非煤矿山水土保持监测设计——以建龙老金厂铁矿年产6万t矿石项目为例

李宗伟，尹大娟

（1.长春工程学院；2.松辽水利水电开发有限责任公司，长春130012）

1 项目区概况

项目区地处长白山区到松辽平原过渡地带，地貌类型为低山，海拔标高一般在522～685m，矿区东侧最高点标高728.54m，地面坡度10°～30°左右。属北温带季风气候类型，四季分明，雨热同季，多年平均气温4.5℃，多年平均降水量754.6mm，实测最大24h降雨量92mm，多年平均风速2.2m／s，最大冻土深度197cm，主要土壤类型为灰棕壤，林草植被覆盖率为85%，水土流失类型为水力侵蚀，侵蚀模数为550t／（km2·a）。

2 监测范围及监测点位

2.1 监测范围

本工程的水土保持监测范围是以水土流失防治责任范围为准，在制定水土保持监测方案和实施过程中，根据工程设计与施工进度安排，对工程防治责任范围内的生态环境现状变化、水土流失变化及水土保持措施防治效果等内容进行动态监测。根据工程建设的实际情况，本项工程水土保持监测范围包括工程建设区和直接影响区。至服务期末本工程的水土流失防治责任范围面积为12.66hm2。

2.2 监测点位布设

水土流失主要发生在采矿工业区、废石场区、道路建设区等，故可在以上水土流失严重区域进行调查监测，同时选择有代表性的地段布设监测点位，进行定点、定位监测。

施工期监测点位选择：

1）工业场地区：在采矿工业场地临时堆土场设1处水蚀监测点，工业区内的场地经过平整，采用测钎法监测，共需要布设1处监测点位。

生活办公区：在施工区布设水蚀监测点1处，采用测钎法监测。共需布设1处监测点位。

2）废石场区：在废石场周边截水沟施工区设1处监测点，采用简易坡面量测法监测。共需布设1处监测点位。

3）场内道路土质路基边坡设1个水蚀监测地点，采用简易坡面量测法监测。共需布设1处监测点位。

本工程共布设监测点4处。在监测点旁边各设一个标准样地作为对照监测点。

3 监测内容和方法

3.1 监测内容

由于该项目属于建设生产类项目，水土保持监测应在建设前、建设期和试运行期对水土保持措施的完好性进行定期和不定期的巡查、监测，并做好监测记录。项目建设区监测应包括项目区水土流失因子监测、项目区水土保持生态环境变化调查、项目区水土流失动态状况监测（包括危害性监测）、水土保持防治实施效果监测以及水土流失6项防治目标监测等几个方面。监测到的数据能够充分反映本建设项目在生产建设过程中造成的水土流失情况及其防治效果。

3.1.1 水土保持监测的主要内容

水土保持监测［1］的主要内容包括：主体工程建设进度、工程建设扰动土地面积、水土流失灾害隐患、水土流失及造成的危害、水土保持工程建设情况、水土流失防治效果，以及水土保持工程设计、水土保持管理等方面的情况。

3.1.2 水土保持监测的重点

水土保持监测的重点包括：水土保持方案落实情况，扰动土地及植被占压情况，水土保持措施（含临时防护措施）实施情况，水土保持责任制度落实情况等。

3.2 监测方法

监测方法［2－3］采用实地调查和定点观测相结合的方法。在监测点根据监测内容要求，布设监测小区，定时观测和采样分析，获取监测数据，同时在监测点周边选择一个对比小区进行平行观察，同时与同类型区平均水土流失量进行对比，来验证水土保持措施布局及设计的合理性。

3.2.1 水蚀定点监测

主要针对水土流失量的变化、水土流失程度变化和拦渣保土量等指标进行定点、定位的地面观测。

在固定点位分别布设监测小区，每个监测点位布设1～2个小区，监测小区水蚀监测采用简易坡面量测法、沟槽实地调查法，对各类边坡所形成的侵蚀沟进行量测、统计等。

采用简易坡面量测法进行水蚀监测，选择各监测小区内不同坡度的锥型临时堆土场，在汛期前将直径0.5～1cm，长50～100cm，类似钉子形状的钢钎，根据坡面面积，按相距1m×1m分上中下、左中右纵横各3排（共9根）沿坡面垂直方向打入坡面，钉帽与坡面齐平，并在钉帽上涂上红漆，编号登记入册。每次暴雨后和汛期终了以及时段末，观测钉帽出露地面的高度，计算土壤侵蚀深度和土壤侵蚀量。

新堆放的土堆应考虑沉降产生的影响，在平坦地段设置对照观测或应用沉降率计算沉降高度，若钢钎不与土体同时沉降，则观测值应减去沉降高度为实际侵蚀厚度。

坡面量测法重点监测边坡的水蚀量测，量测坡面形成初期的坡度、坡长、地面组成物质、容重等，以及典型场次降雨或多降雨后侵蚀沟的体积，得出沟蚀量并通过沟蚀占水蚀的比例计算出流失量。具体是在监测重点地段对一定面积内（实测样方面积根据具体情况确定，一般为100m2）的侵蚀沟数量、深度、长度进行量算，同时测量坡面的坡度，将小区沟蚀量加上面蚀量从而求得边坡的土壤水蚀量。

