井下开采项目水土保持监测方法研究

曾江林

(吉安市水利水电规划设计院,江西 吉安 343000)

0 引 言

在井下开采项目生产期间,难免会对周边环境造成一定程度的影响,为确保生产顺利、安全进行,避免项目周边环境受到较大破坏,普遍需要在项目建设期间引入水土保持措施。同时,出于对切实维护水土保持措施展开质量以及实效性的考量,需要委托第3方专业机构进行水土保持监测。

1 项目概述

江西省乌石山铁矿区南北长约5km ,东西宽约0.74km ,面积约2.978km2。矿区内交通方便,319 国道在矿区边缘通过,东距永新县城33km,西距莲花县城27km,分文铁路直达成品矿仓,交通方便。矿区范围为多边形,由16个拐点控制,矿区面积为2.978km2。矿区开采深度为+300～-100m标高区间,矿山为地下开采,开采规模为18万t/年,矿区保有矿山可开采利用资源储量467.05万t,矿山服务年限24a。受建设单位江西乌石山矿业有限公司委托,吉安市水利水电规划设计院承担江西省乌石山铁矿井下开采项目水土保持监测工作。

经现场勘测,矿区为丘陵地貌,海拨标高145.2～457.10m,相对高差最大为311m。地形切割比较厉害,局部形成陡壁。矿区及周围竹木、植被较发育,矿山经过多年开采,形成了较大的扰动面积,破坏了植被和地表构造,造成了一定的水土流失。项目现扰动地表面积为20.29hm2,现有水土流失面积0.49hm2,占矿区总面积的2.43%,为轻度水土流失,年均土壤侵蚀总量为7.35t,平均土壤侵蚀模数为1500t/km2·a。

2 井下开采项目水土保持监测的主要内容与要点分析

2.1 监测点的布设

本项目已处于生产试运行阶段,前期施工造成的水土流失采用调查法进行监测。工程共布设 14 个监测点位,水土保持监测点位具体布设情况如表1所示。

表1 水土保持监测点位布设情况表

本项目水土流失保持监测实践中,主要将进矿道路排水与绿化、扰动区域地貌恢复与植被恢复以及非必要扰动破坏的区域绿化恢复设定为监测重点。在布设监测点期间,所遵循的主要原则如下所示:要求所设定的监测点能够充分反映出项目区域水土流失情况的特征;要求所设定的监测点能够充分反映出项目构成特性以及工程施工特性;要求所设定的监测点能够始终保持在相对稳定的状态,可以切实满足持续性观测的相关要求;要求所设定的监测点数量能够切实满足水土流失及其防治成效评价期间在可信度方面提出的要求;要求所设定的监测点能够着重落实对水土保持措施实施进度、水土流失动态变化以及防治成效的监测;设定基本单位为水土保持监测分区,要求针对所有基本单位分区内,结合多扰动类型的对应开挖面、施工平台、填筑面等典型性更为明显的水土流失单元完成监测点的布设[1]。

2.2 监测技术的选定

在入场监测时,该矿区井下开采项目的主体工程已经完工。针对工程建设情况,主要选用的水土保持监测方法主要为调查监测法,设定的监测频率为每月一次。实践中,针对在矿区井下开采项目主体工程已经完成的的水土保持措施数量、水土保持措施保存情况、水土保持措施效果、工程实际扰动土地面积、实际水土流失防治责任范围、施工临时设施迹地恢复情况等等,落实调查监测。在此过程中,重点安排人员进入现场展开调查,积极与建设单位展开座谈沟通,结合施工资料的收集与查阅工程建设期的影像资料和完成的水土保持措施工程量等信,并对比分析通过批复的水土保持方案,以此完成对矿区井下开采项目建设期间实际水土流失程度以及水土保持效果的评价与评估。

为确保调查监测相关操作能够在本项目展开水土流失保持监测实践中得到顺利展开,在监测前,还落实了对配套监测设备的全面性投放,包括50米皮尺、无人机、手持GPS、数码相机、测绳、笔记本电脑等等。

2.3 监测内容与方法

2.3.1 扰动土地情况

切实参考项目建设整理的实际范围以及现实扰动地表,完成对矿区井下开采项目防治责任范围的确定,结合本矿区井下开采项目的主体工程以及施工资料,确定项目扰动地表面积,约为20.92公顷。在本次矿区井下开采项目水土保持监测实践中,针对扰动土地情况实施监测的要点内容如表2所示。

表2 扰动土地情况监测的要点内容

2.3.2 取土场与弃土场

在本矿区井下开采项目中,主要落实了两处废石排土场的设置,占地类型为林地,总体占地面积约为2.94hm2、总体有效容积约为6.5万m3;实际弃渣量约为3.69万m3。

2.3.3 水土保持措施

在针对本项目展开水土流失保持监测期间,项目工程正处于施工建设状态,基于这样的情况,在统计对前期的工程措施、植物措施和临时措施的过程中,着重落实了对项目施工资料的收集以及现场情况的调查。

本矿区井下开采项目水土流失保持监测实践中,水土保持措施监测内容、监测频次与监测方法主要设定如下:①针对工程措施的措施类型、开工日期、位置、规格、尺寸、数量、防治效果、运行状况等监测项目,主要应用场地巡查的监测方法,设定监测频率为监测一次,要求将监测精度始终控制在≥95%的水平。②针对植物措施的种类、面积、分布、生长状况、成活率、保存率、林草覆盖率及防治效果等监测项目,主要应用场地巡查的监测方法,设定监测频率为监测一次,要求将监测精度始终控制在≥95%的水平。③针对临时措施的措施类型、开工日期、位置、数量、防治效果等监测项目,主要应用调查监测的监测方法,设定监测频率为监测一次,要求将监测精度始终控制在≥95%的水平。

