黄丘区煤矿工业场地降雨径流管理技术应用——以内蒙古智能煤炭有限责任公司麻地梁煤矿为例

张荟瑶，金美君，谭廷军，张 飞，张永江，冯 也

(1.黄河水利委员会 晋陕蒙接壤地区水土保持监督局，陕西 榆林 719000；2.内蒙古智能煤炭有限责任公司，内蒙古 准格尔 017100)

受地形限制，在黄土丘陵沟壑区(以下简称“黄丘区”)建设煤矿，只能选择在黄土梁峁山坡的中下部，通过挖山填沟再塑地貌，构筑阶梯式平台来建设工业场地。由于改变了原本的地形地貌，再加上工业设施、场地道路硬化阻挡了降雨下渗，因此工业场地降雨径流的产生模式完全不同于原始地貌。工业场地地表阻力小，降雨形成的地面径流汇流快、下渗少、径流系数高[1]，这些特点决定了工业场地降雨形成径流洪水的速度更快、洪峰更大。与此同时，工业场地上游山坡降雨产生的洪水泥沙也对工业场地安全运行构成极大威胁。因此，对黄丘区煤矿工业场地及上游山坡降雨径流进行管理，不但是水土保持生态环境保护与建设的需求，也是矿区工业场地安全运行保障的需求。内蒙古智能煤炭有限责任公司麻地梁煤矿位于鄂尔多斯市准格尔旗境内，属于黄丘区第一副区，工业场地选址在山坡梁峁下部，其降雨径流管理技术对黄丘区类似工业场地建设具有借鉴意义。

矿区降雨径流管理体系主要有三部分：一是工业场地的雨水管理体系，主要有植被蓄渗措施、管沟排水措施、窖池蓄水措施、提灌利用设施等；二是上游山坡洪水泥沙治理体系；三是路渠排水输水体系，包括场地、道路等地面排水渠道、管道以及地下排水管网等。

1 矿区降雨径流管理的重点是工业场地降雨径流的蓄、排、用

1.1 蓄积雨水和营造景观水面

麻地梁煤矿工业场地通过人工再塑形成两级台阶式平台，较高一阶是人居活动较为频繁的行政办公区，地面降雨径流管理的主要目标是蓄渗利用雨水和净排出。在行政办公区平台上构建景观区时，结合水土保持降雨蓄渗措施要求，修建了景观水面，起到了蓄积雨水和美化环境的双重作用。景观水池设计高程和容积按照水土保持规范中雨水收集池的标准，根据行政办公区汇水面积、下沉式整地、路面径流自流等因素设计。景观水池在平时作为景观进行管理，雨季来临前排出部分蓄水，可以起到蓄积雨水、减少工业场地雨水径流量、削减洪水峰值的作用。

1.2 降雨蓄渗措施构建

工业场地除必要的机械道路硬化外，尽量提高林草植被覆盖率，营造优良的人居环境。在植树种草整地过程中，按照水土保持技术规范要求，进行了降雨蓄渗下沉式整地、大坑植树整地、景观树穴整地等，并采取透水铺装营造了生态停车场等，通过植被拦截蓄渗降雨。在一定设计降雨强度内，工业场地降雨基本不产生径流，雨水大部分蓄渗在植被蓄渗区域内或者蓄积在雨水收集池内[2]。大面积的降雨收集蓄渗在小面积的植被区域，增加了该区域土壤的水分含量，减轻了干旱对人工植被的威胁；雨水收集池中蓄积的雨水在干旱季节还可以用于灌溉周边植被。

2 矿区降雨径流管理的难点是上游山坡产流产沙的综合治理

麻地梁煤矿工业场地上游山坡是典型的黄土丘陵沟壑区地貌，汇水面积较大，降雨径流产生的洪水泥沙严重影响工业场地的安全运行，也影响矿区的环境美观。麻地梁煤矿在建设矿井的同时，融入水土保持技术理念，对上游山坡进行了高标准水土保持综合治理，做到了“小雨清水不下山，大雨泥沙不出沟”。

2.1 植被建设与降雨蓄渗整地措施

在上游山坡综合整治中，麻地梁煤矿融合山地公园构建理念和黄丘区小流域综合治理理念，用营造公园的植被标准和资金规模开展小流域治理，因地制宜采取不同的水土保持措施，根据不同地貌修筑鱼鳞坑、水平沟、挡水埂、燕窝坝等，对可以整地种植植被的坡地进行密集整地后，根据不同的土壤厚度种植不同比例的乔灌草混交植被，确保整地措施与植被互相保护，构建层层拦蓄的植被整地蓄渗体系，使植被覆盖率达到80%以上，除工程措施区以外没有地表裸露。

