扩建矿山生产建设项目水土保持问题及对策

2019-11-29王普

科技与创新 2019年13期

王普

扩建矿山生产建设项目水土保持问题及对策

王普

（广东中灏勘察设计咨询有限公司，广东肇庆 526060）

以德庆县九市镇德鑫石矿场为例，从扩建矿山前期主要遗留问题、水土保持现状、水土流失特征和治理要求等方面出发，论述了此类生产建设项目存在的主要问题，并提出了相应的解决方案。此方案使矿山生产建设项目在基建期和运行期，既能保证生产安全，又能很好地维护生态环境，减少水土流失的发生。

扩建矿山；水土流失；水土保持；生态环境

1 前言

水土保持作为中国的一项基本国策，在中国的经济发展过程中发挥了巨大作用。《水土保持法》颁布后，中国的水土保持工作进入了一个新的阶段。自2011年《水土保持法》修订后，水土保持工作进一步得到加强。中国矿产资源丰富，在矿产资源开发利用过程中，存在大量土石方开挖与回填，废土石的排弃与堆放挤压地表，占用大量土地资源。且开采形成的裸露山体，极易形成新的水土流失。

扩建矿山水土流失程度更加明显，这是因为前期不规范的开采以及水土保持工作还不到位，矿山基建期剥离土体无序堆放和裸露开采平台及坡面存在，以及废土废渣随意排放，这就给水土流失的发生提供了基础。

2 项目及项目区概况

德庆县九市镇德鑫石矿场位于德庆县城东87º方位，直距26.5 km处，中心地理坐标东经111°59′52″，北纬23°09′10″，行政区划隶属德庆县九市镇管辖。矿场开采矿种为建筑用花岗岩。矿场建设单位为德庆县九市镇德鑫石矿场2008年取得现采矿证范围，矿区面积0.054 6 km2，开采标高+270～+70 m，开采规模为每年1.5×105m³，采矿期限为2012-11-26—2019-02-02。2016年建设单位向德庆县国土资源局提出扩大矿区范围及生产规模的申请，变更矿区范围总体向东向扩大，北面缩减，面积增加0.026 km2，变更矿区范围由10个拐点连线圈定，开采标高变更为+290～+30 m，矿区面积0.080 6 km2。

矿山在2015年补报了原开采范围水土保持方案，涉及采矿区、矿山道路区、排土场区、生活及生产设施区等。项目区属亚热带季风气候，年平均气温20.9 ℃，年平均降雨1 690.7 mm。矿区地处丘陵区，最大相对高差230 m。矿区微地貌形态简单，区内总体地势呈东高西低，地形坡度一般为15°～35°，局部较陡，山体自然坡向为北西向，上陡下缓。山顶呈浑圆状，地形切割浅～中等。项目区属南方红壤丘陵区，矿区土壤类型为花岗岩风化型黄壤，植被属于常绿阔叶林带。

3 项目所在区水土流失现状

根据2013年广东省水利厅和珠江水利委员会珠江水利科学研究院联合调查发布的《广东省第四次水土流失遥感普查成果报告》，德庆县现有水土流失面积364.6 km2，占县国土总面积的18.2%，其中自然侵蚀面积165.19 km2，占总水土流失面积的45.3%；人为侵蚀面积199.42 km2，占总水土流失面积的54.7%。

自然侵蚀主要分布在山区和丘陵区，以面蚀为主。人为侵蚀类型主要包括陡坡开荒、采石取土，侵蚀强度从中度到剧烈均存在，侵蚀情况较为严重，且取土采矿造成大面积高强度的侵蚀。德庆工程侵蚀中绝大部分为采石取土和开发建设项目侵蚀。

4 矿区存在水土流失的主要问题

通过对矿区实地调查，矿区水土流失主要发生区域存在于采矿区、旧采区、工业设施生产区以及排土场区等。以下分区域进行分析说明。

4.1 采矿区

由于前期采矿作业，项目区地表大面积裸露，仅见零星植被覆盖，面蚀、沟蚀等水土流失现象普遍。通过对周边相同类型的用地进行调查，并访问调查业主及相关施工人员，矿区未开采前，其水土流失轻微，区内生长着大量乔木及灌木，植被覆盖较好，土壤流失背景值每年为500 t/km2。从现场调查看，采矿区内地表大面积裸露，部分区域形成高陡裸露边坡。但大部分区域为裸露岩体，开采形成台阶较稳定，但开采上边坡为土质边坡，此区域裸露，造成了较严重的水土流失潜在危险。

