temporaryroadforconstruction，temporaryexcavationarea，campbuildings，wasteslagarea.2.Thecomprehensiveevaluationmodelwasestablishedonthebasisofanalytichierarchyprocess.Fivemainpollutionsourceswereregardedasthecriterionlayer，whichwassubdividedasindexlayer.Thesolidwastepollutionwastheseverest，therestrictedcontributionvalueis0.98，followedbynoisepollutionandwaterpollutionincriterionlayer，theirrestrictedcontributionvalueis0.36.Inindexlayer，therestrictedcontribution\nvalueofenvironmentalpollutioncausedbywastethatgeneratedinconstructionisthelargest（0.9），followedbyfarmlandvegetationdamage（0.3624），thenoiseofconstructionmachinery（0.2872），wastewatergeneratedduringconstruction（0.2584）.Thecorrespondingpreventionplanswerecomeupwith.Thesolidwastewasmainlypreventedandtreatedbylandfillandplanting.Preventionofwaterpollutionreliedonsoilpercolationsystem.Noisepollutionwaspreventedbystrengtheningmanagementmeasures，whilethepreventionofthedestroyedfarmlandvegetationmostlyreliedonartificialcultivationrecoverafterconstruction.3.Thetotalpredictivecapacityofsoilerosionwas8922.55tduringconstructionperiodofpipelineengineering，whilethecapacityofsoilerosioninoriginallandformreached0~2440t.It’s3.66timesforsoilerosioncapacityduringconstructionperiodcomparedwithmaximumduringoriginalperiod.Thecapacityofsoilerosioningeneralmainconstructionareaaccountedfor49%ofthetotal，whichwas4353.66t.Therefore，weneededtostressonit.Thepreventionandcontrolplanforsoilerosionduringpipeconstructionperiodwasrealizedmainlythroughengineeringmeasures，plantmeasuresandtemporarymeasures，forexample，buildingofmudpit，gritchamber，growingplants，soilre-ploughingandrecover.Keywords:Pipelineengineering;EcologicalEnvironment;Environmentalpollution;Soilerosion\n目录1绪论...................................................................................................................................11.1研究背景和意义.........................................................................................................11.1.1研究背景..............................................................................................................11.1.2研究意义..............................................................................................................11.2研究现状.....................................................................................................................21.2.1工程施工对环境影响的研究现状.......................................................................21.2.2环境影响评价方法的研究现状..........................................................................41.2.3水土流失预测方法的研究现状..........................................................................61.3研究区基本概况.........................................................................................................71.3.1保定市环境概况..................................................................................................71.3.2保定市南水北调配套工程水厂以上工程基本概况..........................................82主要研究内容...................................................................................................................92.1研究目标及内容.........................................................................................................92.1.1研究目标..............................................................................................................92.1.2研究内容..............................................................................................................92.2研究方法...................................................................................................................102.2.1基本情况调查.....................................................................................................102.2.2水利管道工程建设对环境污染和水土流失的影响分析.................................102.2.3防治原则的制定.................................................................................................102.2.4数据处理与分析.................................................................................................102.3技术路线...................................................................................................................113水利管道工程建设对环境污染的影响研究.................................................................123.1环境污染源排查与确定...........................................................................................123.2环境污染源细分........................................................................................................123.3水利管道工程建设对环境污染的综合分析............................................................123.3.1层次分析法的应用步骤.....................................................................................123.3.2建立结构指标模型.............................................................................................143.3.3准则层判断矩阵模式表.....................................................................................153.3.4准则层因子权值与一致性比照.........................................................................153.3.5指标层各因子比较与权值.................................................................................153.3.6各指标分级评分标准与分级.............................................................................163.3.7准则层、目标层分值的确定.............................................................................183.3.8水利管道工程建设对生态环境的影响分析.....................................................203.4管道工程施工期环境污染防治原则.......................................................................213.4.1固体废弃物污染防治原则.................................................