齊 敏

（遼寧省阜新市阜新蒙古族自治縣水利事務(wù)服務(wù)中心,遼寧 阜新 123100）

1 概況

阜新立德礦業(yè)有限責(zé)任公司（鐵礦）項目位于阜新蒙古族自治縣福興地鎮(zhèn)十家子村，為建設(shè)生產(chǎn)類項目。建設(shè)規(guī)模為目前年生產(chǎn)鐵礦石15 萬t，至2020年3月產(chǎn)量提升至22 萬t。項目主要建設(shè)內(nèi)容為采場0.80 hm2、工業(yè)場地0.39 hm2、道路0.97 hm2及選礦廠9.36 hm2，道路總長度1213 m（進場道路253 m，場內(nèi)運輸?shù)缆?60 m），本項目總占地面積11.52 hm2，其中永久占地11.27 hm2，臨時占地0.25 hm2。本項目服務(wù)期內(nèi)，開挖土方18.19 萬m3（其中表土0.21 萬m3，來自表土堆放場），回填6.61 萬m3（其中表土0.21 萬m3），廢棄11.58 萬m3。

項目區(qū)所在地福興地鎮(zhèn)屬于國家級水土流失重點治理區(qū)遼寧省水土流失重點治理區(qū)。根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》（SL 190-2007）內(nèi)容，項目區(qū)屬于北方土石山區(qū)，土壤容許流失量200 t/（km2·a）。項目區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)1371 t /（km2·a），屬于輕度侵蝕。

2 項目區(qū)水土流失量預(yù)測

2.1 預(yù)測單元

按照工程特點，預(yù)測單元分為采場防治區(qū)、工業(yè)場地防治區(qū)、道路防治區(qū)、選礦廠（包括原露天采場、原排巖場、臨時堆土場、新選礦廠）幾個單元，各預(yù)測單元占地面積分別為 0.8 hm2、0.39 hm2、0.97 hm2、2.66 hm2、5.01 hm2、0.32 hm2、1.37 hm2，總占地面積11.52 hm2，占地類型均為工礦用地。

2.2 預(yù)測時段

本工程所在地區(qū)年均降水較少，降雨多集中在6 月～9 月，水土流失預(yù)測按雨季發(fā)生考慮，超過雨季長度（4 個月）的按1年計算，不超過雨季長度的按占雨季長度的比例計算。本項目建設(shè)工期為7 個月，2014 年3 月開始施工準(zhǔn)備，2014 年9 月竣工。根據(jù)水土流失預(yù)測按最不利因素考慮的原則，結(jié)合主體工程施工進度，確定本項目各預(yù)測單元預(yù)測時段長度。

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB 50433-2008）及工程建設(shè)特點，工程的水土流失預(yù)測時段分施工期和自然恢復(fù)期[1]。工程水土流失預(yù)測時段根據(jù)工程進度安排，結(jié)合產(chǎn)生水土流失的季節(jié)，按最不利條件確定預(yù)測時段，超過雨季長度的按全年計算，未超過雨季長度的按占雨季長度的比例計算。工程水土流失預(yù)測時段如下：

（1）運行期。在整個運行期的采場不斷地開挖過程和選礦廠臨時廢棄礦石的堆棄，存在持續(xù)的占壓。

（2）自然恢復(fù)期。工程施工結(jié)束后在不采取水土保持措施的條件下，松散裸露土壤表面趨于穩(wěn)定，在自然條件下植被逐漸恢復(fù)，土壤侵蝕強度減弱并接近原背景值。根據(jù)項目區(qū)的氣候特點、植被生長狀況以及土地類型，確定自然恢復(fù)期的時間段為3 a。各預(yù)測單元水土流失預(yù)測時段見表1。

表1 水土流失預(yù)測時段表

2.3 土壤侵蝕模數(shù)的確定

項目區(qū)土壤侵蝕以水力侵蝕為主。水土流失預(yù)測將以項目區(qū)原生地貌土壤侵蝕模數(shù)為基數(shù)，再從水土流失主要影響因子地形、降雨、風(fēng)力、植被、土壤和人為活動等各方面進行考慮，通過經(jīng)驗公式法確定本項目擾動前、施工期、自然恢復(fù)期各預(yù)測單元的土壤侵蝕模數(shù)。