利用本工程修建的排水沟进行水土流失量动态观测。当降雨量不大时，可利用排水设施直接测量水深、泥深，并量测面积，计算出积水量和泥沙量，当降水量大时，可设置断面法，计算断面的平均水深、泥深，进行径流、泥沙体积的计算。确定径流、泥沙体积后可计算排水设施控制的汇水区域的土壤侵蚀量。

3.2.2 调查监测

主要针对项目区水土流失危害，对环境状况，水土保持设施运行情况，林草措施的成活率、保存率、生长情况等采用调查法进行监测。

对地形、地貌和水系的变化情况，建设项目占用土地面积，扰动地表面积情况，项目挖方、填方数量，弃土数量及堆放面积等项目的监测，采用实地调查结合设计资料分析的方法进行；对项目区及周边地区洪涝灾害、经济、社会、发展的影响等水土流失危害的评价采用实地调查结合实地量测等方法进行。对防治措施的数量和质量，林草成活率、保存率、生长情况及覆盖度，防护工程的稳定性、完好程度和运行情况及各项防治措施的拦渣保土效果等项目监测采用样方调查结合量测计算的方法进行。

3.2.3 重大水土流失事件的监测

本工程的水土流失灾害事故主要包括对土地及其生产力和植被土壤的破坏、洪涝灾害、滑坡、泥石流等。项目造成的重大水土流失危害主要通过场地调查，并与周边地区进行对比分析得出相关结论。水土流失灾害性事故应根据事故处理的有关规定进行调查勘测，明确灾害造成危害的损失，分析造成危害的原因，提出相关的处理措施。

3.2.4 其他项目监测

主要针对防护措施的效果及稳定性进行监测。采取实地定点测量法和实地调查相结合的方法。按GB／T 15774—2008《水土保持综合治理效益计算方法》规定进行测算：扰动土地面积及再利用情况、减少水土流失量、水土流失面积治理情况、拦渣率、林草措施的覆盖度等效益通过调查监测法进行。

3.3 监测频次

本项目在整个建设期（含施工准备期）内全程开展监测。具体要求有：

1）调查监测频次

①正在实施的水土保持措施情况至少每10d监测记录1次；

②扰动地表面积、水土保持工程措施的拦挡效果等至少每1个月监测记录1次；

③主体工程建设进度、水土保持植物措施生长情况等至少每3个月监测记录1次；

④水土流失灾害事件发生后在1周内完成监测。

2）定位监测频次

水蚀监测主要安排在多雨季节（6月—9月），每逢降雨产生地表径流即时监测记录。注意暴雨（≥5mm／10min、≥10mm／30min、≥25mm／24h）的记录与巡查，以防降雨溢出水桶，当特大暴雨出现，无法进行正常观测时，应尽可能进行暴雨调查。其他月份发生降水，至少每1个月监测1次。

4 监测成果

监测成果应包括水土保持监测季度报告表、监测总结报告、外业监测登记表格、监测影像资料以及相关的监测图件。

1）监测报告

监测报告应包括几方面：①综合说明；②编制依据；③项目及项目区概况；④水土保持监测布局；⑤监测内容和方法；⑥监测结果与分析；⑦结论与建议（包括工程建设水土流失防治的经验和特点，项目综合评价和建议）等。

2）监测表格：外业监测登记表格。

3）监测图件：主要包括项目区地理位置图、水土保持防治责任范围图、工程建设前项目区水土流失现状图、水土保持措施布局图、工程竣工后水土流失现状图等，作为监测报告的附图。

4）监测季度报告表、野外监测影像资料等。

5 结语

本文以建龙老金厂铁矿年产6万t矿石项目为例，制定水土保持监测设计的范围、监测点布设方案、项目监测内容及监测方法等，并确定水土保持监测的重点。由于非煤矿山的生产特点，其水土保持监测的内容、方法等方面都有其针对性。本文是对矿山水土保持监测设计的一个初步方案，建立更深层次的，更有针对性的系统的监测模型可以更好地对矿山行业的水土流失等状况进行监测，为控制水土流失问题及企业的安全生产提供依据。

［1］万云江，谢颂华，王农，等.水土保持生态修复工程水土保持监测设计——以江西省安远县水土保持生态修复试点工程为例［J］.中国水土保持，2011（12）：34－36.

［2］胡建民，谢颂华，左长清，等.线型建设项目水土保持监测技术探讨——以江西省长江干流江岸堤防加固整治工程为例［J］.水土保持通报，2004，24（2）：48－51.

［3］宋炜，郑良勇，孔令法，等.南水北调工程水土保持监测技术研 究 ［J］.南水北调与水利科技，2008，6（1）：340－342.