................................22\n3.4.2农田植被破坏防治原则.....................................................................................223.4.3噪声污染防治原则.............................................................................................223.4.4水污染防治原则................................................................................................233.4.5废气污染防治原则............................................................................................244水利管道工程建设对水土流失的影响研究.................................................................254.1水利管道工程建设中土壤侵蚀敏感单元的确定...................................................254.1.1工程管理区.........................................................................................................254.1.2一般主体工程区.................................................................................................254.1.3穿河流段主体工程区.........................................................................................254.1.4临时道路区.........................................................................................................254.1.5临时堆土区.........................................................................................................254.1.6施工营地.............................................................................................................264.1.7弃渣场.................................................................................................................264.2土壤侵蚀动力因素分析............................................................................................264.2.1水力作用............................................................................................................264.2.2重力作用............................................................................................................264.2.3风力作用............................................................................................................274.2.4冻融作用............................................................................................................274.2.5人为作用............................................................................................................274.3水利管道工程建设中水土流失的预测分析...........................................................274.3.1预测的内容........................................................................................................274.3.2年侵蚀量预测模型参数的确定.........................................................................284.3.3水土流失敏感区域面积的确定.........................................................................314.3.4水土流失量预测分析.........................................................................................314.4水利管道工程建设水土流失预防治原则...............................................................334.4.1水土流失防治体系.............................................................................................334.4.2水土流失防治原则.............................................................................................345结论.................................................................................................................................37参考文献.............................................................................................................................38作者简历.............................................................................................................................41致谢.................................................................................................................................42\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究1绪论1.1研究背景和意义1.1.1研究背景随着社会与经济的不断发展与进步，很多城市已有的基础设施老化严重且不能完全满足城市[1]的需要，城市基础设施如供热管线、给排水管线等管道工程的建设也在增加，同时随着人们生活中对石油、水、天然气的用量越来越大，输油、输水、输气管道建设工程量在不断增加，管道[2]工程的施工量越来越大，随之带来了不可忽略的环境问题。管道工程的建设是相对短暂的，但[3]相对而言建设期间对生态环境的影响比较严重。在建设期内，主要活动包括测量、放样、扫线、布管、焊接、补口补伤、下沟、三桩埋设和力所能及的回填与地貌恢复等活动，在建设施工期间，主要有以下工作：清除地表植被、管沟开挖、施工道路的修整、穿越河流道路的顶管施工、管道[4]焊接和设备及辅助材料的运输和临时堆放等。南水北调工程是为了解决我国北部相对短缺的水资源矛盾，将我国南部丰富的水资源调至北[5]方的浩大工程项目。南水北调分为东中西三条路线，这三条线又是一个有机整体，可以起到相互补充的作用。以合理分配黄河水量的方法，使北方东、中、西部水资源和南水北调工程互相补[6]偿，能够优化我国水资源配置，保证在未来我国人口达到高峰时人民生活用水与国民经济安全。丹江口水库位于长江的支流汉江流域内，是南水北调中线工程的引水口，线路总长约1432km，南水北调中线途经长江、淮河、黄河和海河这四个流域，穿过包括大大小小河流约七百条。工程主体与大量已有工程或者自然流域相交如：公路、铁路、江、河、沟、渠，为了保证工程的顺利[7]通过，建造了大量的河渠交叉、陆渠交叉、工程管理建筑物超过1700余座。中线工程拥有很多得天独厚的优势如：自然输水、水质好、覆盖面大等，是解决北方尤其是京、津、冀、豫、鄂这[8]些区域水资源短缺问题的重要基础设施。由于汉江水量有限，不能完全满足供水区所有供水要求，所以主要向京、津、冀、豫、鄂五省市的生活和工业供水使用，部分地区农业及其他用水可[9]以分配到少量用水。保定市南水北调的主体工程隶属于中线工程，因为水量的限制，所以引水大多分配给水厂进[10]行处理后作为生活用水处理。因为水厂的位置一般较为靠近附近的人口聚集区，所以不能建设在主体工程旁边，因此在主体工程与水厂中需要通过配套工程对主体工程中的水进行分配，并输[11]送到地表水厂中去。输水管道工程是为南水北调工程服务体系的重要组成部分，具有将中线总干渠和供水区地表水厂连接起来的紧要作用，随着建设的完成将对提高南水北调的供水能力产生[12]不可忽视的影响，是经济社会发展的保障；对改善北方的地下、地面水环境起着积极作用，同[13]时促进可持续性发展与经济社会协调发展。1.1.2研究意义保定市南水北调配套工程内的输水管道工程与南水北调主体工程相比有着更加庞大的工程量，而且承担着异常显著与重要的作用。配套管道工程的实施将有效缓解保定市用水的供需矛盾，1\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文有利于改善由于超采地下水所引发的一系列环境问题，也有使主体工程输送过来的水能最大化利用的作用。但由于管道工程的工程量巨大，在管道建设施工过程中，工程的施工对环境的影响是一个不可忽略的问题。管道施工期对环境产生影响的因素很多，譬如施工机械产生的废水、废气、噪声，管沟开挖产生的固体废弃物、水土流失等。相对于很多点式的大型工程，在某一点集中但是小范围内产生严重的环境影响，管道工程为线形工程，某一点上的环境影响不是很明显，但是当很长的一条线上所有的影响累计起来后，管道工程对环境的影响就凸显出来，所以必须采取相应的防治措施进行有效控制，使得管道工程对环境的影响尽可能的被控制在可以接受的范围内。本研究通过对保定市配套工程中的管道工程施工期的环境污染和水土流失情况进行调查分析，探明管道工程施工期影响环境的主要污染源和易造成水土流失的敏感单元，揭示各污染源的污染程度，预测水土流失量，并制定相应的防治原则。此研究通过环境影响分析来确保庞大的管道工程对环境的影响在可以承受范围内，同时通过防治原则的实施使环境影响最小化，对保护环境和改善工程沿线人们的生活质量与身心健康，促进管道工程建设与环境协调的可持续发展具有重要的理论和实际意义。