马龙山废弃磷矿的水土保持措施

李俊琴

(山西省水利水电勘测设计研究院)

1 工程现状

马龙山废弃磷矿位于安徽省肥东县桥头集镇，紧邻X026县道(石长路)，在磷矿北侧有团山汪村的池塘，水系属于巢湖流域一级支流长临河上游。该磷矿原开采方式为露天开采，项目组成包括三部分:开采区、弃渣场区及堆料区，总占地面积9.0 hm2。

开采区占地面积5.9 hm2，分2个台阶布置，高差12 m。最低平台分布有3个水坑，有2处堆渣体，堆渣高度3 m，堆渣量约2 200 m3。台阶之间的边坡基本为松散体，不稳定。第二个台阶内有一水坑，场地内有零星弃渣堆放，堆渣量约300 m3;西侧边坡高5－15 m，为层状反向坡，局部为倒坡，基本稳定;东侧坡为层状顺向坡，坡高20－30 m，坡度45°－55°，边坡高而陡，易产生滑坡、崩塌。总体来看，开采区基本稳定，局部不稳定。

弃渣场占地面积1.4 hm2，分3个台阶布置:第一个台阶边坡高度为12 m，平台宽度60－100 m，边坡坡比1∶1.5，坡面已植被覆盖;第二平台台阶高度8 m，平台宽度20 m，边坡坡比1∶1.5，坡面为裸露边坡，平台上零星堆积弃渣约1 500 m3;第三平台台阶高度20 m，平台宽度35 m，边坡坡比1∶1.5，坡面为裸露边坡。

堆料区(包括办公区)占地面积1.7 hm2，场地北侧为一平台式堆料区，地表覆盖磷矿屑。南侧为办公区，办公区的东面有土质开挖边坡，长度72 m，开挖高度6 m;西南面为10间办公房;场地中间有堆渣，占地 0.08 hm2，堆渣高度 3 m，堆渣量约2 200 m3。

2 可能产生的水土流失形式

2.1 采矿诱发的重力侵蚀

该废弃磷矿在露天开采过程中，使采区形成了大面积的岩石裸露，边坡高而陡，坡面均较破碎，部分表层浮土较厚，容易引发滑坡、崩塌等重力侵蚀。

2.2 剥离堆置岩土引起的混合侵蚀

固体废弃物乱堆乱放，堆放高度多在10 m以上，加之结构松散，废弃物与基底间摩擦作用较弱，若遇强降水、地表水浸润极易诱发滑坡，进而形成泥石流。

2.3 降水和径流引起的岩土水力侵蚀

在降水与径流作用下，弃渣场与采区零星堆放的弃渣体坡面，容易产生宽浅式细沟，据调查，细沟宽深比3∶1－4∶1。在细沟底部和细沟壁呈犬齿状，随着时间的推移，部分细沟已发展为浅沟或切沟。

2.4 径流和岩土中水分运动引起的化学侵蚀

由于地表径流的淋溶作用，易造成固体废弃物中的水分垂直运动，可溶物质伴随水分的下渗而富集形成化学侵蚀，导致下游河道地表水的磷污染。

3 对水资源系统造成的破坏

采矿导致地表与地下储水结构破坏，改变了原有的水文平衡与循环系统，并使水质污染加剧。

3.1 地表径流损失

该磷矿为露天开采，地表疏松土层被剥离，植被荡然无存，岩土体蓄水能力极低，极易产生地表径流，不仅造成地表水的损失，而且使边坡产生沟蚀与冲刷。

3.2 浅层地下水渗漏

由于地表被机械挖掘、爆破振动而造成松动、开裂，使原本可利用的浅层地下水造成渗漏。

3.3 水体污染，水质下降

据资料，该磷矿矿体P2O5含量一般为10% －30%，局部富磷地层的磷含量高达38%。采矿过程中形成的固体废弃物，堆积于长临河的上游，经地表径流和淋溶作用，使溶解性磷和一些有毒有害物质进入水体，造成地表水和地下水的污染，水质下降，生产生活难以利用。

4 水土保持措施

根据废弃磷矿现状，可将水土流失治理区分为边坡治理区域、蓄水拦截工程区域与植被恢复区域三种类型。

4.1 边坡治理区域

根据地勘成果及现场查勘情况，按坡度大小，边坡分别采用生态长袋法与格网石笼骨架进行治理。坡面采用生态长袋法防护;对易发滑塌的废渣堆场边坡和其他土质边坡进行放坡，坡面采用格网石笼骨架护坡，格网骨架内填土，并植草和种植灌木。

4.1.1 长袋法边坡防护

对于坡度大于45°的高陡边坡，首先，对不稳定岩质边坡进行削坡，清理坡面松散体与危岩部分。据测算，危岩清理石方量为1 453 m3;其次，为减少雨水下渗引起地质灾害，在高陡边坡的顶部布设截水沟，以分流雨洪;第三，在岩体坡面上布设生态袋，进行坡面披绿，生态护坡。

石质边坡采取纵向锚固生态长袋，同时辅以加固粘合剂间隔粘结措施，使生态长袋与坡体融为一体。据测算，此类边坡面积共1.14 hm2，采用生态长袋法治理坡面面积为1.09 hm2。边坡治理施工时，将植物种植在生态袋上，采用灌木和攀援类植物，同时在生态袋内填播草种。灌木与攀援植物种植标准为 10 000株/hm2，草种种植标准为30 kg/hm2。

4.1.2 格网石笼柔性骨架护坡

对弃渣坡比约1∶1.5的边坡，采用格网石笼柔性骨架护坡。骨架护坡规格为2.5 m×2.5 m，厚度为0.8 m，骨架内覆土厚40 cm。在格网石笼柔性骨架内，种植灌木与草种。

4.2 蓄水拦截区域

首先，保留磷矿范围内东北侧的集水坑作为蓄水拦截设施，对该治理区内的推移质污染物进行拦截，使其不进入河道。为防止雨水对坡面的冲刷，在高陡边坡顶部与坡脚均布设截水沟，削坡坡面马道内侧亦布设截水沟，将开采区域内的雨水均排入原有的集水坑。由于汇流面积比较小，截水沟尺寸取0.3 m×0.3 m。从蓄水拦截工程区接排水沟，排水沟尺寸取0.4 m×0.5 m，至X026县道一侧的排水沟。

为防止雨水淋溶产生的磷污染影响下游河道水质，在蓄水拦截区域底部铺设一层膨润土防水毯来进行防渗。

4.3 植被恢复区域

对于较为平坦的区域，进行土地整理后覆土种植乔灌木。树种选择以当地乡土树种为主。

5 实施效果分析评价

通过上述治理措施的实施，可使废弃磷矿的高陡边坡等区域得到基本治理，人为水土流失得到有效控制，林草覆盖率大大提高，生态环境明显改善。