矿产资源区水土保持防治方案及影响要素分析

◎林荣新 湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司深圳分院

矿产资源的开发利用对社会经济的发展具有重要意义，但目前矿产资源发展与生态环境预防的关系逐步失衡，导致了矿产资源在开发、开采过程中产生的废气、废水不断增加，一方面造成了环境污染、植被破坏、水土流失、地下水位降低、土壤污染等问题，另一方面造成了开采区域发生崩塌、泥石流、水土流失、滑坡等现象的几率急速升高，因此，在矿产区既要合理地实现安全生产、经济发展的同时又要保证区域人类的健康生活，实现人类、资源、社会经济和生态环境的可持续发展战略。在此基础上，合理详细的分析和构建矿产资源区域水土保持防治方案，以提出相对应的环境治理措施，对探究矿产资源区水土保持有着重要意义，同时按照相关水土保持规定合理的开采矿产资源，降低了水土流失影响因素，提升了社会经济和生态环境质量，强化了水土保持预防调控措施和手段。

本文对大唐华银怀化矿产资源区生态环境和水土保持预防进行多维分析、时空要素分析、功能分析和多度分析，并在以此调查为基础制定了合理的矿产资源区水土预防策略，保障了矿产资源区的长久发展和社会经济良性循环，提高地区供电的可靠性，在节能、环保和高效上具有常规开发所无法比拟的优势，对会同县立足资源优势推进新型工业化，加快区域经济发展，具有积极意义。

1.矿产资源开发利用对生态环境影响的多维分析

多维尺度评价分析对矿产资源区生态环境的影响极为重要，为此，本文在基础调查的基础上，针对矿产资源对生态环境的影响从矿种燃料和时间二个维度进行分析，具体分为矿产资源矿种燃料、开发阶段、研究区域不同而表现出明显的矿种燃料、时间二维特性两个阶段。

图1呈现的是矿产资源开发利用对生态环境影响的二维模型，模型在矿种燃料维度和时间维度上对不同的矿产资源进行调查分析，以总结、分析筛选出矿产资源在开发利用过程中对生态环境产生影响的原因。

图1 矿产资源开发利用对生态环境影响的二维模型

1.1 矿种燃料维度对生态环境的影响

不同种类的矿产资源其性质和特点不同，进而具备不同的开采方式和生态环境影响方式。本文两种矿产资源开发过程中所产生的环境问题如下：

（1）石煤。石煤是一种含碳少、热值低的燃料，并往往伴生多种金属。石煤资源开发利用过程中造成资源毁损，环境污染和地质灾害主要体现在土地压占、地面塌陷、崩塌、土地的浪费以及植被压占和破坏等，产生废水、废渣、废气、地下水位降低、土壤污染及造成开采区域发生崩塌、泥石流、水土流失、滑坡、矿井突水、瓦斯爆炸等现象。

（2）无烟煤。无烟煤俗称白煤或红煤，是一种坚硬、致密且高光泽的煤矿品种。石煤和无烟煤均属于能源矿产，因此，无烟煤资源开发利用过程中造成资源毁损，环境污染和地质灾害与石煤产生的现象相似，均会产生生态环境恶化现象。

1.2 时间维度对生态环境的影响

矿产资源开发主要为勘查阶段和采选阶段两大工程，从一个矿区的角度来看，两大过程交互进行，定期生产才能保证矿产资源的可持续供应。因此，不管在单周期内，还是在长时间的发展中，矿产资源开发与生态环境的相互作用均呈现明显的时间维度变化。

勘察阶段：此阶段主要通过预查→普查→详查→勘探阶段，开采矿产资源样本进行测试，探究对环境的影响（植被破坏、土地和沙化），以此判定对生态环境影响程度。

采选阶段：此阶段主要为采矿（露天开采、地下开采），探究大型采矿机械作业、大规模工程活动对环境的影响（地表生态和自然景观的破坏、噪声污染、地表沉降、地面塌陷、占用耕地、污染水源、土壤污染诱发次生灾害等），判定对生态环境影响程度。

2.矿产资源区水土流失的现状及要素分析

2.1 矿区水土流失类型及面积

表1 根据会同县2003 年卫星遥感数据显示，对区域水土流失面积进行系统的总结，其中，土地总面积2249.21km2，无明显流失面积2006.93km2，占土地总面积89.23%，发生水土流失面积242.28km2，占土地总面积10.77%。轻度流失面积 48.72km2，占流失总面积的20.11%；中度流失面积 143.19km2，占流失总面积的 59.1%；强度流失面积50.08km2，占流失总面积的 20.67%；极强度流失面积 0.29km2，占流失总面积的 0.12%。同时，矿区水土流失主要发生在施工阶段，且影响周边农田的淤积，破坏项目区植被，淤积项目区内的水塘和沟渠，对区域生态环境将造成一定的影响。

表1 研究区域水土流失情况表 面积单位：km2

2.2 矿区水土流失要素分析

2.2.1 矿区建设缺乏科学规划

本世纪初，矿山开采主要为掠夺性开采和计划经济时期的粗放式开采，造成生态环境严重恶化，自然环境各要素内在的配置机制发生失调，压迫全球生态环境可持续发展。矿产资源的开发利用在生产区、办公区及居民区的建设中都存在着很大的盲目性和随意性，缺乏科学规划，造成私垦荒地现象，埋下了水土流失的隐患。

2.2.2 开采方式不正确

由于矿产资源开发区域(如电厂区、综合利用区、场外道路区等)建设需要开挖、填筑、临时堆土等人为活动，严重破坏原地貌和土壤植被，表土的天然结构遭到破坏，毁坏了植被的正常生长状态，从而降低土体的抗蚀能力。若开采方式不当，在强降雨时将造成大量的水土流失，如果采用露天的开采方式不仅对地表破坏严重，还将产生大量的水土流失，造成水资源污染、植被破坏、弃渣危害。