1.2研究现状1.2.1工程施工对环境影响的研究现状管道工程全面地影响着周围的生态，因为铺设管道需要打通其环境要素，铺设管道的相关操作同样会对施工区域内的自然和和社会经济因素产生重要的影响，诸如：土地、水、大气、草原、[14-17]森林、矿藏、自然保护区、风景名胜区、野生动植物、自然和人文遗迹、城市以及农村等。施工和运营构成了对于管道的铺设项目的两个阶段，因此，在这两个阶段中，要分别对其所影响的环境进行分析。施工对于环境的影响主要是指在对管道铺设施工的过程中所发生的破坏自然资[18]源以及污染环境的活动。对于一个管道铺设的项目中，管道施工是主要的影响组成部分，因此[19]在管道施工期中，需要及其关注自然环境，注重对自然资源的保护以及生态环境的重视。1、工程施工中的环境污染（1）大气污染工程施工过程中，施工器械和各种车辆是必不可少的，在使用和作业的过程中，难免会产生各种各样的废气，总悬浮颗粒物（TSP）、SO2、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）等主要的空气污染物是施工车辆排放废气的组成部分，这些污染气体进入到空气中，对当地的环境造成极大的破坏。另外在施工过程地面常常比较干燥，车辆的行驶、施工中的装载运输材料也会产生大量扬尘，工程沿线的环境卫生以及居民的正常生活都会受到很大影响，另外大气中浮沉的含量也[20]会随之增加。（2）噪声污染对于当代社会来说，噪声已经成为了一个主要的污染物，有研究表明，噪声对居民的休息生活造成了极大的影响，致使人们工作效率低下，另外，人们的情绪容易受到噪声的影响受到波动，噪声污染特别严重的地方甚至会引发多种疾病例如头痛、眩晕、血压的升高等。在管道工程的施工过程中，噪声是不可避免的一类污染物，有人测试过，有些大型机械比如铲土机、推土机等可以达到100分贝以上，另外伴随施工过程中的运输材料，搅拌、挖掘沟道都会对附近生活的居民2\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究[21]造成很大影响。运输建筑材料和土石方所需要的载重汽车以及施工场地上的机械工作是施工中[22]噪声的主要来源。这些噪声对于区域内生活的居民产生了造成了许多不利的影响。（3）固体废弃物污染施工的过程伴随着很多材料的运输、加工、使用，同时也就自然而然的形成许多固体废弃物的堆积，比如水泥、建筑垃圾、石灰、石料等。往往这类废弃物是摆放在工地的周围部分，对于摆放地的土壤以及河流都会造成污染，另外施工人员在他们工作和生活中也会产生很多生活垃[23]圾，处理不当也会对当地的环境造成破坏。（4）水污染施工过程中由于生产形成的废水和施工队伍生活工作造成的生活废水，是工程拟建期间的两大污染源。工程建设中影响水资源包括地表水和地下水两方面。就地表水来说，建筑材料的随意堆放、建筑垃圾的任意丢弃、施工人员的生活废弃物、汽车和机械在运输和作业工程中排放的尾[24]气和石料等都会对周围的地表水环境造成一定的污染。而在管道挖掘建设的过程中，土壤中可能会进入一些有毒物质。管道的铺设有时又会干扰甚至改变地表水和地下水的流向，对于当地的[25]水环境是一种极大的破坏。对于水文条件的干扰可能会造成水的流向以及数量变化，对于周围生活的居民以及动植物环境都会形成破坏。大型的施工过程比如开挖路基甚至会破坏河流的稳[26]定，造成一些不可挽回的损失。（5）生态环境管道工程对土地的临时占用会在一定范围内改变土地的使用类型，致使区域内土地的性质和类型发生改变。在开挖管道、并对其进行铺设和填埋以及施工中车辆和机械作业的过程中，对施工区域土壤造成了一定的影响。在施工的过程中，由于占用土地中可能包含有农作物和其他植物，[27]因此会降低施工区域的植被覆盖率和总的生物数量，破坏了当地的生态环境。2、工程施工中的水土流失（1）管道工程施工期水土流失的特点管道工程在施工期内，由于工作人员与机械设备的存在与施工引发了水土流失，这是一种非[28-29]常态的水土流失状况，它即有水土流失的共性，也具有自身的特性。在区域内有不同的气候、地形、植被、地质因素，它们的影响类型也是不一样的，所以通过总结对管道工程的水土流失特[30-31]点可以归纳为下列几点：①侵蚀区呈线形。管道工程在建设期内，对管线两侧的影响距离相对管线的长度是很小的，甚至与管线总长度相比是可以被忽略的，所以在讨论管道工程土壤侵蚀区域时我们可以将管道工程看成一个线性的区域来对待。②侵蚀类型复杂。管道工程因为它的特殊性要求所以长度会很大，这样就容易使得工程建设区穿越了几个不同的区域，在计算过程中的一些参数与因素需要区别考虑与对待，不可一概而视，在设计防治方案时也要进行考虑。③土壤侵蚀量大。管道工程施工过程中会对地表结构进行破坏，并且需要进行挖土、运土与堆积，在施工过程中具有很大的土壤侵蚀量。同时还有一些特殊区域需要使用特殊施工方式如：顶管、混凝土路面破坏等，都会产生大量的土壤侵蚀，所以工程的土壤侵蚀量大。④对水土资源的影响则有多种多样的表现。管道施工距离较长，对土地的破坏也会有很多不3\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文同的表现，而水土流失的形式可以理解为为石块、土壤、固体废弃物的混杂位移与搅动，同时施工过程中要穿越河流、道路、建筑物、铁路等，因此管道工程施工对水资源和土地资源的破坏有多种多样的表现。（2）水土流失的成因管道工程建设造成水土流失主要有三个方面：首先是工程施工会破坏管道施工用地范围内的地表植被与农作物，产生开挖裸露地面，从而导致水土流失量增加；其次，随着工程施工中的管沟开挖、顶管等行为会产生弃渣、弃土，由于弃渣、弃土的出现会产生水土流失；同时，施工过程中的一些临时措施如：临时道路、项目管理区、物料堆放区等也会因不同的天气原因产生不可[32-35]避免的水土流失。1.2.2环境影响评价方法的研究现状可用于工程施工对环境影响的综合评价方法很多，现仅将几种国内外研究中常用的评价方法进行综述。1、类别评价法为了确定某类污染源的受污染程度，从其中挑选某种污染物的含量，参考受污染指标的方式[36]叫做类别评价法。（1）浓度指标为了直观表现出污染源的污染能力而选择其中一种污染源排放其污染物的浓度值大小。（2）排放强度指标排放强度指标的表达式为：Wi=CiQi式中：Wi—某种污染物的排放强度，g/d3Ci—污染平均排放浓度的实测值，d/m3Qi—某种污染物载体排放量，m/d。污染物排放数量是在特定时间内污染源所排放的污染物数量。相比较来说，在确定污染源对周边环境的污染情况的确定方面，排放强度更加可靠。（3）统计指标①检出率。在污染源之中检测他的污染物排放数量，并且计算它所占污染数量总体的比率。它的计算式为：niB100%iAi式中：Bi—某污染物的检出率，%；ni—某污染物检出样品个数；Ai—某污染物样品总数。②超标率。在规定的排放标准数量之上，污染源所排放的实际数量减去规定的标准排放数量的值与该污染源排放数量总体的百分比。计算方式为：fiD100%ini4\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究式中：Di—某污染物的超标率，%；fi—某污染物超过排放标准的样品数；ni—某污染物检出样品总数。以上这些评价方法简单、易行、直观，是经常被使用的方法。但是这种方法最好用于相同种类污染物的比对，而不能对几种相异污染源进行比较，具有较大的局限性。2、基于指数法的综合评价法[37]（1）指数法污染物在环境中检测值与标准值的比，称为该污染物的环境质量指数，公式如下：CiPiCi0式中：Pi—为i污染物的环境质量指数；Ci—为i污染物的检测值；Ci0—为i污染物的环境质量标准值。环境质量指数的物理意义是i污染物超过环境质量标准的倍数。（2）基于指数法的综合评价区域环境质量是多要素组成的，其中主要有大气环境、地表水环境、地下水环境、土壤环境及噪声等污染源。描述这些环境要素的综合质量是很必要的，也是比较困难的，在国内主要有两种表示方法：①加权和法根据评价区拥有相异功能的环境要素，或不同要求下的环境质量，对于不同要素的各个权值累计起来，如下式：nPZWjPnjj1当采用均权时，也可简化为下式：nPZPnjj1②兼顾极值为了将起到作用大的环境要素重点表示出来，可使用内梅罗公式来计算这些环境要素的综合环境质量指数，见下式：n(maxP)Pnjnjj1PX23、层次分析法国际上对于层次分析法的统称为AHP法，通过建立层次结构，表达附属关系，对于定性指标与定量指标都能进行权重计算。在此计算中，基于系统规则理论与评价的内容，将决策思维转[38]换为模型，简化处理。5\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文上世纪美国知名学者托马斯·L.萨迪（Saaty.T.L）首次提出了层次分析法，并很快被世人所接受，并用于各个行业的评价工作中。层次分析法工作的基本原理是：首先根据所选指标进行分类处理，即分为目标层、准则层、指标层，在指标层，针对于准则层，各指标进行两两的重要性对比，按照其重要性，在按最大权重原则基础下确定的最优权重值。确定完权重就可以一眼看出评价指标对与评价对象的重要程度。层次分析作为一种择优的方法对于多目标决策，确定限制程度有较高的判断性，这决策过程中，通过一定的隶属关系，建立决策层序，得出的结果通过人为[39]的修正与判读，并对排序结果进行综合排序，最终得到最优的方案。1.2.3水土流失预测方法的研究现状在预测水土流失量的过程中，使用不一样的影响因素，会对预测量产生很大的影响。目前国内外在管道工程水土流失量的预测还没有统一的模型已经参数和它的取值依据与范围，下面有一[40]些目前主要使用的水土流失量计算的方法。1、年侵蚀量预测模型法通过参考各地研究所、观测站的科研成果，结合地形、降雨、土壤结构、植被、管理措施等[41]因子与土壤侵蚀之间的定量关系同时结合相应的预测模型进行预测。水土流失量的预测主要使用通用水土流失的方程式：E=R*K*Ls*C*P式中：E一一侵蚀模数（t/km*a）；R—降雨侵蚀力因子；K—土壤因子，在工程施工破坏土壤结构使其变得松散的状态下，K的值取0.41~0.45；Ls—地形因子；C—地表覆盖因子（植被因子）；P—水土保持措施因子2、分类分级法nW[Fi(MsiMoi)Ti]i0式中：W—扰动地表新增水土流失量，t；2Fi—扰动地表面积，km；2Msi—不同预测单元扰动后的土壤侵蚀模数，t/km*a；2Moi—不同预测单元原生土壤侵蚀模数，t/km*a；Ti—预测时段，a。这个公式中对Msi和Moi取值应当重点处理，Msi是预测单元在施工后的年土壤侵蚀模数，反映水土流失的发展趋势和动态变化，不是定量指标而是动态变量指标；Moi是原生土壤侵蚀模数，反映了预测单元在近些年的平均侵蚀模数，是一个定量指标，正常会用侵蚀区土壤侵蚀状[42]况的背景值来直观体现研究区内的水土流失状况。3、流失系数法流失系数法一般用来预算弃土区或者临时堆土区的水土流失量，计算公式如下：6\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究nW(SiaTi)i0式中：W—弃堆土流失量，t；Si—弃堆土总量，t；Ti—堆土时间，t；i—工程最终弃土或临时堆土；a—流失系数（%），在不进行任何保护措施的情况下，弃土区弃土在自然因素的影响[43]下发生水土流失达到平衡状态时产生水土流失量与弃土总量的比值。4、类比预测法类比预测法是指通过一个与需要预测的项目相类似的已经建设完成的项目来进行比率预测，这里的相似有一定的要求，如工程项目所在区域的气候、地质、地貌、植被等自然因素，同时也要有相近的技术经济指标、项目施工时间、建设规模等。在满足了相似性的要求后，可以在已经[44]完成项目的基础上进行分析、比较，通过已有数据进行预测。5、物理模型法这种方法主要是对实物模型进行室内实验，在此基础上进行预测。在国外，采用野外及室内人工模拟降雨预测水土流失量是进行水土流失预测的一种手段，我国在20世纪80年代起开始应用室内人工模拟降雨和室外人工模拟降雨，主要是用来测定不同坡面、植被、土壤、土地利用在[45]设定暴雨频率下的土壤流失量。1.3研究区基本概况1.3.1保定市环境概况保定市属欧亚东部温带半湿润季风区。冬季寒冷干燥，盛行由大陆吹向海洋的干冷冬季风，夏季炎热多雨，盛行由海洋吹向大陆的湿热夏季风，春秋则为过渡性季节，常有南北风交替出现的现象。季风特征显著，故四季分明：春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷[46]少雪。