許建定

（山西省水土保持科學(xué)研究所）

山西省是產(chǎn)煤大省，煤炭產(chǎn)業(yè)屬支柱產(chǎn)業(yè)，在全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中占有極其重要的地位。為了保證煤炭的有序開采和安全生產(chǎn)，避免小煤窯開采造成資源浪費(fèi)與事故多發(fā)，2009年以來，全省開展了大規(guī)模的煤炭開采企業(yè)兼并重組。這一舉措，使得很多煤礦需要新建、改建或擴(kuò)建。在煤炭礦井新建和改擴(kuò)建過程中，難免會(huì)對(duì)地面進(jìn)行擾動(dòng)，破壞地表植被與水土保持設(shè)施，加之棄土棄渣的堆放，必然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的副面影響，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的人為水土流失。所以，在煤礦新建和改擴(kuò)建工程中，要求企業(yè)向水行政主管部門報(bào)批水土保持方案，并開展水土保持監(jiān)測(cè)，對(duì)預(yù)防建設(shè)生產(chǎn)項(xiàng)目造成的人為水土流失，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)十分必要。通過水土保持監(jiān)測(cè)，向企業(yè)提出改進(jìn)水土保持方案實(shí)施措施，對(duì)全面有效防止水土流失工作，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1-3]。在煤礦建設(shè)過程中，通過實(shí)時(shí)的水土保持監(jiān)測(cè)，可以準(zhǔn)確把握水土流失現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)，保證政府相關(guān)部門對(duì)水土流失的監(jiān)控和管理，其作用非常重要[4]。本文依據(jù)山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司120萬t/a礦井改擴(kuò)建工程（以下簡(jiǎn)稱：鋪龍灣煤礦改擴(kuò)建工程）水土保持監(jiān)測(cè)情況，對(duì)如何開展水土保持監(jiān)測(cè)進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

1 項(xiàng)目概況

鋪龍灣煤礦地處左云縣，1990年始建，井田面積4.86 km2，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15萬t/a。1998年建成投產(chǎn)，礦井采用斜井開拓，布置有主斜井和副斜井。2003年12月，該煤礦由山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)公司并購。由于礦井生產(chǎn)能力較低，回采工藝落后，地面生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)陋，安全生產(chǎn)條件較差，加之煤層賦存穩(wěn)定，煤炭資源豐富，煤質(zhì)優(yōu)良，并購集團(tuán)認(rèn)為很有必要對(duì)其進(jìn)行改擴(kuò)建，使其成為正規(guī)化的大型礦井。2005年，煤礦改擴(kuò)建獲得山西省煤炭工業(yè)局的批準(zhǔn)，隨后完善了煤礦改擴(kuò)建工程初步設(shè)計(jì)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、水土保持方案編報(bào)審批等一系列建設(shè)手續(xù)。

鋪龍灣煤礦改擴(kuò)建是一項(xiàng)由原煤設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力由15萬t/a提升為120萬t/a的改擴(kuò)建煤礦工程，礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量94.15 Mt，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量57.36 Mt，設(shè)計(jì)服務(wù)年限為36.8 a。建設(shè)總工期為13個(gè)月，2009年9月開工，2010年9月完工。工程總投資2.60億元，其中土建投資0.46億元。改擴(kuò)建工程的主要內(nèi)容包括：工業(yè)場(chǎng)地、場(chǎng)外道路（包括運(yùn)矸道路和人行道路）、輸電線路和矸石場(chǎng)等分項(xiàng)建設(shè)。

鋪龍灣煤礦位于大同礦區(qū)的中南部，口泉山脈西側(cè)，地貌類型屬黃土緩坡丘陵區(qū)。井田內(nèi)地表大部分被黃土覆蓋，地勢(shì)西高東低，最高點(diǎn)位于井田西部邊界處，海拔1 550 m；最低點(diǎn)位于井田東北部的大峪河河床，海拔1 352 m，相對(duì)高差198 m。該煤礦改擴(kuò)建工程的水土流失防治責(zé)任范圍為207.66 hm2，其中項(xiàng)目建設(shè)區(qū)22.53 hm2，直接影響區(qū)185.13 hm2。工程項(xiàng)目區(qū)屬水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)，春季以風(fēng)蝕為主，夏季以水蝕為主。侵蝕強(qiáng)度以輕度和中度侵蝕為主。

