袁海平

【摘 要】本文分析礦區(qū)開采的特點(diǎn)和水土流失成因，抓住重點(diǎn)部位和關(guān)鍵環(huán)節(jié)因地制宜，因害設(shè)防；確定重點(diǎn)治理分區(qū)，合理布設(shè)主要防治措施。

【關(guān)鍵詞】開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目； 鐵礦項(xiàng)目； 水土流失； 水土保持

1 項(xiàng)目區(qū)概況

某鐵礦采用露天方式開采，現(xiàn)已形成東西長(zhǎng)190 m、南北寬80 m 的露天采場(chǎng)。本次開采進(jìn)行深部和周邊擴(kuò)界，仍采取露天方式開采，設(shè)計(jì)規(guī)模15萬(wàn)t/a，總占地面積21.10hm?。分為采場(chǎng)區(qū)、排巖場(chǎng)、運(yùn)輸?shù)缆?、工業(yè)場(chǎng)地和輸電線路5部分，項(xiàng)目占地見(jiàn)表1。礦區(qū)是國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)，容許土壤流失量為200t/（km?·a）。水土流失類型以水蝕為主，侵蝕強(qiáng)度以輕度侵蝕為主，項(xiàng)目區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)為1000t/（km?·a）。

表1某鐵礦項(xiàng)目組成占地表面積hm?

采場(chǎng)區(qū) 排巖場(chǎng) 運(yùn)輸?shù)缆?工業(yè)場(chǎng)地 輸電線路

10.52 4.16 5.90 0.50 0.02

某鐵礦地處低山丘陵區(qū)，地勢(shì)南高北低，，海拔高度在608～775m。區(qū)域內(nèi)界限分明、相對(duì)高差大，土地切割深、土層薄、坡地多、平地少。受地形影響，該區(qū)屬于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，主要盛行偏東風(fēng)，區(qū)域內(nèi)年均降雨793.7mm，年均蒸發(fā)量1631.4mm，雨量多集中在6～9月份，年平均日照時(shí)間2324.8h，年平均氣溫7.8℃，≥10 ℃積溫3200℃，最大凍土深度1490mm，無(wú)霜期156d，多年平均風(fēng)速2.8m/s。該區(qū)土壤主要為棕壤、草甸土和水稻土，項(xiàng)目區(qū)所在地區(qū)林草覆蓋良好，植被覆蓋率達(dá)68% 。

2 水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的確定

露天開采鐵礦的主要特點(diǎn)是大面積平整場(chǎng)地，采場(chǎng)的全面挖損和排巖場(chǎng)的占?jí)海乖孛舶l(fā)生了巨大變化，廢巖堆積形成巨大的人造山。因此，水土流失和植被破壞嚴(yán)重區(qū)域主要集中在采場(chǎng)和排巖場(chǎng)2 個(gè)區(qū)域。

2.1 采場(chǎng)

鐵礦在開采過(guò)程中，清除原地表植被，剝離較肥沃的表土，形成人為石化景觀，使得區(qū)域生態(tài)功能減弱。采礦形成的巨大采坑是面蝕、溝蝕和重力侵蝕的易發(fā)區(qū)域，巖層中存在眾多裂隙，在重力和水力雙重作用下，易發(fā)生重力侵蝕，同時(shí)在雨水、雪融化水滲入巖石空隙的情況下，也極有可能發(fā)生凍融侵蝕。露天采場(chǎng)邊坡陡立，大量埋藏地下的巖層暴露，易形成軟硬互層層組，引發(fā)崩塌。鐵礦的開采方式主要采用鑿巖爆破，人為對(duì)采坑區(qū)域的擾動(dòng)比較大，導(dǎo)致區(qū)域地下水過(guò)量超采，地下水位下降并影響土壤含水率，從而增加植被恢復(fù)的難度。