4.2 旧采区

本区包括原采矿范围内已采但未包含在本次矿山变更范围内区域，也包括矿山自开采历史以来已采未治理区域。本区大部分区域裸露，裸露土质边坡基本板结呈现青苔色，少有杂草生长。前期开采遗留台阶布置不规则，平台暂未绿化，少部分区域长有桉树、芒草等植物。本区内还零星存在有小规模临时堆土，临时堆土表面已生长有葛类以及杂草等植物，水土流失轻微，但大部分区域还是存在较严重的水土流失情况。

4.3 工业设施生产区

本区扰动和挤压土地面积较大，从现场调查来看，主要存在的情况是裸露地表未硬化或植被覆盖，存在水土流失隐患。堆料场未对其进行拦挡覆盖防护。

4.4 排土场区

根据对本项目现状排土场调查，现状排土场堆放坡度较大，堆土边坡裸露情况严重，虽有排土场芒草、桉树等植物进行绿化，但从现场边坡侵蚀沟深度及宽度和拦沙坝前沉淀泥沙等情况来看，水土流失情况依然存在。

5 矿区水土保持状况

通过现场调查，矿区水土保持设施主要如下。

5.1 旧采区

旧采区下游+63.97 m标高处有一平地，为疏导上边坡（高约2.5 m）及周边汇水，有一现状排水沟，排水沟为0.35 m×0.35 m矩形浆砌石沟。

5.2 排土场区

现状排土场区下游50 m沟道内修建有一座拦沙坝，该拦沙坝修建于2015年。拦渣坝采用浆砌石结构，拦沙坝尺寸为坝高3.5 m，顶宽2.5 m，底宽3 m，坝基埋藏深度0.5 m，长约35 m。设置有上下两个泄水洞，泄水洞直径约0.5 m。另外现状排土场裸露平台和边坡已生长有桉树、芒草以及葛藤等植物，但是植被覆盖率不高，大约为30%。

5.3 工业设施生产区

在工业设施生产区机修间地磅处下设直径为0.5 m的排水暗管，该排水暗管疏导采坑底部抽水泵抽出的积水，工业设施生产区道路旁排水沟排往下游暗涵。破碎生产线下埋设有暗涵排水，涵管直径约为1.2 m。涵管起端接来自办塘坑山溪汇水和采矿底部积水，末端设置有一座三级沉沙池。三级沉沙池尺寸为57.6 m×16.8 m（长×宽），第一级长12.0 m，第二级长16 m，第三级长20.0 m，每级之间设置平台，平台宽2.4 m，池体建材采用浆砌石砌筑，厚2.4 m。

5.4 矿山道路区

矿山道路区路面采用泥结碎石路面，主要水保设施为道路靠近山体侧排水沟和简易沉沙池，另外本区在部分路段还存在有暗管衔接排水，但长度不长。

5.5 办公生活区

本区已修建多年，场地全部硬化，在房屋靠近山侧，有现状山坡排水沟，排水沟尺寸为0.2 m×0.25 m（宽×深）。区内设有绿化树池，栽植有四季桂、海桐、女贞等乔灌木。

6 解决扩建矿山水土流失对策

6.1 加强水土保持宣传和监管度

水行政主管部门还要切实履行水土保持监督执法职责。水行政主管部门尤其是基层部门，一般对于所在辖区企业了解较多，要经常深入实地进行水土保持宣传和监管工作。实践证明，宣传是基础，培训是手段，对提高水土保持监督执法成效一直发挥着重要作用。加强水土保持宣传，使水土保持意识深入人心，这一手段必须常抓不懈，持之以恒。各级水行政主管部门应制订行之有效的水土保持技术培训计划，通过各种传播媒体，深入地开展水土保持宣传活动。

水行政主管部门要建立健全水土保持预防监督技术服务体系，及时掌握水土流失动态变化，正确评价和预测水土流失治理效果，不断提高水土保持技术水平，充分加强水土流失动态监控，推动水土保持预防监督工作的深入发展。另外，水行政主管部门要切实严格执行水土保持法的规定，对于扩建矿山生产建设项目，在扩建矿区投产运营前，要对上期水土保持设施进行水土保持验收。水土保持设施验收合格后，方可投产运营。同时，要督促和引导建设单位开展水土保持监测工作，矿山开采扰动面积大，开挖土石方量大，剥离废土石多，要掌握矿区水土流失动态，就必须开展水土保持监测工作。