本項目水土流失預(yù)測所采用的經(jīng)驗公式采用《遼寧省第四次土壤侵蝕遙感調(diào)查報告》、遼寧省水土保持局與遼寧省水土保持研究所關(guān)于《遼寧省土壤侵蝕定量研究》和《遼寧省采礦業(yè)水土流失及其防治技術(shù)研究》的研究成果，見表2。地表擾動后坡度有所增加，由于采場防治區(qū)、工業(yè)場地防治區(qū)、道路防治區(qū)、選礦廠防治區(qū)等水土流失預(yù)測單元屬于遼西地區(qū)＜15°植被蓋度區(qū)域，占地類型均為工況用地，所以適用E=2315.56 -24.58C公式，所選擇經(jīng)驗公式完全相同，公式中反映植被覆蓋度的因子C根據(jù)項目區(qū)實際情況確定為40，在擾動后為0。通過表3 的預(yù)測公式確定各預(yù)測分區(qū)原地貌土壤侵蝕模數(shù)均為1332 t/（km2·a）（表3）。

表2 土壤侵蝕模數(shù)計算數(shù)學(xué)關(guān)系模型表

表3 擾動前各個預(yù)測單元土壤侵蝕模數(shù)

2.4 水土流失量的確定

本項目水土流失量預(yù)測采用經(jīng)驗公式法，依據(jù)地貌條件的不同選擇不同的經(jīng)驗公式或參數(shù)的取值。水土流失背景值的確定應(yīng)用遼寧省土壤侵蝕遙感普查研究中的經(jīng)驗公式及專家咨詢。水土流失量按下式計算：

新增水土流失量按下式計算：

式中：WS1為土壤流失總量，t；Fi為第i個預(yù)測單元的侵蝕面積，km2；Mi為第i個預(yù)測單元的侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）；Ti為第i個預(yù)測單元的預(yù)測時間，年；N為預(yù)測單元個數(shù)，取N=1，2，3，4，5；ΔW為擾動地表新增水土流失量，t；ΔMik為不同預(yù)測單元各時段新增土壤侵蝕模數(shù)，t/（km2·a） ；Mio為擾動前不同預(yù)測單元土壤侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）。

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB 50433-2008）要求，結(jié)合工程建設(shè)的特點，采用經(jīng)驗公式法確定各預(yù)測單元擾動后施工期的土壤侵蝕模數(shù)。

自然恢復(fù)期指各單元施工擾動結(jié)束后未采取水土保持措施條件下，松散裸露面逐步趨于穩(wěn)定、植被自然恢復(fù)或在干旱、沙漠地區(qū)形成地表結(jié)皮，土壤侵蝕強度減弱并接近原背景值所需的時間。通常情況下，項目區(qū)植被自然恢復(fù)期為3 a。第一年取建設(shè)期土壤侵蝕模數(shù)的80%，第二年取70%，第三年取60%。依據(jù)以往的水土流失研究成果，并根據(jù)現(xiàn)場勘察和向當(dāng)?shù)厮２块T及專家咨詢，開發(fā)建設(shè)項目完成后，自然恢復(fù)期計算參數(shù)中反映植被覆蓋度因子，根據(jù)項目區(qū)實際情況確定。由式（1）～（3）所得擾動后不同預(yù)測單元土壤侵蝕量及水土流失總量及新增水土流失量匯總見表3、表4。以采場防治區(qū)為例，該區(qū)域預(yù)測水土流失面積0.8 hm2，根據(jù)表3計算得到土壤侵蝕模數(shù)為1332 t/（km2·a），根據(jù)式（3）可求得采場防治區(qū)內(nèi)新增土壤侵蝕模數(shù)ΔMik為4614 t/（km2·a），則根據(jù)式（2）可求得采場防治區(qū)擾動地表新增水土流失量為295.30 t，同樣方法求出工業(yè)場地防治區(qū)、道路防治區(qū)、選礦廠防治區(qū)擾動地表新增水土流失量，用式（1）匯總求得項目區(qū)土壤流失總量為2662.87 t，見表4。