年平均气温12.9℃，极端最高气温39.2℃，极端最低温度-15.1℃，以七月份为最热，月[47]平均气温26.5℃；1月份最冷，月平均气温-2.9℃。无霜期平均为178天，常年主导风向SW和次主导风向NE，频率分别为14.48%和11.4%，年平均静风频率为4.23%，年平均风速为[48]2.1m/s。年平均降水量552.9mm，主要集中在6、7、8月份，约占全年降水量的70-80%，一日最大降雨量138.3mm。年均蒸发量1566.0mm，年内最大蒸发量出现在5、6月份，约占全年蒸发量[49]的三分之一。冻土期为11月到次年3月，最大冻土厚度为46cm。全市地势由西北向东南倾斜，地貌分为山区、平原和洼淀三大类。以黄海高程100m等高线22划分，山区面积约11056km，约占总面积的50%；平原约8624km，约占总面积的39%；洼淀2区约2432km，约占总面积的11%。保定市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程的施工主体[50-51]部分主要位于平原地区。7\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文保定市土壤类型众多，但分布规律极为明显，全市共有13个土类，28个亚类。13个土类包括褐土、潮土、粗骨土、棕壤、石质土、风沙土、沙姜黑土、水稻土、新积土、山地草甸土、盐土、栗钙土。土壤普查结果显示，全市土壤养分总的状况是磷、锌极缺，有机质、全氮、铁较缺，钾锰含量较高，铜丰富，因此，全区土壤养分状况属中下肥力水平。总的说来，东部低平原区土壤养分含量最低，其次是山麓平原区，这两个区域是褐土、潮土的主要分布地段，也是粮棉产区，面积占全市面积的50%左右，养分的主要矛盾是磷极缺，有机质和全氮不足。西部深山区土壤中有机质，全氮含量最高，其次是低山丘陵区，但是山区土层薄，土壤养分状况受自然因素支配，均一性差。位于东部白洋淀周边的洼淀区，土壤养分含量虽高，但通气性差，养分不易释放，作[52]物难以吸收，需深耕晒华，加强熟化，促使有机质矿化和速效养分的释放。1.3.2保定市南水北调配套工程水厂以上工程基本概况保定市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程承担着向保定市26个城市供水目标供水的任务，分别为保定市区；涿州、高碑店、安国、定州4个县级市；曲阳、唐县、顺平、满城、徐水、易县、涞水、容城、雄县、清苑、定兴、望都、安新、博野、蠡县、高阳16个县城；定州市唐河循环经济产业园区、白沟新城、松林店镇、国华定洲电厂、大王店产业园区5个工业区，采用管道或箱涵输水，共29条输水管线，全长208.02km（图1-1）。根据经济、技术等比选采用泵站加压输水和自流输水两种方式，其中：泵站加压输水线路9条（泵站6座），自流输水线路20条。在建设施工阶段，共需穿越12条河流，分别是大王店的漕河、清苑县的金线河与南环堤河、高阳县的孝义河、安新县的大张庄排干渠、雄县的新盖房分洪道、易县的北易水河、涞高定干管的南拒马河、涿州市的北拒马河南支、望都县的九龙河以及曲阳的孟良河。保定市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程在2014年中旬开始逐步进入建设施工阶段，本文研究时工程还处于可行性研究和设计阶段，因此，对环境的影响分析及水土流失的部分分析数据为预测值。8\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究图1-1研究区管线图Figure1-1Pipelinediagraminresearcharea2主要研究内容2.1研究目标及内容2.1.1研究目标通过对保定市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程施工期间对环境的影响进行调查研究，针对管道工程在施工过程中产生的环境污染与水土流失两个方面的环境问题进行分析。探明对环境产生污染的主要污染原因，建立环境污染影响评价结构指标模型，通过层次分析法对各污染源的环境影响程度进行评价，并进一步对不同程度的污染源设计出相对应的防治原则。通过分析管道工程建设中造成水土流失的主要原因、土壤侵蚀敏感单元和土壤侵蚀动力因子，预测水土流失内容，并以年侵蚀量预测模型法预测水土流失量，并将其与原水土流失量对比，制定防护、治理措施原则。通过以上研究和防治原则的制定与实施，使得保定市南水北调配套工程对环境的影响能够达到最小。2.1.2研究内容（1）水利管道工程建设对环境污染的影响研究通过以往的经验与保定市南水北调配套工程水厂以上工程的实际情况，对污染源进行排查，确定主要的污染源，通过层次分析法，对污染源的环境影响程度进行综合评价，并针对不同程度9\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文的污染源制定不同的防治原则，以期将环境污染的影响控制在一定范围内。（2）水利管道工程建设对水土流失的影响分析以已有的水土流失研究为基础，通过现场观察、勘测和资料分析，明确水土流失的特点和主要成因；找出土壤侵蚀的敏感单元，对主要土壤侵蚀动力因素进行分析；通过年侵蚀量预测模型法计算出水土流失的工程量，并将其与原水土流失量进行比较，判断是否有必要采取水土流失防治措施，如果需要则针对原因设计出最佳的防护、治理措施原则，以期将水土流失的影响最小化。2.2研究方法2.2.1基本情况调查通过现场实地调查、勘测和相关资料的收集整理、归纳分析，并根据以往工程施工中的经验，摸清配套工程中管道工程的实际情况，明确管道施工过程对环境的影响主要集中在环境污染与水土流失两个方面。环境污染方面对污染源进行细分，确定主要的污染源；水土流失方面找出土壤侵蚀的敏感单元，对水土流失的特点和主要的土壤侵蚀动力因素进行分析，探明水土流失的主要原因。2.2.2水利管道工程建设对环境污染和水土流失的影响分析环境污染方面，从大气、噪声、水、固体废弃物污染及农田植被破坏五个主要因素分析管道施工期的环境污染，并将各个因素进行细分，通过层次分析法建立准则层和目标层。以主要因素作为准则层，细分因素作为目标层，对各环境污染因子进行综合评价，明确其污染程度。水土流失方面，通过对可能产生水土流失的地形单元进行分析，找出土壤侵蚀的敏感单元和动力因素，并确定其参数。以年侵蚀量预测模型法计算各敏感单元的水土流失量，直观的表现出主要水土流失区域，并与该地原水土流失量进行对比，确定水土流失的程度。2.2.3防治原则的制定根据以上环境污染与水土流失两方面的分析结果进行防治原则的制定。环境污染方面针对各污染源的不同污染程度分别制定防治原则，污染程度较大的污染源作为重要的防治对象；水土流失方面，根据水土流失量的大小，对所有的水土流失敏感单元采取相应的防治原则，但对于水土流失量较大的敏感单元要重点防治。2.2.4数据处理与分析研究数据通过Excel软件进行计算、统计与分析，层次分析法中对矩阵的计算使用了yaahp软件。10\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究2.3技术路线水利管道工程建设对环境的影响分析现场调查与资料收集确定研究目标对环境污染的影响对水土流失的影响土土壤侵固体废弃物污染水土流失壤农侵废气污染噪声污染水污染田蚀蚀植被破坏敏感单元动力因素特点污染程度综合评价水土流失量的预测分析主要污染因素确定不同单元水土流失程度的确定防治原则防治原则水利管道工程建设对环境的影响图2-1技术路线Figure2-1TechnologyRoute11\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文3水利管道工程建设对环境污染的影响研究3.1环境污染源排查与确定水利管道建设项目在施工期所使用的器械，如挖掘机、拖拉机机、混凝土搅拌机、铲车等，容易产生废气、扬尘、噪声，引起大气和噪声污染，并且部分机器在施工期间会有漏水、漏油现象，引起水污染。管道工程需要将多出的工程废土、肥料运至弃渣场，运输车辆会产生扬尘、噪声、尾气，引起大气、噪声污染，弃渣场一般选用附近农田，对农田耕作环境产生影响。同时施工期间，工程管理人员、机械操作人员、施工工人、后勤人员等会在工地附近居住，产生生活垃圾与生活废水，均会引起水污染与固体废弃物污染。根据以上分析以及相关参考文献，将管道工程对环境的污染分为五部分，即大气污染、噪声污染、固体废弃物污染、水污染、农田植被破坏。3.2环境污染源细分根据建设期间的实地情况以及相关的参考文献，对五大污染源进行进一步的细分。在大气污染方面划分为器械在作业时所产生的废气与扬尘；在噪声污染方面分为运输车辆产生的噪声与施工机械产生的噪声；在固体废弃物污染方面分为施工时产生的废弃物与工作人员的生活垃圾；在水污染方面分为施工时产生的废水与工作人员的生活废水；在农田植被环境破坏方面不再细分。3.3水利管道工程建设对环境污染的综合分析3.3.1层次分析法的应用步骤使用层次分析法对管道工程进行评价分析，主要通过下面步骤：（1）建立层次结构模型。通过对所需研究问题的分析，面对评价系统建立的结构模型是多级递阶，如目标层、指标层、准则层等，并以图表的形式更加明显的表现出因素的相互关系与层次的递阶结构。（2）构造判断矩阵。对相邻两层的要素进行分别的比照，组织设计出判断矩阵，并通过以上的方式计算出各要素的相对重要度。通过下表3-1的判断矩阵来表现拥有n个因素的评价准则C内因素的相互关系。表3-1判断矩阵的模式表Table3-1Modeltableofmatrixjudgmentcc1c2……cj……cnc1a11a12……a1j……a1n……………………………………ciai1ai2……aij……ain……………………………………cnan1an2……anj……ann12\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究即判断矩阵A为：A=[aij]n×n由上表可知：aij>0，ann=1（i，j=1，2，⋯⋯，n）。（3）权重系数的确定通过求出判断矩阵A的特征向量W，然后经过归一化处理，即可求出ci关于C的权重。托[53]马斯引用了如表3-2的1~9相对重要性标度法。表3-2评价指标相对重要性尺度Table3-2Relativeimportancedimensionofevaluationindex判断尺度尺度释义1因素Ci与Cj相比较，二者一样重要3因素Ci与Cj相比较，前者比后者略微重要5因素Ci与Cj相比较，前者比后者明显重要7因素Ci，与Cj相比较，前者比后者重要的多9因素Ci，与Cj相比较，前者比后者绝对重要其特征向量W应满足以下公式，其中λMax为矩阵A的最大特征值。AW=λMaxW我们一般会使用方根法来对权重系数进行简单的计算，方根法的步骤为：对行元素求几何平均值，得：1W’(∏a)niij再规范化，即得权重系数Wi：’WiWi’Wi（4）一致性检验在通常情况下中，精确地计算出Wi/Wj的值很难，只能通过估算，但是绝大部分估算都会有一定的误差，有了误差对计算矩阵的特征值就会产生影响，使其不准确必，所以需要进行一致性检验。计算一致性指标一般通过下式：nMAXCIn1其中特征根值λMax通过以下公式：n(AW)iMAXi1nWi在研究不是同一阶的判断矩阵的一致性时，主要以判断矩阵的平均随机一致性指标RI的取值为标准来进行比对，具体RI值见表3-3。由表3-3可以看出，在一、二阶判断矩阵内，RI没有13\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文具体的大小值，因为一、二阶矩阵一直具有相同的一致性，在阶数大于等于3的时候，判断矩阵的随机一致性比率取值是用一致性指标CI除以同阶平均随机一致性指标RI的值，用CR来表示，[54]当CR=CI/RI<0.10时，说明判断矩阵的一致性是已经达到要求了。（5）层次单排序及其一致性检验层次单排序是每一个评价指标相对于所属准则层的重要程度，一致性指标数值越大，则单排序的结果越差。（6）层次总排序及其一致性检验比较某一层次内所有因素对于最高层（总目标）相对重要性排序的权值，称为层次总排序。一致性指标数值越大，则总排序的结果越差。表3-3平均随机一致性指标RI值Table3-3RIvaluesofmeanrandomconsistencyindexN1234567891~9000.580.961.121.241.321.411.45标度3.3.2建立结构指标模型水利管道工程的环境污染源在前面已经被找出，现在根据保定市南水北调配套工程水厂以上工程的实际情况基于层次分析法来建立一个层次结构指标模型，更加直观的将目标层（A）、准则层（B）、指标层（C）表现出来，具体的层次结构图见图3-1。