2.2.3 土壤和植被过度破坏

由于长期采矿等干扰破坏，原生植被破坏严重。由于缺少植被覆盖，大量的硫酸雾直接外露，氧化形成酸性物质，同时植被覆盖面积下降、水位下沉，以致于大量的酸性物质、重金属随泥沙、径流流入河道，造成水资源污染，同时，没有了植被根系的抓固能力，水土流失面积也逐渐增加。

本文区域土壤以红壤、水稻土为主，植被以天然次生植被和人工林为主；红壤土土层浅薄，结构疏松，抗侵蚀力弱，为土壤侵蚀创造了条件，但南方湿润气候有利于植物生长，茂密的植被覆盖地表，阻缓了水蚀和风蚀的发生，增强了地表的抗蚀性，在自然侵蚀力和抗蚀力相互作用下，土壤侵蚀保持平衡。

3.矿产资源区水土保持防治措施

3.1 做好水土保持预防保护对策

水土保持工程措施包括工程措施和植被措施两类，其工程措施主要是指改变一定范围内小地形(如坡改梯等）的措施，拦蓄地表径流，增加土壤降雨入渗，改善农业生产条件，充分利用光、温、水资源及土资源，建立良性生态环境，减少或防止土壤侵蚀；植被措施具备防风固沙、涵养水源等功能。

充分发挥水土保持方案作用，同时积极推进区域水土保持专项规划工作的开展。从水土保持的角度，按照“预防为主、保护优先”的原则，严把矿区资源开采是唯一途径。区域专项水土保持规划工作结合主体功能区划及自然保护区、重点主态功能区等的分布情况，提出不同区域内应该限制和禁止开发活动。根据环境风险积极推进制订区域资源开发的水土保持管理制度，源头控制生态破坏和水土流失现象的发生，避免环境风险。

3.2 提升造林绿化工作

造林绿化是落实中央战略部署的必然要求。加快造林进度，充分做好土地流转、土方工程、苗木储备等基础的准备工作，保证按节点计划完成造林绿化任务；注重栽种质量，提高种植标准，加大栽种力度，选择适宜树种进行科学栽植；健全管护机制，强化管理队伍建设，进一步提高成活率和成材率，做到种植一片、成活一片、成林一片。

绿色植物的枝冠覆盖地面，可缓冲降雨时雨滴对于地面的冲击力，减少对地面的冲刷和地表径流，植物的根系可以固定表土，减少水土流失现象的发生，种植绿色植物确有保持水土的作用。

3.3 打击破坏矿区林木行为

近年来，因破坏林木的行为增加严重影响了生态发展，为有效遏制盗伐滥伐、侵占林地等涉林违法犯罪，需落实保护区域内现有林地资源。采取给绿化物避让的原则，执行绿化物移植损坏砍伐程序，通过植树造林，利用其根系锁住水分，提高植被覆盖率，有效的减轻洪灾，涵养水资源，保持水土。

4.水土保持对矿区生态环境保护的功能分析

4.1 防风固沙及涵养水源

通过水土保持降低土地出现沙漠化和沙尘天气概率。在风沙比较严重的区域，利用植被有效的阻隔沙尘所带来的不利影响；在干旱区域，通过有效的水土保持技术扩大植被覆盖率来解决干旱所形成的一系列问题。同时为发挥水土保持防风固沙的基本功能，科学种植树木，防止风尘天气的产生，利用绿植减缓自然风力的风速，从而保护地表资源。

我国水资源极度匮乏，保护生态环境，保护水资源是我国保持水土工作的重要课题。植物在生长过程中，根部会吸收地下水分且储藏水分，在发生洪涝灾害时，森林能大幅度减缓水流速度，减少枯水期带来的危害，降低灾害影响。因此，森林有涵养水源的能力，在矿产区通过科学的指导，加强退耕还林措施，增强区域水土涵养水源的能力。

4.2 改善土壤理化性质和净化空气

过建造防护栏、防护林等措施改善土壤的理化性质是保护生态环境最有效果的方式之一。矿区土地资源属性低，通过分析理化性质合理调控，实现土地吸收落叶等腐烂之后产生的物质作为大树的养分，改善土壤质量，增加土壤肥力，减少水土流失，改善土壤中有机物质流失问题，保护生态环境。

矿区空气质量较低，因此改善周围的生态环境，净化空气，保护生态环境是一项重要措施。植物可以制造氧气，植物茎叶及时吸收空气粉尘，有改善噪音的作用，因此，净化空气方法是通过植树造林吸收空气中的有害物质来改善空气质量，进而美化环境，改善矿区生态环境质量。

4.3 推动生态环境可持续性发展

生态可持续发展是社会经济可持续发展的环境基础。20 世纪以来，人们不断进行水土保持研究，将栽树种草转换成了水土资源的综合治理。整个过程不断的提高了土地生产力水平，降低了矿区内资源的过度损耗和生态环境治理难的关键问题，水土资源的经济效益和生态效益也得到充分提升，有效改善了矿区资源生态环境。

5.结论

矿产资源的开发利用丰富了我国的资源类型，推动社会经济的可持续发展，但不合理开采破坏了生态环境，在矿产资源开发过程中必须运用经济、法律等手段对矿山企业的开采工作严格规定，并积极鼓励企业进行科技研发，运用新技能、新工艺提高开采效率和资源利用率，同时通过人工工程措施和植被措施合理改善矿产资源生态环境的可持续发展。