雞冠山鎂石礦業項目區水土流失侵蝕模數的確定

范遠麗

鳳城市防汛抗旱指揮部，鳳城118100

雞冠山鎂石礦業項目區水土流失侵蝕模數的確定

范遠麗

鳳城市防汛抗旱指揮部，鳳城118100

在描述雞冠山鎂石礦業項目區概況的基礎上，劃分了水土流失預測范圍和時段劃分，水土流失預測內容和方法，采用類比工程分析確定了相關的水土流失侵蝕模數。

水土流失；侵蝕模數

water losses and soil erosion; erosion modulus

1 項目區概況

雞冠山鎂石礦業項目區位于鳳城市雞冠山鎮大陽溝（半截溝），項目區范圍1.7463km2，屬于遼東低山區，地勢總體西高東低，礦區西部影背山海拔720m，礦區東側半截溝底海拔235m，山體坡度15°至35°之間。氣候屬于北溫帶濕潤區大陸性季風氣候，四季分明，夏季多雨。項目區土壤類型主要為棕壤性土，植被類型為落葉闊葉灌叢林，林草覆蓋率73.5%。

項目區水土流失類型為水力侵蝕，侵蝕強度為輕度及輕度以下，項目區處于遼寧省重點治理區內。根據《開發建設項目水土流失防治標準》對水土流失防治標準執行等級與適用范圍的規定，確定本項目水土流失防治標準為二級。

根據《項目礦產資源開發利用方案》及實地測量，確定水土流失防治責任范圍為9.97hm2，其中一采區3.23hm2，二采區1.59hm2，三采區1.88hm2，棄渣場1.43hm2，臨時占地0.04hm2，直接影響區0.54hm2。

雞冠山鎂石礦業項目基建工程工期為6個月，基建剝離土石方量為40086萬m3，剝離表土放置于專門設置的臨時堆土場，用于場地綠化或土地復墾，一部分石方用于礦區道路路基填筑，其余部分放置于棄渣場，用于采坑回填或綜合利用。

2 水土流失預測范圍和時段劃分

2.1 水土流失預測范圍

本項目水土流失主要體現在地表擾動、植被破壞、棄渣排放等方面。根據水土流失防治責任范圍及項目工程建設內容，本方案對項目擾動區域進行預測，直接影響區不做預測。本方案水土流失預測范圍為9.43hm2，其中一采區3.23hm2、二采區1.59hm2、三采區1.88hm2、棄渣場1.43hm2、礦區道路1.26hm2和臨時堆土場0.04hm2。直接影響區因沒有直接受到破壞，不列入預測范圍。具體見表1。

2.2 預測時段

鳳城市雞冠山永余水鎂石有限公司礦山整合項目水土流失主要產生在建設期和運行期，所以本方案確定的水土流失預測時段為施工建設期（含自然恢復期）和運行期。

（1）施工建設期

本項目施工建設期為6個月，施工進度表中已包含汛期的三個月（6月至9月），根據水土保持方案編制的相關規定，項目建設期不滿一年但包括汛期的，水土流失預測期確定為一年。施工內容主要是進行礦山采掘工程建設及安裝生產設施。因三采區處于停產狀態，不進行施工建設期預測，僅對一采區、二采區、棄渣場、礦區道路和臨時堆土場進行水土流失預測。

（2）自然恢復期

各施工區域在工程建設完工后，雖然小部分地表被建筑物、場地硬化所覆蓋，但項目區大部分區域仍存在裸露地貌；這些區域在不采取防護措施的情況下，由于缺乏表土，不可能自然恢復，仍可造成嚴重的水土流失。另外，采礦場、廠區道路、棄渣場等區域在整合工程結束后，進入生產期，在生產過程中仍然處于擾動狀態，地表植被也不可能自然恢復，因此這部分區域沒有自然恢復期。只有堆土場的植被可能自然恢復。根據項目區自然條件及土壤類型、結構，以擾動狀態，確定自然恢復期預測范圍為臨時堆土場區，時間為一年。

表2 項目區水土流失預測單元及時段單位：年

（3）生產運行期

礦山項目產生水土流失的主要時段是生產運行期，因此水土流失預測必須包括一定時段的運行期，為各項水土流失防治措施的布設提供依據。根據礦山的實際情況，確定一采區、二采區、三采區、棄渣場和礦區道路的運行期為三年，臨時堆土場由于預測了自然恢復期，運行期流失量不做預測。各分區具體預測時段劃分見表2。

3 水土流失預測內容和方法

3.1 水土流失預測內容

根據《開發建設項目水土保持方案技術規范》（SL204-98）的規定，結合該項目的特點，水土流失分析預測的主要內容有擾動原地貌及損壞水土保持設施面積情況的預測；可能造成的水土流失量預測；可能造成水土流失危害預測。