图3-1环境污染影响分析层次结构指标模型Figure3-1Hierarchyindexmodelonenvironmentpollutionanalysis14\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究3.3.3准则层判断矩阵模式表通过准则层五个因子之间的两两对比，根据保定市南水北调配套工程水厂以上工程的实际情况，通过专家对各评价因子进行比较，最后选择判断尺度，列出判断矩阵模式表，具体见表3-4。表3-4准则层判断矩阵模式表Table3-4Matrixmodeltableofcriterionlayerjudgment农田植被环境评价因子大气污染噪声污染固体废弃物污染水污染污染大气污染11/31/41/31/2噪声污染311/212固体废弃物污染42123水污染311/212农田植被环境污染21/21/31/213.3.4准则层因子权值与一致性比照经以上计算步骤得出准则层各因子的权值，各因子的权值见表3-5。其一致性比率CR=0.0074＜0.1，所以满足一致性要求。表3-5准则层权值Table3-5Criterionlayerweightsvalue准则层因子权值大气污染0.0735噪声污染0.2154固体废弃物污染0.3750水污染0.2154农田植被环境污染0.12083.3.5指标层各因子比较与权值结合专家意见与水利管道工程现场状况对各指标进行比较，在大气污染方面，扬尘（C12）对环境的影响程度大于废气（C11）；在噪声污染方面，施工机械产生的噪声（C22）对环境的影响程度大于运输车辆产生的噪声（C21）；在固体废弃物污染方面，施工时产生的废弃物（C31）对环境的影响程度大于工作人员的生活垃圾（C32）；在水污染方面，施工时产生的废水（C41）对环境的影响程度大于工作人员的生活废水（C42）；施工时对农田植被的破坏（C51），指标层与准则层一致。通过上述比较，经过以上同样的计算过程得出指标层因子权值，详见表3-615\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文表3-6指标层权重值Table3-6evaluationindexlayerweightvalue指标层对于准指标层对于目评价准则权值评价指标则层权值标层权值扬尘0.80.0588大气污染0.0735废气0.20.0147施工机械产生的噪声0.670.1436噪声污染0.2154运输车辆产生的噪声0.330.0718施工时产生的废弃物0.80.3000固体废弃物污染0.3750工作人员的生活垃圾0.20.0750施工时产生的废水0.60.1292水污染0.2154工作人员的生活废水0.40.0862农田植被破坏0.1208对农田植被的破坏10.12083.3.6各指标分级评分标准与分级1、指标层评分标准以及分级本文对保定市南水北调配套工程水厂以上工程生态环境分级评分标准的制定中，将每个评价因子分为三个等级进行评价，三个等级依次为良好、一般和较差，所对应的分数依次为1、2和3。下述分级标准的制定是通过专家咨询法并参考国家标准（GB3096-2008、GB5748-85等）、行业标准中的一些分析标准得到。（1）大气污染2保定市南水北调配套工程水厂以上工程建设期平均扬尘值为1.3g/m*d，由表3-7可看出，3此数值处于一般级别，赋2分；平均废气排放量为165mg/m，处于良好级别，赋1分。表3-7大气污染分级评分标准Table3-7Standardofairpollutiongradingscore分级（评分）指标良好（1）一般（2）较差（3）2扬尘(g/m*d)0~0.90.9~1.8＞1.83废气(mg/m)<700700~1200>1200（2）噪声污染保定市南水北调配套工程水厂以上工程建设期施工机械产生的噪声平均值为63dB，由表3-8可看出，此数值处于一般级别，赋2分；运输车辆产生的噪声均值为48dB，处于良好级别，赋1分。16\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究表3-8噪声污染分级评分标准Table3-8Standardofnoisepollutiongradingscore分级（评分）指标良好（1）一般（2）较差（3）施工机械产生的噪声（dB）<5050~65>65运输车辆产生的噪声（dB）<5050~65>65（3）固体废弃物污染33保定市南水北调配套工程水厂以上工程建设期施工时产生的废弃物体积为295.6×10m，由33表3-9可看出，此数值处于较差级别，赋3分；工作人员的生活垃圾体积为11.3×10m，处于良好级别，赋1分。表3-9固体废弃物污染分级评分标准Table3-9StandardofSolidwastepollutiongradingscore分级（评分）指标良好（1）一般（2）较差（3）33施工时产生的废弃物(10m)<5050~100>10033工作人员的生活垃圾(10m)<5050~100>100（4）水污染33保定市南水北调配套工程水厂以上工程建设期施工时产生的废水体积为16.8×10m，由表333-10可看出，此数值处于一般级别，赋2分；工作人员的生活废水体积为8.6×10m，处于良好级别，赋1分。表3-10水污染分级评分标准Table3-10Standardofwaterpollutiongradingscore分级（评分）指标良好（1）一般（2）较差（3）33施工时产生的废水(10m)<1010~25>2533工作人员的生活废水(10m)<1010~25>25（5）农田植被环境污染2保定市南水北调配套工程水厂以上工程建设期对农田植被的破坏面积达到了12.2km，由表3-11可看出，此数值处于较差级别，赋3分。17\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文表3-11农田植被环境污染分级评分标准Table3-11Standardofvegetationdamageinfarmlandgradingscore分级（评分）指标良好（1）一般（2）较差（3）2对农田植被的破坏(km)<55~10>102、目标层分级评分标准根据上述评估指标体系，采用层次分析与评分法对水利管道工程生态环境的现状情况进行计算，所得结果即为水利管道工程的生态环境现状评价指数。用ai表示准则层的权重系数，用bi表示指标层的权重系数，用fi表示各项所对应的分值，用En表示评价指标各项所得总分，用W表示水利管道工程所得总分。则计算公式如下：nEnbifii15WaiEni1根据以上公式计算得出水利管道工程生态环境综合评价分值后，按照表3-12将生态环境分析结果分成三级。当权重系数小于1时，为良好级别，介于1与2之间时为一般级别，大于2时为较差级别，对应的系统特征见下表。表3-12目标层分级评分标准Table3-12Standardoftargetgradingscore生态环境生态环境级别系统特征值区间水利管道工程生态环境较好，较少受到破坏，生态系统结＜1良好构尚为完整，受到干扰后一般可恢复，生态问题不显著且生态灾害不大。水利管道工程生态环境环境较恶劣，生态系统功能已有退1～2一般化，但尚可维持其基本功能，生态问题显著，生态灾害较容易发生。水利管道工程生态系统功能严重退化，生态环境受到较大＞2较差的破坏，受外界干扰后自然恢复很困难，生态问题较大，自然灾害易发生。3.3.7准则层、目标层分值的确定水利管道工程施工对生态环境影响的准则层的分析主要是根据各准则层下指标的分值及其权值，通过加权求和计算即得相应准则层的分值，其计算过程如下：（1）大气污染18\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究大气污染准则层（B1）由施工作业期间机械产生的废气（C11）与扬尘（C12）2个指标组成，根据对2个指标所赋予的分值及相应的权值，通过加权求和计算得出大气污染准则层的分值，计算公式如下：B1=0.8×C11+0.2×C12（C11和C12为3.3.6中所赋予的分值，以下同）根据以上公式计算出大气污染准则层的分值为1.8。（2）噪声污染噪声污染准则层（B2）由运输车辆产生的噪声（C21）与施工机械产生的噪声（C22）2个评价指标组成，根据对2个指标所赋予的分值及相应的权值，通过加权求和计算得出噪声污染准则层的分值，计算公式如下：B2=0.33×C21+0.67×C22根据以上公式计算出噪声污染准则层的分值为1.67。（3）固体废弃物污染固体废弃物污染准则层（B3）包括施工时产生的废弃物（C31）与工作人员的生活垃圾（C32）2个评价指标，根据对2个指标所赋予的分值及相应的权值，通过加权求和计算得出固体废弃物准则层的分值，计算公式如下：B3=0.8×C31+0.2×C32根据以上公式计算出固体废弃物污染准则层的分值为2.6。（4）水污染水污染准则层（B4）由施工时产生的废水（C41）与工作人员的生活废水（C42）2个指标组成，根据对2个指标所赋予的分值及相应的权值，通过加权求和计算得出水污染准则层的分值，计算公式如下：B4=0.6×C41+0.4×C42根据以上公式计算出水污染准则层的分值为1.6。（5）农田植被环境污染农田植被环境污染准则层（B5）只有1个指标，即对农田植被的破坏（C51），根据这一个指标所赋予的分值及相应的权值，相乘即为农田植被环境污染准则层的分值，计算公式如下：B5=1×C51根据以上公式计算出该矿山地质灾害准则层的分值为3。水利管道工程生态环境综合分析是根据大气污染（B1）、噪声污染（B2）、固体废弃物污染（B3）、水污染准则层（B4）、农田植被环境污染（B5）五个生态环境分析指标体系准则层的分值及权值，对其进行加权求和后计算得出水利管道工程的生态环境综合分析值（A）：A=0.0735×B1+0.2154×B2+0.375×B3+0.2154×B4+0.1208×B5根据以上公式计算出该矿山生态环境综合评价的分值为2.17。按照水利管道工程生态环境综合分级表的划分标准，水利管道工程建设生态环境综合评价为较差级别，水利管道工程的生态系统功能严重退化，生态环境受到较大的破坏，受外界干扰后自然恢复很困难，生态问题较大，自然灾害易发生。19\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文3.3.8水利管道工程建设对生态环境的影响分析根据以上对水利管道工程生态环境分级赋值所得评价结果，做出水利管道工程生态环境分析指标体系各项分值表（表3-13）。表3-13指标体系分值表Table3-13Indexsystemscoretable评价准则层准则层分值评价指标指标分值扬尘2大气污染1.8废气1施工机械产生的噪声2噪声污染1.67运输车辆产生的噪声1施工时产生的废弃物3固体废弃物污染2.6工作人员的生活垃圾1施工时产生的废水2水污染1.6工作人员的生活废水1农田植被环境污3对农田植被的破坏31、指标层制约性贡献值分析将水利管道工程生态环境评价指标所得分值乘以其相应的层次总排序权值即得该指标对水利管道工程生态环境的制约性贡献值（表3-14）。根据对水利管道工程生态环境各指标制约性贡献值的排序可以看出各指标予以治理的重要程度。经过排名后制约水利管道工程生态环境的前4名污染源分别是施工时产生的废弃物、对农田植被的破坏、施工机械产生的噪声、施工时产生的废水，制约性贡献值分别为0.9、0.3624、0.2872、0.2584，其中施工时产生的废弃物的制约性贡献值是其它污染源的3倍左右。20\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究表3-14指标层制约性贡献值Table3-14Therestrictedcontributionvalueofindexlayer指标层因子指标分值层次总排序权值制约性贡献值制约性贡献排序扬尘20.05880.11765废气10.01470.01479施工机械产生的噪声20.14360.28723运输车辆产生的噪声10.07180.07188施工时产生的废弃物30.30000.91工作人员的生活垃圾10.07500.0757施工时产生的废水20.12920.25844工作人员的生活废水10.08620.08626对农田植被的破坏30.12080.362422、准则层制约性贡献值分析将水利管道工程生态环境准则层分值乘以其相应的权重值即得该准则层对水利管道工程生态环境的制约性贡献值（表3-15）。