严格依照《生产建设项目水土保持监测与评价标准》(GB51240-2018)中的相关要求组织落实对本矿区井下开采项目水土流失保持监测,在监测水土保持措施时,选定的方法为调查以及核算[2]。实践中,重点落实了对水土流失防治措施的调查与分析,并针对项目建设区域内的水土流失防治措施投放数量、质量水平进行了监测,选定的指标主要包含拦渣保土成效、工程措施的稳定性、水土保持植物措施的引入数量、水土保持植物的成活率等等。在此基础上,为了确保在本次矿区井下开采项目水土流失保持监测工作中所得到的结果数据具有科学性以及真实性,保证可以为项目验收工作的展开提供更为充足的结果数据参考与支持,在实际的矿区井下开采项目水土流失保持监测实践中,还针对项目现场的渣土防护率、表土保护率、水土流失治理度、水土流失控制比、林草植被恢复率和林草覆盖率等指标参数进行了计算与确定。

2.3.4 水土流失情况

本矿区井下开采项目水土流失保持监测实践中,针对水土流失情况,主要选用了水土流失面积这一指标完成监测。实践中,切实参考本矿区井下开采项目的总体布局及项目特点,结合现场踏勘与实地调绘,确定项目建设各阶段造成的水土流失面积。在本次矿区井下开采项目水土保持监测实践中,针对扰水土流失情况实施监测的要点内容如表3所示。

表3 水土流失情况监测的要点内容

3 井下开采项目水土保持监测结果与建议

3.1 监测结论

在本次井下开采项目水土保持监测实践中,所得到结果主要如下所示:从水土流失总治理度方面来看,该指标的目标值为89%,实际达到值为97.73%,防治措施面积约为15.72hm2,永久建筑物及硬化面积约为4.11hm2,扰动土地总面积约为20.29hm2;从扰动的土地整治率方面来看,该指标的目标值为97%,实际达到值为97.73%,防治责任范围面积约为20.29hm2,水土流失面积约为20.29hm2;从土壤流失控制比方面来看,该指标的目标值为1%,实际达到值为1%,工程措施面积约为10.12hm2,容许土壤流失量约为500t/km2·a;从拦渣率方面来看,该指标的目标值为85%,实际达到值为97.3%,植物措施面积约为5.6hm2,监测土壤流失量约为500t/km2·a;从林草植被恢复率方面来看,该指标的目标值为98%,实际达到值为98.1%,可恢复林草植被面积约为0.57hm2,林草类植被面积约为5.6hm2;从林草覆盖率方面来看,该指标的目标值为25%,实际达到值为22.6%,实际拦渣率约为3.59万m3,弃渣量约为3.69万m3。

通过调查监测未发现明显不利于水土保持的因素存在,工程未发生可能造成重大水土流失危害的灾害性事件。在建设过程中布设了临时排水沟、沉沙池等建设在监测过程中未发现明显不利于水土保持的因素。专项水土保持工程矿山道路排水沟、道路绿化和采场区周边、临时堆场周边植树种草、排水沟及沉淀池等措施均能在运营期发挥重要水土保持作用[3]。通过现场调查监测,与建设单位、水行政主管部门沟通,本工程建设过程中无重大水土流失危害事件。

总体而言,本项目水土保持治理达标,工程水土保持措施总体布局合理,有效完成了主体工程设计和水土保持方案所要求的水土流失防治任务,水土保持设施质量总体合格,水土流失得到有效控制,项目区生态环境得到改善。经试运行,水土保持工程措施和植物措施运行情况良好,整体上已具有较强的水土保持功能,达到了水土流失防治预期的效果。

3.2 主要建议

①建设单位应加强管理,对于当地群众在矿区范围内乱挖乱掘现象应及时进行制止,如有必要应让相关部门介入处理,并对破坏的区域防治责任进行界定,切实做好水土流失治理工作。同时,建设单位应当在加强参建人员培训的基础上,加大在项目周边区域展开水土保护方面的宣传力度,引导周边居民积极参与区域水土保护工作,提升水土保持措施的实际成效。②应加强水土保持设施的管理和维护,保证水土保持功能的正常发挥。定期安排专业人员针对项目现场及周边区域进行巡检,重点检查各项水土保持措施及配套设备的运行良好程度,一旦发现问题必须要及时组织展开处理,促使水土保持措施长期有效[4]。③运行期间加强员工水土保持知识和法律法规的培训教育,做好运行期间的水土保持工作。结合员工培训的强化落实,促使其对于水土保持的认识程度进一步提升,积极配合、自主参与水土保持,提升井下开采项目水土保持成效。④在以后开发同类项目时应及时自行或委托具有相应能力的单位开展水土保持监测工作。

4 总 结

综上所述,使用调查监测法落实对井下开采项目的水土保持监测,结果表明,项目建设期间未发现明显不利于水土保持的因素存在,工程未发生可能造成重大水土流失危害的灾害性事件;本项目水土保持治理达标,工程水土保持措施总体布局合理,有效完成了主体工程设计和水土保持方案所要求的水土流失防治任务,水土保持设施质量总体合格,水土流失得到有效控制,项目区生态环境得到改善。