2 水土保持監(jiān)測(cè)開展

根據(jù)國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)要求，建設(shè)單位于2010年初委托山西省水土保持科學(xué)研究所開展水土保持監(jiān)測(cè)工作。接受委托后，我所迅速組織監(jiān)測(cè)隊(duì)伍，編制了本項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測(cè)實(shí)施細(xì)則。然后根據(jù)監(jiān)測(cè)實(shí)施細(xì)則確定的監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)方法及監(jiān)測(cè)時(shí)間，監(jiān)測(cè)人員定期、不定期到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定點(diǎn)定位觀測(cè)和調(diào)查，隨時(shí)掌握工程建設(shè)過程中的擾動(dòng)地表面積、棄土棄渣、土地整治、植物措施實(shí)施等各項(xiàng)水土保持開展情況，運(yùn)用多種手段和方法進(jìn)行各項(xiàng)防治措施和施工期基本擾動(dòng)類型的侵蝕強(qiáng)度調(diào)查，及時(shí)了解項(xiàng)目建設(shè)過程中的水土流失情況，并做好監(jiān)測(cè)記錄，為確保建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治措施的有效性、安全性，同時(shí)為加強(qiáng)項(xiàng)目建設(shè)過程中的水土保持監(jiān)督管理提供依據(jù)。

3 水土保持監(jiān)測(cè)內(nèi)容

按照《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（SL277-2002）要求，依據(jù)《山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司120萬t/a礦井改擴(kuò)建工程水土保持方案》（報(bào)批稿），監(jiān)測(cè)范圍以水土流失防治責(zé)任范圍為主。具體監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括以下五個(gè)方面：

3.1 防治責(zé)任范圍動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

主要包括：永久性和臨時(shí)性占地面積監(jiān)測(cè)，擾動(dòng)地表面積監(jiān)測(cè)，施工期水土流失防治責(zé)任范圍核定，以及土壤類型和水土流失情況的動(dòng)態(tài)變化等監(jiān)測(cè)。

3.2 棄土（石、渣）動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

主要包括：棄土棄渣量監(jiān)測(cè)、棄土棄渣堆放情況（占地面積及堆土堆渣高度、坡長(zhǎng)、坡度等）監(jiān)測(cè)、攔渣防護(hù)措施建設(shè)情況監(jiān)測(cè)等。

3.3 水土流失防治措施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

主要包括：排水導(dǎo)流工程、護(hù)坡工程、攔擋工程、硬化工程、土地整治工程等工程技術(shù)措施監(jiān)測(cè)；植物措施類型（灌木、喬木或種草等）及苗木或草種種類、分布、面積或株數(shù)、株行距等監(jiān)測(cè)；攔擋、苫蓋等防護(hù)措施監(jiān)測(cè)。

3.4 建設(shè)期土壤流失量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

主要包括：水土流失面積變化監(jiān)測(cè)、水土流失量變化監(jiān)測(cè)、水土流失對(duì)項(xiàng)目區(qū)周邊造成的危害及其趨勢(shì)監(jiān)測(cè)。

3.5 水土流失防治效果動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

主要包括；林草植物措施的成活率、保存率、生長(zhǎng)情況及覆蓋度監(jiān)測(cè)，防護(hù)工程的穩(wěn)定性、完好程度和運(yùn)行情況監(jiān)測(cè)，各項(xiàng)水土保持措施的保土攔渣效果監(jiān)測(cè)等。

4 水土保持監(jiān)測(cè)方法

按照《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，水土保持監(jiān)測(cè)的方法主要有地面觀測(cè)、調(diào)查監(jiān)測(cè)、遙感監(jiān)測(cè)等。在具體工作中，地面觀測(cè)方法以徑流小區(qū)觀測(cè)、簡(jiǎn)易觀測(cè)場(chǎng)、侵蝕溝觀測(cè)、定點(diǎn)觀測(cè)等方式為主；調(diào)查觀測(cè)主要包括普遍調(diào)查、抽樣調(diào)查以及典型調(diào)查等；遙感監(jiān)測(cè)主要采用遙感圖像進(jìn)行詳細(xì)的水土流失調(diào)查[4-5]。本項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)主要結(jié)合批復(fù)的水土保持方案要求，以調(diào)查監(jiān)測(cè)為主要方法，具體實(shí)施中通過實(shí)地調(diào)查、實(shí)地勘測(cè)、定位觀測(cè)，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)原有的基礎(chǔ)資料，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析具體變化情況。