6.2 增强建设单位水土保持工作意识

水土保持是生态环境建设的主体，通过宣传不断增强建设单位的水土保持法制观念，提高其履行水土保持法律义务，实现项目矿山安全生产，水土流失得到治理，创造良好的生态环境。

建设单位是水土保持工作主体单位，只有建设单位充分认识到水土保持工作的重要性，才能使其有意识地进行项目区水土流失治理工作。扩建矿山生产建设项目水土流失存在范围广、点多、流失程度和强度分布不均、水土流失危害较大等特点，建设单位要充分认识到水土流失危害，将防治责任范围内水土流失治理彻底，避免对矿山正常生产和周边居民产生不利影响。

6.3 对前期开采遗留水土流失区域进行治理

6.3.1 设计原则

根据水土保持方案编制的目标，结合项目和项目区特点，本项目水土保持措施的设计应遵循以下原则：①对本次新增的水土保持措施，设计时要以安全、经济、水土保持效果好为原则；工程措施设计应同时考虑与植物措施相结合，确保水土保持效果良好。②水土保持工程措施要和主体工程相互协调，不影响主体工程的顺利施工。③设计采用技术标准为《开发建设项目水土保持技术规范》（GB 50433—2008），同时参照水利部和相关行业的有关技术规范，工程设计必须满足技术规范的要求。

6.3.2 工程措施防治标准及要求

根据《防洪标准》（GB 50201—94）规定，矿区截排水沟采用洪水重现期=10%。

6.3.3 植物措施设计要求

6.3.3.1 植物种类选择

植被采用林草结合绿化的方式，绿化乔木选择乡土树种马尾松；灌木选择性价比高的夹竹桃；藤本植物采用爬山虎和凌霄，爬山虎栽植在平台内侧，沿开挖坡面向上爬行生长，凌霄栽植在平台挡土墙内侧，沿开挖边坡向下生长；草种选择易于生长、水土保持效果好的狗牙根草、百喜草进行混合撒播。

6.3.3.2 栽植技术设计

采用乔灌草混交的栽植方式，乔灌栽植先整地，然后挖种植坑。根据《造林技术规程》（GB/T 15776—2006）马尾松栽植密度为16.67株/平方千米，折合为株行距为4.0 m×4.0 m，夹竹桃栽植株行距为2.0 m×2.0 m，栽植后人工踩实并浇透底水，以后根据天气变化情况确定浇水频度。选用藤本植物栽植密度采用株行距每米2株进行栽植。

6.3.3.3 苗木、种子规格要求

马尾松带土球，球径40 cm×40 cm，胸径2 cm，冠高2.0 m；夹竹桃带土球，球径30 cm×30 cm，冠高1.5 m，小枝分蘖好；爬山虎及凌霄地径1.5 cm，主蔓长度2 m，分枝数3枝，树龄1.5 d以上。选用草籽发芽率需保证85%以上。

6.3.4 具体治理方案

在旧采区南部靠近现状排土场处裸露边坡上5 m处增设一道截水沟，按上游最大汇流面积12 400 m2进行设计。采用浆砌石衬砌，厚度为300 mm，总长约212 m。

根据对现状排土场调查，现状排土场存在堆放坡度较大、堆放高度较高等问题。对现状排土场进行削坡开级，待其堆放坡度和分台阶高度达到《水土保持工程设计规范》（GB 51018—2014）的要求后再进行水土流失治理。

在现状排土场平台内侧设置排水沟，排水沟采用浆砌石衬砌，厚度为300 mm，断面为0.4 m×0.4 m的矩形断面。共需布设排水沟852 m。

在平整后的平台顶部+205 m标高，边缘内5 m处设置一道截水沟，根据截水沟承接最大汇流面积10 000 m2进行截水沟尺寸计算。共需布设截水沟297 m。

排土场规范完毕后，对其进行绿化植被恢复工作。采用乔灌草相结合的方式进行。乔木选用马尾松，株距4.0 m×4.0 m，灌木选用夹竹桃，栽植株行距2.0 m×2.0 m，草籽选用狗牙根、百喜草混合草籽，草种撒播量为50 kg/hm2。共栽植乔木625株，灌木8 125株，撒播草籽3.45 hm2。