某鐵礦一采場(chǎng)的地形特點(diǎn)為南高北低，二采場(chǎng)地形特點(diǎn)為東南高西北低，上游來(lái)水流經(jīng)采場(chǎng)，將影響礦山的正常生產(chǎn)，并產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失。在開采結(jié)束后，一采場(chǎng)底部標(biāo)高615 m，形成的底坑面積0.07hm?，形成安全平臺(tái)、清掃平臺(tái)及運(yùn)輸平臺(tái)共13個(gè)，平臺(tái)面積5.03hm?；二采場(chǎng)底部標(biāo)高680m，形成的底坑面積0.03hm?，形成安全平臺(tái)和清掃平臺(tái)共4個(gè)，平臺(tái)面積0.27hm?。

2.2 排巖場(chǎng)

排巖場(chǎng)主要用于堆放剝離的廢石，廢石在堆放過(guò)程中需要占用大量的土地，這樣不僅破壞植被、擾動(dòng)地表，而且還會(huì)改變?cè)孛?，形成一種新的地貌形態(tài)，產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失。廢石堆積形成的松散堆積體，常呈非固結(jié)或半固結(jié)態(tài)，堆體與基底之間結(jié)合不良，在外部因素誘發(fā)下極易產(chǎn)生崩塌。廢石堆積物缺少植物生長(zhǎng)所需的土壤肥力條件，植被很難自然生長(zhǎng)，且廢石的堆放形成較陡的邊坡，如果不加以攔擋防護(hù)，很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失。在設(shè)計(jì)排巖場(chǎng)時(shí)，應(yīng)以滿足礦山廢石的堆放要求為原則，在不影響礦山正常生產(chǎn)的情況下，最大程度的減少?gòu)U巖的剝離量，充分提高廢巖的利用率，盡量減少排巖場(chǎng)的占地面積。某鐵礦在設(shè)計(jì)排巖場(chǎng)時(shí)，利用原有露天開采的采坑作為一排巖場(chǎng)，把運(yùn)行初期2a內(nèi)剝離的廢石直接排放在原采坑，這樣既減少了項(xiàng)目新征占地面積，又充分利用開采廢巖將采坑填平，有助于后期植被恢復(fù)，且與礦區(qū)周邊景觀相協(xié)調(diào)。礦山運(yùn)行2a后，廢巖開始排于二排巖場(chǎng)。某鐵礦主要占地為林地，表土資源較為豐富，需要?jiǎng)冸x大量的表土，設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有指定表土場(chǎng)，充分利用一排巖場(chǎng)和二排巖場(chǎng)的合理倒運(yùn)，減少表土的新征占地。項(xiàng)目建設(shè)期剝離的表土先臨時(shí)堆放在二排巖場(chǎng)2a，2a后再轉(zhuǎn)運(yùn)到一排巖場(chǎng)。一排巖場(chǎng)堆放廢石2a后，剩余容積4.08萬(wàn)m?，完全可以用來(lái)堆放運(yùn)行期剝離的表土和臨時(shí)堆放在二排巖場(chǎng)的表土。利用原有采坑作為排巖場(chǎng)減少了排巖場(chǎng)的新征占地，且表土的合理調(diào)度也避免了表土堆放新征占地，減少了對(duì)周邊植被的破壞，從根本上減少了水土流失。

3 水土流失防治措施的布設(shè)

根據(jù)某鐵礦的實(shí)際現(xiàn)狀布設(shè)主要的水土流失防治措施： 對(duì)鐵礦開采過(guò)程中重點(diǎn)采取截洪排水和攔擋措施，對(duì)終期重點(diǎn)采取植被恢復(fù)措施。

3. 1 工程措施

3. 1.1 截洪排水措施

根據(jù)采場(chǎng)和排巖場(chǎng)的地形特點(diǎn)，上游來(lái)水會(huì)嚴(yán)重影響采場(chǎng)的采礦生產(chǎn)和排巖場(chǎng)的正常排巖，并產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失。因此，在采礦初期剝巖和排巖之前，在采場(chǎng)和排巖場(chǎng)邊緣修筑漿砌石截水溝，以攔截徑流，避免徑流沖刷加劇侵蝕。在設(shè)計(jì)截水溝時(shí)，根據(jù)集水面積、降雨強(qiáng)度等來(lái)設(shè)計(jì)截水溝的斷面尺寸。