4.1 調(diào)查監(jiān)測(cè)

這種方法主要采用儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查為主。實(shí)際工作中需要用到的儀器設(shè)備，主要包括全站儀、全球定位儀（GPS）、100 m測(cè)尺、5 m卷尺、測(cè)繩、取土器、土壤水分儀、雨量計(jì)、測(cè)坡儀、海拔儀、風(fēng)向風(fēng)速儀、插釬等。

4.2 定位監(jiān)測(cè)

根據(jù)工程施工進(jìn)度、施工擾動(dòng)范圍和水土流失特點(diǎn)，確定可進(jìn)行實(shí)時(shí)地面定位觀測(cè)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，對(duì)應(yīng)確定地面定位觀測(cè)方法。該工程地面定位觀測(cè)主要以簡(jiǎn)易徑流觀測(cè)小區(qū)、風(fēng)蝕觀測(cè)場(chǎng)、坡面侵蝕溝體積量測(cè)法和測(cè)釬法為主。

4.3 巡查監(jiān)測(cè)

場(chǎng)地巡查是水土保持監(jiān)測(cè)中的一種常用方法，適用于臨時(shí)堆土侵蝕量調(diào)查、水土流失背景值調(diào)查和臨時(shí)防護(hù)措施監(jiān)測(cè)等。

5 水土保持監(jiān)測(cè)頻次

本項(xiàng)目結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際，對(duì)不同的區(qū)域和場(chǎng)地采取了差別式監(jiān)測(cè)頻次。具體如下：

5.1 地貌

微地形地貌調(diào)查，在水土流失背景調(diào)查、施工擾動(dòng)地表時(shí)進(jìn)行。背景值調(diào)查時(shí)著重對(duì)影響水土流失的地貌類型調(diào)查；施工期間，主要調(diào)查關(guān)鍵地貌部位的形態(tài)改變（如高程、坡形、坡長(zhǎng)和坡度等）。

5.2 地面組成物質(zhì)

地面組成物質(zhì)（土壤）觀測(cè)在水土流失背景調(diào)查、施工擾動(dòng)地表和地面監(jiān)測(cè)時(shí)進(jìn)行。背景調(diào)查著重土壤類型、土質(zhì)調(diào)查；施工期間，調(diào)查擾動(dòng)區(qū)域土壤堆填情況、發(fā)生層次和質(zhì)地改變。每次地面觀測(cè)和調(diào)查時(shí)，對(duì)典型樣地表層土壤質(zhì)地、容重進(jìn)行測(cè)定。從雨季開始，到中期至結(jié)束，植被生長(zhǎng)恢復(fù)期間各觀測(cè)地面組成物質(zhì)一次。

5.3 植被狀況

植被狀況觀測(cè)在水土流失背景調(diào)查、施工擾動(dòng)地表和地面監(jiān)測(cè)時(shí)進(jìn)行。背景調(diào)查時(shí)著重對(duì)植物群落類型、覆蓋度和郁閉度調(diào)查；施工期間，主要調(diào)查擾動(dòng)區(qū)域植被覆蓋度變化、多年生植物破壞狀況。每次地面觀測(cè)和調(diào)查時(shí)均對(duì)典型樣地、樣區(qū)植物狀況進(jìn)行測(cè)定，并記錄植物群落演化特征。

5.4 降水

項(xiàng)目區(qū)多年降水狀況主要通過調(diào)查或收集資料進(jìn)行，只在背景調(diào)查時(shí)調(diào)查一次。施工期間降水情況實(shí)時(shí)觀測(cè)。在項(xiàng)目區(qū)布設(shè)一處降雨觀測(cè)點(diǎn)，記錄所有產(chǎn)流降雨時(shí)間、雨量、強(qiáng)度、產(chǎn)流次數(shù)，并觀測(cè)記錄其他降水情況。

5.5 水土保持設(shè)施數(shù)量和質(zhì)量

在水土流失現(xiàn)狀調(diào)查、水土保持工程完工和水土保持工程投入使用后的第一個(gè)雨季結(jié)束時(shí)進(jìn)行。

5.6 水土流失狀況

在每次產(chǎn)流降雨后進(jìn)行觀測(cè)或?qū)嵉卣{(diào)查，以徑流量、泥沙量為主要指標(biāo)，同時(shí)調(diào)查相關(guān)的水土流失因子。