根据对水利管道工程生态环境各准则层制约性贡献值的排序可知，制约水利管道工程生态环境的首要因素为固体废弃物污染，其制约性贡献值达到了0.98，其次是噪声污染和农田植被环境污染，其制约性贡献值均为0.36，仅为固体废弃物制约贡献值的约1/3，表明固体废弃物对生态环境影响巨大。制约性贡献相对较小的是水污染，但制约性贡献值也达到了0.34，而大气污染则是影响最小的，制约性贡献值仅为0.13。表3-15准则层制约性贡献值Table3-15Therestrictedcontributionvalueofcriterionlayer评价准则层准则层分值准则层权重值制约性贡献值制约性贡献排序大气污染0.07351.80.135噪声污染0.21541.670.362固体废弃物污染0.37502.60.981水污染0.21541.60.344农田植被环境污染0.120830.3623.4管道工程施工期环境污染防治原则根据上述层次分析法的计算结果，结合保定市南水北调配套工程水厂以上工程的实际情况，对上述污染源按照影响大小顺序制定防治原则，污染程度较大的要在时间、人力、财力上予以更多的关注。通过这些方案原则的实施，能够使保定市南水北调配套工程水厂以上工程的污染最小21\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文化。3.4.1固体废弃物污染防治原则（1）工程弃渣工程弃渣主要包括部分临时施工道路的泥结碎石路面弃渣、施工营地撤场后表层弃渣和占迁的居民房屋、工副企业产生的建筑弃渣还有管沟开挖回填后的多余土方，弃渣量较多，分布在配套工程的29条输水管线上。弃渣场一般选择平原地区的山坡地或坑地，属于凹地型或沟谷型的地段做为废弃坑，具有离输水管线近，同时运输处理方便的特点。同时弃渣场容量需满足附件线路的弃渣量；工程弃渣坑的设计步骤为：先以地面为准向下开挖0.3m，将开挖的土壤堆放在附件，施工产生的弃渣运至弃渣场埋入弃渣坑后，再将之前开挖出的土壤回填，结束后对弃渣场顶面的土地进行平整，然后在弃渣场顶面种植植被来进行防护。在运输弃渣过程中，通过洒水来抑制扬尘，对运输车辆使用密目网遮盖。在项目顶管施工时，挖设泥浆收集池来收集泥浆，使其能够循环利用，施工结束后平整场地，对开挖出的泥浆收集池进行回填。（2）生活垃圾施工期间工作人员日常活动会产生一定量的生活垃圾，在每个施工营地中工作人员所产生的生活垃圾需要集中收集，统一处理，确保生活垃圾不会乱丢，能够得到妥善解决。3.4.2农田植被破坏防治原则工程建设期间会对管道沿线的农作物产生破坏，其中管沟开挖、临时道路修整和临时堆土区对农田植被的破坏最严重。为了减少管道工程的施工对农田植被的破坏，降低对植被产生的影响，防治方法如下：施工期间将会对农田进行占用，无论是临时还是永久占用都会对植被产生影响，对临时占地内所破坏的植被在施工结束后进行恢复，主要的临时占地有管沟开挖面、弃渣场、临时道路等，对这些临时占地采取的恢复措施主要是植被复耕，同时一些特殊地面采取种植原生灌木的方式来恢复。管道工程施工期间为保护沿线的植被也需要采取一定的措施，具体措施如下：合理规划施工场地、临时道路、弃渣场和施工营地，将工作人员与施工车辆行走活动范围进行划分与控制，要求只能在施工线路两旁规定范围内进行施工作业，禁止施工机械与工作人员对施工规定区域以外的农田植被产生碾压与破坏；在建设项目开工前尽量先对工程范围内的树木进行移栽与统一的照顾与护理，在工程施工结束后将移栽的树木复栽；工程结束后对农田进行表土划平，有利于农田植物在下一个耕作季度的种植。3.4.3噪声污染防治原则（1）施工机械产生的噪声本工程穿越村庄或输水线路距离村庄较近，施工期施工机械产生的噪声对输水线路两侧的环境敏感点的将会产生一定污染。22\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究通过缓解措施的实施来尽可能的减少噪声对环境敏感点的影响，具体措施如下：①采用低噪声设备，合理安排施工计划。管道工程在施工期间选择使用低噪声并且最好带有隔声和消声效果的设备，要定期维修设备，使施工机械能够在最佳状态下运行，避免因未按时维修所导致的部件松动等不良状态产生额外的噪声。在安排施工计划时最大限度的避免在同一地点有大量高噪设备集中施工，防止产生噪声叠加而过分干扰某些个环境敏感点，尤其是在以居民点为中心的200m范围内应避免管道的施工，将施工设备尽可能的安排在距离敏感点较远的位置。②合理安排施工作业时间应保证在夜间10：00至次日上午6：00的时间内不会进行施工操作；避免中午和夜间休息时间内进行施工，如果遇到特殊时间如中高考期间，大型节假日期间也需要注意施工作业时间；同时调整作业的施工机械数量与种类，并采取一定的降噪措施如挡音板等。③在以居民点为中心的200m尤其是40m范围内施工作业时，在施工点与居民点之间架设隔声挡板，以此来降低施工作业噪声对居民点的噪声污染。④加强关于环保法的宣传工作，要求施工单位对提出的环保要求严格遵守；加强对施工人员的环保意识教育，做好施工现场的环保管理工作，尽量减少人为因素所造成的施工噪声。⑤建设单位在将工程进行承包时，须将控制施工噪声并达到环保要求纳入承包合同内，并在工程施工过程中安排人员专门负责噪声的控制，以确保噪声污染在环境规定的范围内，并且要求施工单位主动接受并配合环保辅助人员的检查和管理。（2）运输车辆产生的噪声①合理安排物料运输计划对工程施工中的物料运输计划进行合理安排，并且统筹安排参与运输的车辆，将运输时间集中在早上九点到十一点、下午两点到五点时间段内运输物料，避免在居民休息时间内运输物料。②合理制定临时道路路线工程在临时道路路线选择时，尽可能的避开居民点集中地段，如果必须要通过文教区及居民稠密区，运输车辆在行驶通过这些区域时，应控制行驶速度，最好不高于15km/h，并尽量减少鸣笛，控制噪声污染的产生。3.4.4水污染防治原则（1）生产废水工程施工中生产废水主要是养护混凝土所产生的废水，通过中和沉淀池的设置，中和沉淀混凝土养护废水，上清液可循环利用于混凝土养护，不需要向外排放，可尽量的减少对周边环境产生污染。（2）生活污水施工期生活污水主要是施工人员在洗涤时产生的废水，在施工营地附近设置防渗旱厕等渗滤系统，通过渗滤系统处理的粪便可无偿提供给附近农民作为农用肥来使用，施工结束后对旱厕进行覆土掩埋；工作人员生活洗漱产生的废水通过沉淀池进行集中后用于泼洒施工场地与施工道路来抑制扬尘。施工营地的生活污水只会在施工期内产生，由于施工期较短暂不是长时间的，经过23\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文一些方法进行处理后，对周围地表水环境产生的影响会得到最大的控制。3.4.5废气污染防治原则（1）施工扬尘管道工程施工线路较长，每条管线上安排的工程量较小，且施工材料主要以颗粒物为主，一般不会漂浮很远，但是我们同样需要通过一些措施的实施来控制施工扬尘产生的环境污染，具体措施如下：①通过加大管理力度来减少施工扬尘的出现，要求施工场地内需要配置不低于2m的围挡或者细目滞尘防护网。②装卸散状物料和建筑垃圾严禁抛洒，散状物料和建筑垃圾外运车辆应覆盖蓬布，严禁沿路遗洒；对于一些容易引起灰尘的建筑材料与弃土等禁止直接堆放，需要采取抑制扬尘的措施来进行防护。③在施工营地的出口处设置清除车标与车轮泥土的设备，控制因为车辆的出入导致泥土的洒落与遗散；施工营地内需要有专人负责对施工便道进行护理，保证道路状况达标；有一些需要集中作业的施工场地，它们在施工过程中的临时道路会需要使用较长时间，所以这些临时道路的土壤结构破坏会更加严重，在保定干燥的气候情况下，遇到大风天气会产生大量扬尘，需要对这种情况下的临时道路进行洒水操作来控制扬尘。④合理选择临时道路的路线，统筹安排运输车辆的车次，对所有的运输车辆制定速度范围，以减少道路扬尘。⑤当风量达到四级及以上时，要求暂时停止对土地的施工，对地表已经开挖部分进行防尘布掩盖，在风量小于四级时方可恢复施工。⑥在临时堆土区需要一些防护治理措施来进行扬尘的抑制，如喷淋保湿、四周设置围墙、加盖保护网等。⑦在施工过程中要求施工单位进行分段施工，不可长距离作业，施工过程中严格按照施工规范作业，在分段内尽快完成施工，施工后立即对表土进行恢复，减少施工产生的扬尘。⑧要求在施工过程中尽可能的使用商品混凝土，尽量避免使用现场搅拌混凝土，如果遇到特殊情况则需要设置搅拌工棚，在搅拌过程中进行喷雾操作来抑制扬尘。（2）燃油机械废气由于管道工程的施工线路较多且分散，因此分配到各管线、管段的施工车辆很少，而且管道施工基本在城市郊区以外，大气扩散条件较好，工程施工时间较短，对管道工程沿线的大气污染很有限。对工程沿线居民会产生一些影响，在工程临时道路选择时尽量避开居民点来减少施工机械尾气的影响。24\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究4水利管道工程建设对水土流失的影响研究4.1水利管道工程建设中土壤侵蚀敏感单元的确定在管道工程施工过程内，只要是管线经过的地方都需要临时占用这些土地，而这些土地上的植被则需要进行剔除产生破坏，同时很多施工附属区域也会受到影响而产生水土流失。将管道工程施工区域进行划分，将会产生水土侵蚀的区域表现出来，主要分为七个区域：工程管理区、一[55]般主体工程区、穿河流段主体工程区、施工临时道路区、临时堆土区、施工营地、弃渣场。4.1.1工程管理区工程管理区需要建设管道工程的管理维修建筑，主要是进出水口建筑物、检排井、泄水井、排气井等，这些新增的永久占地将不会对原有地表植被进行恢复。4.1.2一般主体工程区主体工程区内主要是管道施工过程中的开挖管沟、管道铺设以及管道铺设完成后的土壤回填和压实，是表面裸露在外的平面单元，虽然土壤回填压实后的地面要求是水平，同时经过压实后地面基本不会出现径流，然而遇到强降雨时，因为土壤表面没有植被，雨水会直接降落在表层土壤上，在这样的作用下地表土壤会产生径流，导致了水土流失的行程。同时如果遇到大风天气，因为地表没有植被覆盖，而且土壤结构力没有形成，同样容易产生土壤侵蚀。4.1.3穿河流段主体工程区当管道铺设途中遇到河流需要通过顶管作业从河流底部通过，顶管作业需要顶管直径为管道直径的两倍左右，顶管在河底穿过易对河床底部结构产生破坏。4.1.4临时道路区在工程施工中会临时破坏部分原地貌来通过车辆，车辆在通行的过程中会对原地貌的土壤产生破坏，根据车流量的不一样，对临时道路上的土壤也会表现出不同的侵蚀能力。4.1.5临时堆土区正常情况下，挖方得到的土石大部分用于填方，当然由于管道埋设后占用空间以及土方压实程度不同，肯定会产生一定量的弃土。弃土量虽然相对于挖土量是较小的一部分，但是一来由于管道工程量很大，弃土量也很大，二来由于其堆积是松散堆积，所以极易遭受水力或风力的侵蚀而造成水土流失。同时，挖出的弃土在堆放时也会对堆放地面土壤产生影响，在运走弃土时机械设备难免会对原地面产生破坏，同样会产生土壤侵蚀。25\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文4.1.6施工营地施工人员和管理人员居住休息的地方，大部分为施工区域附件的民房，但有一些特殊情况下需要在野外进行驻扎，由于工作人员的日常生活，机械设备在休息时间的停放，会对地表植被产生影响。4.1.7弃渣场施工中遇到一些废弃建筑物或者废弃物品遮挡在管道线路上，会对这些废弃物进行处理，将它们运到弃渣场，以保证施工的顺利进行。弃渣场的位置一般选择一些未利用地，这些未利用地一般没有农田植被覆盖，仅有一些杂草等野生植被，本来就是容易被侵蚀的地段，施工过程产生的弃渣倾倒在这些未利用地上，使得其表面植被覆盖受到破坏，抗侵蚀性能降低。在施工结束后会对其进行水土保持，但是在施工过程中会产生土壤侵蚀。4.2土壤侵蚀动力因素分析土壤在外力作用下，如果外力大于土壤本身具有的结构应力，那么就会破坏土壤的结构。随着外力的不断增大，外应力大于土壤本身具有的结构应力与重力就会改变土壤因子的物理状态，使其发生位移，这可以理解为土壤受到侵蚀。在管道工程施工中，产生土壤侵蚀的主要动力因素[56-57]可以分为：水力、重力、风力、冻融作用以及人为作用。4.2.1水力作用发生土壤侵蚀的主要原因是因为降水，往往在地下管道的施工中，首先要进行的就是道路的挖掘工作，因为道路的挖掘，挖除了表表坚硬的部分，其下的松软土层，以及挖掘出来的松土，杂质堆积都有可能被突如其来的降水所侵蚀，将大量的土壤带入地下的管道，造成土壤的大量流失。