2.2 工程防护与降雨排导措施

上游山坡还存在一些无法采取植被措施的陡坡、陡崖，必须因地制宜设计工程防护措施。较小的陡坡结合道路排水渠修建小型挡墙、台阶、台地，台地中种植景观植被，沿陡坡下沿种植爬墙虎等攀缘植物，以增加植被覆盖率；较大的陡坡设计修建了窑洞，既增加了特色景观，又利用工程防治了潜在的崩塌危险等。在这些护坡和道路工程中，设计了截排水工程，将坡面上超出植被、土壤蓄渗能力的径流，通过道路截排水沟、窑洞院落排水沟等汇集到工业场地上游的排水渠渠首，最终排入下游河道。

3 矿区降雨径流管理的关键点是截排水渠道建设与管理

在主动拦截利用降雨的坡面综合治理措施和工业场地降雨蓄渗措施基础上，煤矿工业场地径流管理还要重视工业场地自身产流的排导及上游来水的截流和排导。

3.1 工业场地排水系统的设计与建设

工业场地屋面排水系统与地面、地下排水系统相连，将雨水送入工业场地道路地下排水系统。地面的雨水通过道路两侧的间隔雨水井排入道路地下排水系统，最终汇入工业场地排水干渠，经过工业场地外排水渠排入下游河道。此外，工业场地地面汇水也可以通过两个平台之间的台阶式人行排水双用通道直接排入工业场地外排水渠，最终也可以排入下游河道。

3.2 工业场地上游来水的拦截与排导工程的设计与建设

仅仅完善工业场地自身的排水系统是远远不够的，还要系统地设计建设截排工程拦截排导上游山坡的来水来沙，保障工业场地不受上游山坡洪水泥沙的危害。在利用植被拦截蓄渗措施减少上游山坡来水来沙的基础上，在山坡较大支沟中修筑拦截来水来沙的小型塘坝，并与工业场地排水渠渠首连接，顺接蓄排来自山坡支沟的洪水。在工业场地与上游山坡连接处的坡脚修建截水沟，拦截从山坡上蓄渗的降雨径流，同时顺接山坡道路、急流槽导流出的山坡洪水，最终连接至工业场地排水干渠。

4 矿区降雨径流管理设施运行维护

黄丘区地形地貌支离破碎，再加上工业场地人工再塑地貌复杂，导致煤矿工业场地及周边降雨径流规律复杂，给黄丘区煤矿工业场地降雨径流管理和防汛抗旱工作增加了不少困难和不确定因素，因此必须加强矿区降雨径流管理设施的运行维护。

4.1 决策层高度重视工业场地降雨径流管理

麻地梁煤矿安全管理的重点任务之一就是工业场地的防汛安全。麻地梁煤矿所在的准格尔旗地处鄂尔多斯高原，降雨集中在7—9月并多以暴雨形式出现[3]，麻地梁煤矿曾经出现过山坡洪水泥沙漫进工业场地的情况。因此，煤矿决策层高度重视，将降雨径流管理作为安全管理的重要内容，在汛期进行实时监控管理。

4.2 完善制度，保障工业场地降雨径流管理

工业场地的降雨径流管理，尤其是汛期防汛管理对煤矿的安全生产极为重要[4]。麻地梁煤矿在安全管理制度、工业场地日常管理制度、岗位职责等多项制度中明确了煤矿汛期监控的任务、职责、要求、追责等内容，从制度层面将降雨径流管理纳入安全监管体系中，加强管理。

4.3 运行维护措施保证工业场地降雨径流管理

人工再塑地貌径流按照人为设计汇集、泄放，径流管理设施必须处于人为监管中，才能保证安全。麻地梁煤矿安排专人定期检查道路雨水井，保障流路通畅不堵塞，确保干渠、渠首与塘坝放水建筑物等设备到位，急流槽、截水沟无淤积堵塞，并将巡视检查内容纳入日常检查巡视任务中，保证了各排水口、连接段、放水设备得到妥当的管理维护，确保汛期能够正常运行。

5 结 语

在地处干旱半干旱地区的煤矿工业场地进行降雨径流管理，既要按照保障公共安全的标准管理雨水，又要按照“海绵城市”技术综合利用雨水，既要遵循自然径流规律进行规划设计，又要充分考虑煤矿工业场地主体功能、景观构建实际需求，把水土保持的蓄截拦排挡护等功能融入矿区的山水园林路居中，建设雨水蓄积利用和防洪系统，蓄、截、排、输、导对接，把有效降雨蓄渗在矿区生态区域中，把多余的雨水安全排输到河流中，形成区域内“小雨蓄积利用，大雨排输顺畅”的体系。