3.2 預測方法

根據工程建設特點、占地區域地形地貌、開挖破壞程度等，采用類比法和公式法定量計算工程施工前后水土流失量。通過對新建工程侵蝕類型、侵蝕強度、自然條件及工程施工情況進行調查和綜合分析，確定將遼寧省鳳城翁泉溝硼鐵礦資源綜合利用及硼化工基地建設項目作為類比工程。

根據地形條件和本工程建設特點，調查掌握工程建設對地表、植被的擾動情況，了解堆積物的組成，堆放位置和形式，對本工程建設中造成的新增水土流失量，采用類比與數學模型相結合的方法進行預測。預測公式如下:

式中：WS1—土壤流失總量，t；Fi—第i個預測單元的侵蝕面積，km2; Mi—第i個預測單元的侵蝕模數，t/km2·a; Ti—第i個預測單元的預測時間，a（年）; n—預測單元個數1，2，3，……，n。

表1 水土流失預測范圍表 單位：hm2

3.3 類比工程分析

（1）類比工程概況

遼寧省鳳城翁泉溝硼鐵礦資源綜合利用及硼化工基地建設項目位于遼寧省鳳城市劉家河鎮和四門子鎮，工程主要由采礦場、工業場地、尾礦庫、運輸場地等組成，工程總工期26個月。

項目區處于遼東低山丘陵區，地勢北高南低。境內山嶺起伏，連綿不斷，構成八山一水一分田的天然格局。該地區屬溫帶季風型大陸氣候，冬季嚴寒干燥，夏季濕熱多雨。

項目區屬溫帶大陸性季風氣候。多年平均降水量為1000毫米左右，年內分配極不均勻，主要集中在7、8月份，占全年降水量的63.5%。

本項目區主要分布的代表性土類為棕壤和草甸土兩個土類，下分棕壤性土、棕壤、潮棕壤、草甸土四個亞類，11個土屬，16個土種。

本項目區主要樹種為針中和闊葉兩大類，針葉樹種主要為紅松、日本落葉松。闊葉樹種主要有楊樹、柳樹、板栗、山楂、銀杏、柞樹及其它耐寒樹木。

（2）類比條件分析

通過類比條件對照，類比工程區的地形地貌與本項目相似、氣象條件與本項目基本相同；地理位置相近；同屬于溫帶季風型大陸性氣候，風速、雨強等氣象指標相近；土壤主要類型相同，植被相同；項目組成相近，水土流失特點相近，因此，本方案認為類比工程具有一定的可比性，可作為本項目預測的類比工程。類比工程對照表見表3。

4 侵蝕模數的確定

（1）原地貌侵蝕模數

類比工程項目原生地貌侵蝕模數取值為2390t/km2a。根據遼寧省第四次土壤侵蝕遙感調查數據，結合當地水土保持部門的基礎數據確定土壤侵蝕模數，并根據同類比工程的比較,影響侵蝕模數的各因子中,本項目區的林草覆蓋率與類比工程相差較大,其它因子基本相同或差異較小,所以本項目原地貌侵蝕模數比類比項目要小一些，綜合以上因素，本項目原生地貌侵蝕模數取值為2250t/km2a。

（2）場地擾動地表侵蝕模數

類比工程項目確定的擾動地表侵蝕模數為2910t/km2a，本項目與類比工程坡度、地形、土壤結構等相似,但地形坡度比類比工程大，擾動修正系數取1.3，修正取整后確定場地擾動地表侵蝕模數為3783t/ km2a。

（3）物料堆場侵蝕模數

類比工程堆土場侵蝕系數為6076t/ km2a，本項目年降雨量大于類比項目，參考項目實際及堆土場周邊情況，修正系數取1.3，修正取整后物料堆場侵蝕模數確定為7899t/km2a。

（4）自然恢復期侵蝕模數

在未采取水土保持措施的情況下，自然植被生長需要的較長時間才能恢復到原地貌土壤侵蝕狀態。自然恢復內，由于項目區內的水土保持工程措施建設基本完成，可發揮保水保土功能，而植物措施發揮保水保土作用則具有后效性。因為植物栽植初期根系不發達，扎根較淺，還不具備較強的固土能力，地面也未形成較強的植被覆蓋來抵御降雨、徑流等外應力侵蝕作用，故在自然恢復期仍存在一定程度的水土流失，其侵蝕模數要大于原地貌背景值。自然恢復期土壤侵蝕模數取擾動前后的平均值，確定為3117t/ km2a。

Ascertainment of Water Losses and Soil Erosion Modulus for Ji Guan Mount Magnesium Mining Project

Fan Yuan-li
(Feng Cheng Municipal Headquarters of Flood and Drought Control, Feng Cheng 118110）

Based on describing the general situation in Ji Guan mount magnesium stone mining project, the water and soil loss forecast range and time interval, the content and methods of water and soil loss prediction are discussed in this thesis. The related soil and water loss erosion modulus is identified by adopting the analogy engineering method.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.005

表3 類比工程條件對照表