再有就是因为某类工程的施工，对地表的植被造成破坏，失去了植被的保护，在遇到大规模的降水时，地表很容易受到侵蚀，从而使土壤受到侵蚀，更有甚者将平坦的地标表蚀成沟状。4.2.2重力作用我们常见的重力影响包括：泄溜，塌陷，坍塌，滑坡等等。依照传统的重力影响概念来说重力影响就是，某地受其重力不平衡从而发生内在或者外在形态的改变。但是这种纯粹的重力影响往往是少见的。很大一部分都是由于外力的作用而发生的重力影响。列如人工挖掘后随意的土壤堆积物，由于突然的大规模降水，致使堆积物发生坍塌。人类活动造成的植被破坏，是山体在雨水作用下发生泥石流或者滑坡；往往这种情况多发生在山地，丘陵，河间等地。由于这种现象都是某一物体外大声变化或者移动，所以这种现象有称之为块体位移。往往在平时的施工中，施工单位都不注意挖掘废土的处理，通常将大量的废土大量的堆积，或者随意的丢弃，这种随意的堆积物，往往内部松散，常常为新一轮的重力破坏创造条件。每当遇到大规模的降雨或者其他的外力作用，很容易发生坍塌，滑坡或者造成土壤侵蚀，产生新的水土流失。26\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究4.2.3风力作用土壤在受到风力作用后，风力大于土壤颗粒之间的应力与自重后将土壤颗粒吹走的现象是风力侵蚀。风力侵蚀作用的大小与风力的大小、地表土壤因子的结构应力大小，土壤颗粒自重等因素有关。管道工程在施工过程中，由于地表植被破坏，使得地表完全表现在风的面前，需要承受的风力作用最强，这样在风力作用下会产生新的侵蚀。4.2.4冻融作用冻融侵蚀是指在冬天由于温度低同时容易产生极大的温差所造成的侵蚀。它的作用机理是：温度降低使开挖出的土壤颗粒含水量增大造成土壤颗粒的容积增大，使得土壤的稳定性产生影响；冻融造成了土壤颗粒的机械破坏，使得土壤内部颗粒之间的应力发现变化，从而导致土壤颗粒的应力减少；土壤冻融的时空不一致性，造成了上层已经被冻融与下层未被冻融层之间不再能够进行水分子交换，水分在两土层的交界面上流动，也会引起土体的机械破坏。冻融作用与重力作用双重破坏下甚至容易导致管沟开挖面上土体的滑落，对工程产生破坏的同时还会带来安全隐患。4.2.5人为作用最不能忽视的影响就是人为的影响作用，通过仪器与机械的操作，对土壤结构产生破坏，所以人为作用不仅仅是土壤侵蚀的主要动力，同时也是其它动力作用的辅助因素。在人为作用下，造成了土壤侵蚀，随着人为作用的持续，土壤侵蚀得到发展越来越严重，同样的也是在人为作用下土壤侵蚀得到了防治，所以人为作用是管道工程建设期间土壤侵蚀加速的根本原因。4.3水利管道工程建设中水土流失的预测分析管道工程施工需要进行土方开挖，开挖建筑物地基、管道开挖、顶管施工等对管线附近地理环境产生破坏，在建设施工区域内的农田植被与土壤环境都会受到破坏，水土流失量的增加也是必然产生的，所以需要对管道工程施工所引发的水土流失量进行估算与预测，与原地貌的水土流失量进行对比后决定是否需要进行水土流失的防护与治理。如果需要进行防护治理，那么估算出的水土流失量也是防治方案制定时的重要依据。4.3.1预测的内容预测的内容主要可以分为以下的几个部分：管道工程施工过程中管沟开挖、建筑物基坑开挖、弃土场、可能发生的水土流失危害、生活驻地等扰动原地貌、土地及植被面积及其损坏的水土保持面积和数量，可能产生的弃渣量和流失量等，将它们进行归纳总结为以下三个方面：（1）扰动面积扰动面积可以分为：原土地地貌、破坏土地和植物覆盖的面积，主要包括工程管理区、一般主体工程区、穿河流段主体工程区、施工临时道路区、临时堆土区、施工营地、弃渣场的项目建27\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文设区和直接影响区占地面积。（2）水土流失量的预测以管道工程施工期内水土流失的诱发因素为基础，水土流失量基本发生在这两个方面：一是由于建筑物基坑、管沟开挖等施工操作加速了水土侵蚀的能力，使得水土流失量的增大；二是由于工程中弃土、弃渣的无规则堆放而增加的水地流失量。在对水土流失量进行预测估算时，考虑的情况是工程施工期间对水土流失不进行任何的防治措施。弃渣区弃土区的水土流失量预测是在管道工程建设土石方量的统计结果为依据，分析计算弃渣区弃土区的土方量，结合各种因素，以年侵蚀量预测模型法为方法来对水土流失量进行计算，最后得出预测的水土流失量。（3）预测水土流失的危害在管道工程建设施工期间，施工操作对地表植被与原地面水保措施产生了破坏，使得原地貌土壤内的结构应力与稳定性发现变化，导致土壤结构变差，更加容易被侵蚀，自身抵抗水土流失的能力丧失，水土流失增加。由于管道工程建设工程量大、基数大，所以导致的土壤侵蚀问题也更加突出。根据管道工程施工期的特点和项目所经地区的自然地理状况，建设项目沿线水土流失造成的危害主要是对对农田的影响。管道工程的建设所造成的水土侵蚀对农田的影响主要表现在两个方面：第一是在农田中施工的管线段，尤其要注意管道三通、顶管过桥、过路、过河等，随着降雨会将农田中的泥土冲刷进管沟内，由于管沟内没有排水设施，使得泥沙沉积下来，是农田土壤颗粒与肥力的流失；另一种方面是同时被破坏的农田中有一部分被雨水冲刷的泥土产生黄泥水，流入附近的农田内形成“沙压农田”。4.3.2年侵蚀量预测模型参数的确定水土流失量的预测主要使用通用水土流失的方程式：E=R*K*Ls*C*P预测模型中参数R取值：R表示土壤侵蚀的动力因子，与降雨有关，与工程施工无关，所以在工程施工期间数值一定。一般计算年平均R值用以下公式：2Qj12(1.5lg0.8188)QRe1.7310j1式中：j—月份数；Qj—月平均降雨量，mm；Q—年平均降雨量，mm。根据保定市近几年的降雨量统计，选取近五年的降雨量取平均值，预测年份的年平均降雨量为552.9mm，月平均降雨量赋值如表4-1：表4-1平均降雨量Table4-1Averagerainfall月份123456789101112平均降雨2.04.88.017.132.6102.3173.3134.743.121.410.53.1量(mm)根据公式计算得出Re=201.3，这个取值适用于所有敏感区域。28\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究K取值：K是土壤遇到侵蚀时的敏感度，与有机物含量、土壤粒度有关。农田中的土壤表层正常具有中度渗透速度与细的团粒结构，K取值在0.4以下。在施工至表层向下的土壤时，具有中慢的渗透速度与片状或者块状的结构，K值在0.42~0.46之间。结合各区域实际情况，对各敏感区域进行赋值，具体赋值表4-2。表4-2K值取值表Table4-2KValuetable敏感单元K值工程管理区0.4一般主体工程区0.42穿河流段主体工程区0.46临时道路区0.4临时堆土区0.4施工营地0.4弃渣场0.4Ls取值：Ls是地面坡度与地表径流长度的数学关系，公式为：m2Ls()(65.4sin4.5sin0.065)22.1式中：λ—侵蚀坡面长，m；θ—侵蚀坡面坡度；m—经验系数；在管道工程建设期间，对不同的敏感区域它们的地形因子也有不同的取值，通过计算得出表4-3内即为各敏感区域的地形因子取值。C取值：为地表覆盖因子，由地表覆盖的植被种类和覆盖率决定。遇到不同的土地形式，会取不同的数值。通过C数值的大小可以表明植被覆盖情况与土壤侵蚀的关系。保定市南水北调配套工程水厂以上工程的建设施工区域在农田中，但是在建设期间会将地表所有植被移除后施工，所以地表已无任何植被，所以各敏感区域的C取值为1.0。P取值：为保持措施因子。通过一些工程措施对地面进行处理来体现水土流失控制的效果。，其中P取值：为保持措施因子。通过一些工程措施对地面进行处理来体现水土流失控制的效果。[58]根据经验和资料，表4-4是管道工程施工期间各种类型地面P的取值。根据以上各因子取值的计算，对最后的侵蚀模数进行计算得出各敏感区域的侵蚀模数，计算结果见表4-5。29\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文表4-3Ls值取值表Table4-3ValuetableofLs敏感单元Ls值工程管理区7.13一般主体工程区7.13穿河流段主体工程区14.15临时道路区6.23临时堆土区15.32施工营地6.19弃渣场13.07表4-4P值取值表Table4-4Pvaluetableof敏感区域P值工程管理区1.0一般主体工程区1.0穿河流段主体工程区1.0临时道路区0.6临时堆土区0.8施工营地0.6弃渣场0.8表4-5侵蚀模数计算表Table4-5Erosionmoduluscalculation各参数取值侵蚀模数敏感区域R值K值Ls值C值P值E值工程管理区201.30.427.1311603一般主体工201.30.427.1311603程区穿河流段主201.30.4614.15111310体工程区临时道路区201.30.46.2310.6301临时堆土区201.30.415.3210.8987施工营地201.30.46.1910.6299弃渣场201.30.413.0710.884230\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究4.3.3水土流失敏感区域面积的确定保定市南水北调配套工程水厂以上工程水土流失防治责任范围根据图纸设计管线长度、工程管理区、一般主体工程区、穿河流段主体工程区、施工临时道路区、临时堆土区、施工营地、弃2渣场位置的分布，计算得出总面积为12.20km，具体各区域面积见表4-6。表4-6各区域面积一览表Table4-6Eacharealist2水土流失区域面积（km）工程管理区0.24一般主体工程区7.22穿河流段主体工程区0.64临时道路区0.57临时堆土区3.31施工营地0.07弃渣场0.15合计12.204.3.4水土流失量预测分析（1）预测时段工程属于建设类项目，水土流失预测时段可分为工程施工期和自然恢复期2个阶段，工程施工期预测时段为1年，自然恢复期为1年。（2）弃渣量预测管道建设中主体是管沟的开挖，开挖产生土方大部分在管道铺设完成后被回填至管沟中去，但是也有少部分会成为弃土被运至弃渣区内成为弃渣，工程其余的弃渣主要产生在泵站、公路顶管施工剩余土方、拆除原路面的弃渣、施工结束后施工营地清表弃渣量以及管道穿越房屋与工副32业的拆除产生的建筑垃圾，弃渣合计29.56万m，工程沿线弃渣场占地面积0.15km。（3）新增水土流失预测①预测参数的确定在施工期与自然恢复期内由于土方开挖等人工活动，将造成大面积的土地裸露，土壤侵蚀更加的严重，根据各分区的区别使用年侵蚀量预测模型法计算出不同分区的侵蚀模数，具体参数见表4-3项目区水土流失量预测计算表。由表中数值我们可以看出，穿河流段主体工程区的土壤侵蚀模数最大，说明水土流失现象最为严重，其次为临时堆土区与弃渣场，水土流失现象也非常严重；然后是工程管理区、一般主体工程区、临时道路区，也产生了一定的水土流失；最后是施工营地，产生的水土流失影响相对要小一些。②施工期水土流失量预测与分析2根据查阅文献得知保定市2011年的土壤侵蚀程度为微度侵蚀，侵蚀模数在0~200t/km•a的31\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文2范围内，扰动面积为12.20km，所以每年原地貌的水土流失量在0~2440t之间都是在正常范围内。同时结合各区域的土壤侵蚀模数与面积，我们就可以计算出最后的水土流失量，具体计算见表4-7。预测时段原地貌每年产生水土流失量在0~2440t之间，工程建设期产生水土流失总量为8922.55t。由此可看出，水利管道建设期的水土流失总量是原地貌水土流失最大量的3.67倍。比较管道施工期各敏感区域的水土流失量可发现，一般主体工程区水土流失量最大，占施工期总流失量的48%；其次是临时堆土区，占施工期总流失量的36%（表4-7，图4-1）。这两个区域相应的自然恢复期的水土流失量也是最大。因此，在施工过程中和施工完成后都要注意这两个敏感区域水土流失的防御和治理。