5.7 水土保持工程防治效果

對(duì)現(xiàn)存的擋土墻、護(hù)坡等工程，分別在水土流失背景調(diào)查和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目結(jié)束前各觀測(cè)一次；對(duì)新建的工程，分別在修建前、修建初期和水土保持工程完工后、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目結(jié)束前各觀測(cè)一次。

按照《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：生產(chǎn)性建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)時(shí)段可分為施工期和生產(chǎn)運(yùn)行期；監(jiān)測(cè)時(shí)段與水土保持方案實(shí)施時(shí)段相同。針對(duì)本工程具體實(shí)施情況，監(jiān)測(cè)時(shí)段劃分為施工期和生產(chǎn)運(yùn)行期。主要監(jiān)測(cè)時(shí)段為施工期，試運(yùn)行初期重點(diǎn)監(jiān)測(cè)防治措施治理效果。

6 監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

通過對(duì)鋪龍灣煤礦改擴(kuò)建工程項(xiàng)目的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在項(xiàng)目建設(shè)中，實(shí)際占地面積為22.53 hm2，與施工前水土保持方案確定的占地面積29.87 hm2相比，降低了24.87%；從水土保持措施建設(shè)投資來看，水土保持設(shè)施總投資1 285.82萬元，比預(yù)期投資額降低了67.80萬元，主要體現(xiàn)在排水明溝、排水盲溝等水土保持設(shè)施的投資上；矸石場(chǎng)工程措施實(shí)際完成工程量為5 242.56 m3，低于原設(shè)計(jì)工程量492.91m3，降低投資成本17.21萬元；植物措施中喬灌木實(shí)際完成工程量為9 988株，比預(yù)期計(jì)劃降低了6 000株。

從水土保持防治效果來看：本工程水土流失防治責(zé)任范圍的擾動(dòng)土地面積為22.53 hm2，施工結(jié)束后土地整治面積為21.50 hm2，擾動(dòng)土地整治率為95.43%；水土流失總面積為防治責(zé)任范圍面積減去各防治區(qū)建筑物占地面積和硬化、固化面積，結(jié)果為10.46 hm2，實(shí)施治理措施面積為10.13 hm2，水土流失總治理度為90.85%；工程實(shí)際挖方量188 799 m3，填方量178 123 m3，集中堆放量7 000 m3，攔渣率為98.05%；據(jù)測(cè)算，水土流失防治責(zé)任范圍年均土壤侵蝕強(qiáng)度控制在1 231 t/km2，而項(xiàng)目區(qū)位于黃土高原區(qū)，土壤允許流失量為1 000 t/km2·a，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)土壤流失控制比為0.81；整個(gè)建設(shè)區(qū)域植物措施實(shí)施面積為8.50 hm2，需綠化面積為8.66 hm2，植被恢復(fù)率為98.15%；林草植被覆蓋率為37.73%。從六項(xiàng)防治指標(biāo)來看，均達(dá)到了一級(jí)防治標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié)論

從水土保持監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，鋪龍灣煤礦改擴(kuò)建工程在水土流失防治責(zé)任范圍內(nèi)，各分區(qū)均采取了適宜的治理措施，水土保持工程總體布局合理，水土流失治理率高，水土流失強(qiáng)度明顯下降，基本上做到了建設(shè)生產(chǎn)與水土保持同步，生態(tài)環(huán)境改善效果明顯，達(dá)到了水土保持方案設(shè)計(jì)要求。目前，已完成的工程防護(hù)措施穩(wěn)定、完整，質(zhì)量符合水土保持標(biāo)準(zhǔn)要求，起到了防治水土流失的效果，為項(xiàng)目區(qū)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展和該煤礦的安全運(yùn)行創(chuàng)造了良好的外部條件。存在的一些需要完善和改進(jìn)的地方主要為：攔矸壩沒有按設(shè)計(jì)施工，留有缺口；工業(yè)場(chǎng)地和矸石場(chǎng)等部分植被措施不完善；各項(xiàng)水土保持工程設(shè)施管護(hù)和維修不理想。建議業(yè)主后續(xù)工程不斷跟進(jìn)，使存在問題很快得到解決。