通過對項目建設(shè)過程中產(chǎn)生的水土流失進行預(yù)測（表5），項目占地范圍內(nèi)可能產(chǎn)生的水土流失總量為3487.74 t，新增水土流失量3193.76 t，其中運行期可能產(chǎn)生的水土流失總量2662.88 t，新增水土流失量2509.42 t；自然恢復(fù)期可能產(chǎn)生的水土流失總量為824.86 t，新增水土流失量為684.34 t。根據(jù)《中華人民共和國水土保持法釋義》中關(guān)于水土保持設(shè)施、地貌植被的界定，工程擾動區(qū)域內(nèi)無水土保持設(shè)施[2]，損壞地貌植被11.52 hm2?？梢姡椖窟\行期是水土流失防治的重點時段，選礦廠防治區(qū)是水土流失防治的重點區(qū)域，必須采取工程防護措施對其進行治理，同時也是水土保持監(jiān)測的重點區(qū)域。

3 水土流失防治重點

根據(jù)預(yù)測結(jié)果，運行期的水土流失總量較為突出，選礦廠防治區(qū)尤為突出，這也應(yīng)該是本項目水土保持監(jiān)測的重點所在，主要監(jiān)測內(nèi)容應(yīng)放在水土流失量及其它水土流失因子的變化等方面。工程建設(shè)對當(dāng)?shù)厮亮魇У挠绊憺榻ㄔO(shè)項目的生產(chǎn)等活動改變、損壞或壓埋原有地貌及植被甚至形成裸露面，降低了原有植被的固土、防水、抗蝕能力，加劇水土流失。因此，做好工程建設(shè)過程中水土流失的防治及破壞區(qū)域的恢復(fù)，是本工程水利流失治理的重點。

3.1 重點防治單元的確定

根據(jù)項目施工布局及施工特點，本方案水土流失防治分區(qū)劃分為采場防治區(qū)、工業(yè)場地防治區(qū)、道路防治區(qū)和選礦廠防治區(qū)四個一級分區(qū)；采場防治區(qū)劃分為南采區(qū)和北采區(qū)兩個二級分區(qū)，選礦廠防治區(qū)劃分為原露天采場、原排巖場、臨時堆土場和新選礦廠四個二級分區(qū)。本項目水土流失防治分區(qū)見表6。

表4 擾動后不同預(yù)測單元土壤侵蝕量

表5 水土流失總量及新增水土流失量匯總

根據(jù)本項目運行期水土流失的預(yù)測，選礦廠防治區(qū)由于建設(shè)面積大，大量土石方堆棄，易造成水土流失，因此本方案確定運行期重點防治單元為選礦廠防治區(qū)。根據(jù)本項目運行期水土流失的預(yù)測，施工期開挖土方量大，對植被和土體的擾動破壞程度高，易造成水土流失，因此本方案確定重點防治時段為運行期。

表6 水土流失防治分區(qū)表

3.2 應(yīng)采取的防治工程類型

項目區(qū)以水蝕為主，因而建設(shè)施工應(yīng)盡量避開暴雨期，生產(chǎn)過程中設(shè)置攔擋和排水措施，施工場地臨時堆放的廢棄物應(yīng)攔擋苫蓋。

雖然工程建設(shè)存在著損壞原地貌、產(chǎn)生大量棄土等可能造成水土流失的不利因素，但通過制定水土保持方案，采取相應(yīng)的對策措施，對可能造成的水土流失進行積極有效的防治，可以避免和減少工程建設(shè)所引起的水土流失及其帶來的不利影響。

4 結(jié)論

礦產(chǎn)開發(fā)項目施工期水土流失量的預(yù)測是開發(fā)區(qū)域環(huán)境保護的基礎(chǔ)性工作，本文對阜新立德礦業(yè)有限責(zé)任公司（鐵礦）項目水土流失量的測算，可為區(qū)域水土流失治理和生態(tài)恢復(fù)提供依據(jù)。但由于開發(fā)區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱、地質(zhì)條件復(fù)雜，項目開發(fā)對區(qū)域生態(tài)影響擾動較大，文章所進行的土壤侵蝕模數(shù)的估算方法有待進一步改進，水土流失預(yù)測單元的劃分也需根據(jù)區(qū)域地理狀況而進一步細化。