表4-7项目区土流失量预测分析表Table4-7Tableofsoilerosionpredictionamountinprojectarea2土壤侵蚀模数项目区域名称区域面积（km）2水土流失量（t）（t/km•a）工程管理区0.24603144.72一般主体工程区7.226034353.66穿河流段主体工程区0.641310838.4施工临时道路区0.57301343.71临时堆土区3.319873266.97施工营地0.0729920.93弃渣场0.15842126.3合计12.208922.55图4-1水土流失量预测图Figure4-1chartofsoilerosionpredictionamount32\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究4.4水利管道工程建设水土流失预防治原则根据上面对水利管道工程建设过程中水土流失特征的分析和水土流失量的预测结果，结合保定市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程的实际情况，对保定市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程的水土流失制定出防治原则。4.4.1水土流失防治体系近年来，研究者在水利工程施工区水土流失的防治措施方面做了较多研究。赵昌亮将水利工程施工区的水土保持措施分为边坡工程防护措施、料场及弃渣场的水土保持工程措施、施工道路[59]的水土保持工程措施以及施工临时用地的工程防治措施。目前水利工程施工中的环境保护和水土保持中主要选择的水土流失防治措施主要为工程措施、林草措施（植物措施）和耕作措施，此[60-61]外还有临时措施以及预防保护措施。根据《中华人民共和国水土保持法》、《国务院水土保持法实施条例》、《河北省水土保持法实施办法》、《开发建设项目水土保持方案编报审批的管理规定》等法律法规的规定要求，结合本工程施工期间产生水土流失的原因、危害程度和防护治理目标、施工区域内的自然生态环境，以分区防治水土流失为基础，将土地合理利用、地貌特征等综合考虑，并完全体现出工程所在地区的农田土壤特征，以尽可能的减少水土流失量为目的，结合他人的研究成果，提出本工程水土流失防治体系，水土流失的防治措施体系图见图4-2。在此基础上，形成水土流失预防原则，使得水土流失量能够得到最大可能的减少。33\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文工程措施：对外交通路两侧排水沟植物措施：管理所、管理处绿化工程管理区对外交通路两侧绿化临时措施：管理所、管理处临时排水沟、沉沙池工程措施：表土回覆植物措施：土地复耕一般主体工程区穿越高等级道路两侧植被恢复临时措施：泥浆池水土工程措施：复耕保穿河段植物措施：堤防外边坡种植乔木、撒播草籽持主体工程区措临时措施：围堰填筑施体工程措施：表土回覆系临时道路区图植物措施：土地复耕植物措施：土地复耕临时堆土区临时措施：顶面苫盖工程措施：表土回覆施工营地施工营地植物措施：土地复耕临时措施：土质排水沟、沉沙池工程措施：土地平整、挡渣墙弃渣场植物措施：种草植树图4-2水土流失防治体系图Figure4-2Systemofsoilandwaterconservationmeasures4.4.2水土流失防治原则（1）工程管理区工程管理区主要是输水管道管理设施，管理所、管理站及对外交通道路的建设等，为永久占34\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究地。施工期开挖临时排水沟及沉沙池，收集施工过程中产生的废水；施工结束后对管理所、管理处庭院采取绿化、美化等措施，增加绿化面积，改善项目区生态环境；对外交通道路两侧设永久排水沟并种植乔木。（2）一般主体工程区一般主体工程区主要是输水管道沟槽的开挖、管道的埋设、土方回填等，施工过程中土方量较大，对原有地貌扰动较大。根据主体设计和工程管理设计，对40m宽的保护范围内不得种植乔木，在施工结束后恢复为耕地，确实无法复耕的，按土地平整后自然恢复为草地。此项水土保持措施在主体工程中已考虑，施工结束后应及时恢复土地原有功能。主体工程管道在穿越高等级公路部位破坏公路两侧防护林带的，种植速生杨107；清苑县输水管道在保定市朝阳南大街破坏绿化带，施工结束后种植法国梧桐进行恢复。施工过程中应通过调运临时土方、优化施工布置等措施减少对林地的占压。（3）穿河段主体工程区大王店产业园区输水管道与漕河交叉位置，河道堤防为天然形成的河坎，河内有少量污水，滩地内大部分中有杨树，混有少量灌草，河道两岸为耕地；清苑县输水管道在保定市与南环堤河交叉位置，河道堤防为砖砌，河内有清水，右岸布有大约40m宽的林带，左岸为堤顶路，路宽6m；清苑县输水管道在保定市与金线河交叉位置，河道堤防为天然形成的河坎，河内有少量污水，两侧为未利用地，无植被保护；高阳县输水管道与陈村分洪道交叉位置，现状均为耕地；高阳县输水管道与孝义河交叉位置，河道堤防为人工土堤，河内有少量污水，左岸布有大约20m宽的林带，河滩地被开垦为耕地，河岸两侧为耕地；雄县输水管道穿越新盖房分洪道位置，堤防为人工土堤，堤内现状均为耕地，左右堤内外边坡均种植有乔木，左堤堤脚外有60m防护林带，右堤堤脚外现状为园地；易县输水管道穿越北易水河位置，左堤为天然河坎，右堤为人工土堤，堤内有水，左堤岸坡有约180m林带，右堤外有大面积灌木；涞高定干管输水管道在涞水县穿越南拒马河位置，河堤为天然河坎，右侧滩地有大面积灌草及130m林带，左侧有50m林带，河岸两侧为耕地；涿州市输水管道在穿越北拒马河南支位置，河堤为天然河坎，右岸有100m林带，左侧有50m防护林带。施工过程中要加强对耕地、树木的保护，优化施工组织设计，减少对耕地、植被的破坏。施工结束后，管道穿越大王店漕河、清苑县金线河、易县北易水河、涞水县南拒马河、涿州市北拒马河南支进行铅丝笼护底并浆砌石护坡，管道在高阳县穿越孝义河、雄县穿越新盖房分洪道采用浆砌石护坡。（4）施工临时道路区临时道路施工期间，施工机械对其碾压，使地面硬化，大大减小了地面水入渗，施工期间设置临时排水沟。工程施工、机械碾压等会破坏表层耕植土的生产力，施工前表土剥离，单独堆放；工程建设完成后，立即对临时道路区域进行恢复，以保证达到复耕的要求。（5）临时堆土区临时堆土区土体松散，不采取措施很容易产生土壤侵蚀，属水土流失预防治疗的重点区域。主要是塑料网苫盖并加强施工管理，要求施工单位对堆土外坡脚进行规整收拢、边坡拍实，防止临时堆土占压周边农田；施工结束后，对临时堆土区及时进行迹地恢复。（6）施工营地35\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文配套工程沿线根据施工情况设置若干个施工营地，施工营地内设施工仓库、加工厂、机修间、停车场以及施工人员的生活区，其占地对水土流失和生态环境的影响较小，主要是对生产生活用水的排放应合理设计，结合周边河道，采用土质排水沟、沉沙池临时措施。工程建设完成后，对施工营地的设施全部拆除并清理，回填排水沟恢复原地貌。（7）弃渣场根据施工过程中的弃渣情况，线路较短且就近无合适弃渣场，考虑渣量不大运到就近垃圾填埋场。通过现场查勘，对弃渣场选址进行比较，如果就近没有垃圾填埋场，则选择施工管线附近的取土坑、废土坑或废弃砖窑作为弃渣填埋地点。本次堆砌物主要是弃渣，考虑弃渣场植被恢复，首先将坑底0.3m以内土壤运到附近堆放，弃渣填筑好以后再把开挖出来的土壤回填在弃渣上，并进行土地平整，最后结合周围植被情况，对弃渣场顶面及边坡采取植物防护，防止水土流失的持续产生。36\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究5结论（1）管道工程建设期间对环境的影响主要表现为环境污染和水土流失两个方面。环境污染方面主要包括大气污染、噪声污染、固体废弃物、水污染、农田植被破坏五个污染源。水土流失方面在水力、重力、风力、冻融作用以及人为作用下，对工程管理区、一般主体工程区、穿河流段主体工程区、施工临时道路区、临时堆土区、施工营地、弃渣场这些区域产生了水土侵蚀，从而导致水土流失。2、建立了基于层次分析法的管道工程施工期环境影响综合评价模型，以五个主要污染源作为准则层，细分污染源作为指标层。通过层级分析法的相应计算得出准则层内固体废弃物环境污染程度最为严重，制约性贡献值达到了0.98，其次为噪声污染与农田植被环境污染，制约性贡献值皆为0.36；指标层内施工中产生的废弃物造成的环境影响制约性贡献值最大（0.9），其次为对农田植被的破坏（0.3624）、施工机械产生的噪声（0.2872）以及施工时产生的废水（0.2584）。相应的防治原则中，固体废弃物主要通过填埋和植被种植进行防治，水污染的主要防治措施为土地渗滤系统，噪声污染则是通过加强管理来进行防治，农田植被破坏则通过施工后的人工植被恢复来治理。（3）通过对管道工程施工期水土流失的特点、土壤侵蚀的敏感单元、引起土壤侵蚀的外来动力因素及水土流失预测方法的深入研究，并以此为基础对保定市南水北调配套工程水厂以上工程项目施工中的水土流失使用数学模型法进行预测，通过计算得出施工期的水土流失量为8922.55t，而原地貌的水土流失量在0~2440t之间。工程施工期水土流失量是原地貌水土流失最大量的3.66倍，一般主体工程区水土流失量为4353.66t，占总流失量的49%，需要对此进行重点防治。管道工程施工期水土流失的防治原则中主要通过修建泥浆池、沉砂池、种草植树、土地复耕、表土回覆等方法来进行防治。37\n河北农业大学全日制硕士专业学位（毕业）论文参考文献[1]祝佳.市政施工过程中的地下管线保护措施[J].价值工程，2013，26（4）：70-71.[2]强生利.天然气长输管道建设管理与控制的浅析[J].城市建设理论研究，2013，（17）：1-3.[3]迟洪宇.锦沥输油管线更新工程立项方案研究[D].大连：大连理工大学，2009.[4]范军，蒲继文，周丹.天然气长输管道建设对生态环境的影响及防范措施[J].油气田环境保护，2010，16（3）：9-12.[5]贾占军，李荣伟，刘伟.南水北调配套输水管道地质问题及处理措施[J].水科学与工程技术，2013，1（1）：79-82.[6]秦蓓蕾，丁晶，王文圣.南水北调西线工程对调水区的影响浅析[J].水资源与水工程学报，2004，17（2）：36-39.[7]金旸，徐岩，王彤彤.南水北调中线水资源调度复杂性对策研究[J].中国水利，2013，20：4-8.[8]冯创业.利用滹沱河地下水库调蓄引江水工程方案研究[D].天津：天津大学，2012.[9]张中旺.南水北调中线工程对环境影响的评价[J].华中师范大学学报，2002，36（3）：381-384.[10]杜晶.沧州市南水北调配套输水管道工程水土保持措施设计[J].商品与质量·建筑与发展，2014，2：995-996.[11]王卓甫，杨志勇，丁继勇，王道冠.南水北调后海河流域水资源调度管理体制分析[J].水利经济，2013，2：1-4.[12]秦蓓蕾，丁晶，王文圣.南水北调西线工程对调水区的影响浅析[J].水资源与水工程学报，2004，15（2）：36-40.[13]邵猛.浅谈天然气管道施工质量控制措施[J].城市建设理论研究，2011，27：16-22.[14]夏小林.浅析成品油管道工程建设对生态环境影响及水土保持防治措施[J].江淮水利科技，2013，5：46-48.[15]张高嫄.供水管网水质可靠性与污染源定位研究[D].天津：天津大学，2012.[16]李小燕.基于成因分析的水土流失指数模型构建[J].陕西理工学院学报，2013，1（1）：62-66.[17]程金香，马俊杰，王伯铎.输油管道工程环境影响的分析[J].水土保持学报，2003，17（6）：174-177.[18]陆仁艳，孙厚超.油气长输管道工程对沿线生态环境的影响及保护措施[J].能源与环境，2008，2：85-87.[19]燕海波，李焕琳.长距离输水管道工程的现状与展望[J].水利科技与经济，2007，13（1）：26-28.[20]梁德怀.浅谈水利水电工程施工现场环境保护[J].科技致富向导，2011，13：17-20.[21]刘秀菊.高速公路建设灾害预警管理体系的研究[D].武汉：武汉理工大学，2012.[22]李国亮，卢兴雷，刘铁勇.浅析道路施工过程中的环境保护[J].城市建设理论研究，2011，34:17-18.38\n保定市水利管道工程建设对生态环境的影响研究[23]翟沅江.公路施工对生态环境的影响及预防[J].建设机械技术与管理，2006，4（5）：74-76.[24]李明军.分析市政工程施工中的环境问题[J].建材与装饰，2013，15：151-153.[25]张亚楠.基于模糊数学理论的高速公路建设项目环境影响综合评价方法研究[D].天津：河北工业大学，2008.[26]张昌广.刍议公路工程稳定路基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