3. 1.2 攔擋措施

根據(jù)水土保持防治原則中規(guī)定的“先攔后棄”的原則，廢石堆放前，需修建排巖場(chǎng)擋渣墻。排巖場(chǎng)應(yīng)合理確定設(shè)計(jì)堆放角度，保證堆放角度小于安息角，以確保堆放安全，避免出現(xiàn)堆場(chǎng)坍塌或滑坡。根據(jù)計(jì)算的廢石堆放總量和排巖場(chǎng)面積，確定擋渣墻布設(shè)位置、長(zhǎng)度、型式及斷面尺寸，并進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。排巖場(chǎng)本身匯水面積不大，其上游及兩側(cè)匯水由截水溝截、排。設(shè)計(jì)在排巖場(chǎng)下游布設(shè)漿砌石擋渣墻，擋渣墻內(nèi)布設(shè)排水管，可滿足排巖場(chǎng)攔擋要求，有效降低排巖場(chǎng)對(duì)下游影響，減少水土流失。

3. 2 植物措施

3. 2.1 平臺(tái)及邊坡綠化

采場(chǎng)和排巖場(chǎng)終期要進(jìn)行植被恢復(fù)，對(duì)平臺(tái)及邊坡進(jìn)行全面均勻覆土，覆土整平后，栽植灌木、藤本植物及撒播草籽，實(shí)行“草木結(jié)合”、“高矮搭配”、“長(zhǎng)短結(jié)合”，對(duì)植物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理配置和優(yōu)化布局。樹種和草籽以適合礦區(qū)生長(zhǎng)的鄉(xiāng)土種類為主，樹種選用胡枝子，藤本植物選用五葉地錦、三葉地錦，草種選用沙打旺。某鐵礦采場(chǎng)和排巖場(chǎng)最終形成較大的裸露坡面，這些坡面極易風(fēng)化，將為水力侵蝕和重力侵蝕提供物質(zhì)補(bǔ)給，并且與周邊良好的植被狀況不相適應(yīng)。為了防治侵蝕、營(yíng)造良好的景觀和生態(tài)環(huán)境，在采場(chǎng)平臺(tái)內(nèi)側(cè)栽植藤本植物。藤本植物具有吸附、纏繞、卷須或鉤刺等攀緣特性，同時(shí)又具有適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)快的特點(diǎn)，在惡劣的立地條件下能迅速形成景觀，是邊坡生態(tài)恢復(fù)的重要植物材料。采用五葉地錦與三葉地錦兩種藤本植物搭配種植恢復(fù)斜坡植被。三葉地錦附著力極高，設(shè)計(jì)在巖體平臺(tái)上距離斜坡50 cm 處挖坑栽植1 行，向坡上方攀爬； 五葉地錦相對(duì)附著力不強(qiáng)，但生長(zhǎng)迅速，設(shè)計(jì)向坡下方生長(zhǎng)，在巖體平臺(tái)上距離外緣石埂50 cm 處挖坑栽植1行五葉地錦。由于開采平臺(tái)和排巖場(chǎng)頂部平臺(tái)水分及土壤條件有限，為了提高成活率，采用容器苗栽植胡枝子。容器苗的根系在容器內(nèi)形成，在出圃、運(yùn)輸、造林過(guò)程中，根系得到容器保護(hù)，造林成活率高，栽植后根系恢復(fù)生長(zhǎng)快，沒(méi)有裸根苗的短期停滯生長(zhǎng)現(xiàn)象，有利于苗木初期生長(zhǎng)。沙打旺具有耐寒、耐旱、耐貧瘠和耐鹽堿的特點(diǎn)，是改良荒山和固沙的優(yōu)良牧草。

4 結(jié)語(yǔ)

某鐵礦在開采過(guò)程中，通過(guò)合理安排開采、充分利用原采坑排巖、合理調(diào)度表土等措施減少新征占地，對(duì)斜坡的防護(hù)采取具有針對(duì)性較強(qiáng)且防治效果突出的藤本植物的措施，以期能達(dá)到治理水土流失的目的。