淺談礦山類開發建設項目水土保持監測方法

馬雯靜　許嵐　高僖

摘 要：文章通過對紅格釩鈦磁鐵礦北礦區東礦段一期開采工程建設及其水土流失特點、危害的分析，結合礦山工程的特點， 對開展水土保持監測的內容、監測的方法進行了探討，確定了水土保持監測的重點。

目前，開發建設項目造成的水土流失成為我國水土流失重要來源之一。為準確掌握和實時監控開發建設項目水土流失狀況和水土保持措施實施情況，科學評價水土流失防治效益，水利部相繼頒布了《水土保持生態環境監測網絡管理辦法》和《開發建設項目水土保持設施驗收管理辦法》，明確規定開發建設項目應實施專項水土保持監測工作[1][2]。

礦產類開發建設項目，為我國經濟發展注入了活力，但礦產資源的開發建設及生產，破壞了原地貌[3]，大量的棄土棄渣堆積形成的礦渣堆積場和裸露、松散的廢棄尾礦堆積體，極易被雨水沖刷，這就加劇了地面的水土流失，一旦發生壩體泄漏、坍塌，礦砂傾瀉而下，將會造成江河淤塞、農田毀壞、交通阻斷、污染環境的嚴重后果，會給人民生命財產帶來巨大損失[4]。因此， 為切實遏制人為造成新的水土流失， 保護水土資源，加強礦產資源開發生產過程中的水土保持動態監測與管理至關重要[5]。

一、 項目及項目區概況

紅格釩鈦磁鐵礦北礦區東礦段一期開采工程位于四川省鹽邊縣新九鄉，為一特大型露天礦山，采場上界長約970m，寬約440m，采場開采地表最高標高為1895m，露天底標高為1655m，開采深度為240m。工程區建設內容包括采礦場、排土場、選礦廠、尾礦庫及輔助生產生活設施。

項目區所在鹽邊縣屬四川省西南邊緣南亞熱帶干熱河谷氣候區，具有典型的南亞熱帶半干旱季風氣候特點。溫度垂直變化大，年、月氣溫變化小，小氣候復雜多樣。礦區平均年降雨量約878.10mm，降雨量年變化大。地貌屬深切割剝蝕中山類型，山地占70%以上。由于境內地質構造復雜，褶皺斷層發育，并伴有多期巖漿活動，地形破碎，平地很少，山地坡度多在25°～40°之間。

二、工程水土流失特點

根據現場調查，鹽邊縣紅格釩鈦磁鐵礦北礦區東礦段一期開采工程范圍以重力侵蝕和水力侵蝕為主，侵蝕的形式主要是溝蝕和面蝕。平均土壤侵蝕模數為4717t/km2·a。

1.擾動地表點多面廣，影響范圍大

本項目由一期采場、尾礦庫、排土場、礦區道路、生產生活設施區等組成。在各項工程建設期間，礦山開采、場地平整、棄渣堆放、邊坡及基礎開挖、施工機械碾壓地面等施工活動都不可避免會造成地表大面積的擾動，破壞地表植被降低水土保持功能，開采過程中產生的土石方大量廢棄，極容易受到雨水沖刷產生水土流失。

2.擾動時間長，流失量大

項目屬建設生產類工程，根據方案設計，項目建設期120個月，擾動時間長，在建設期及運行期內均有大量的土石方開挖、回填，易形成棄土棄渣等松散堆積體，極易產生大量水土流失。

3.土壤侵蝕形式多樣

項目區建設期大量的表土剝離破壞了原地表植被，加之施工機械設備的擾動，旱季極易形成風力侵蝕，雨季易產生水力侵蝕，水土流失形式以面蝕、溝蝕為主，局部因施工開挖形成的高陡邊坡可能引起重力侵蝕，形式以崩塌為主。運行期礦山開挖的主要是礦石和廢石，存在輕微面蝕，局部因施工開挖形成的高陡邊坡可能引起重力侵蝕，形式以崩塌為主。

三、水土保持監測的內容與方法

1.監測內容

開發建設項目水土保持監測主要是通過設立典型觀測斷面、觀測點、觀測基準等，對項目在生產建設和運行初期的水土流失情況及防治效果進行監測。根據水利部行業標準《水土保持監測技術規程》，結合本工程實際情況確定本項目的監測內容。

（1）水土流失狀況監測。監測內容包括工程建設對土地的擾動面積，挖方、填方數量及占地面積，棄土（石渣）量及占地面積等，各監測單元水土流失面積、水土流失程度及其流失量情況，施工地段土地平整、管溝開挖、堆土、路基填筑過程中水土流失強度及流失量的監測。

（2）水土流失危害監測。包括工程建設過程中和植被恢復期的水土流失面積、分布、流失量和水土流失強度變化情況，以及對下游和周邊地區生態環境的影響，造成的危害情況等。主要是工程建設在雨季、大風揚沙季節監測水土流失程度的發展和水土流失對河道水體以及對沿河生態敏感地帶的影響等。

（3）項目區水土保持防治措施效果監測。主要包括水土保持防治措施的數量和質量，林草措施成活率、保存率及覆蓋率，防護工程的穩定性、完好程度和運行情況，各項防治措施的攔渣保土效果。

（4）圍繞水土流失防治目標內容監測。為本工程水土保持設施驗收提供直接的數據支持和依據，監測結果應計算出工程的擾動土地治理率、水土流失治理程度、水土流失控制比、攔渣率、植被恢復系數和植被覆蓋率6項防治目標的達到值。

2.監測方法

《水土保持監測技術規程》中關于開發建設項目監測方法的規定：開發建設項目水土流失監測，宜采用地面觀測法和調查監測法。在防治責任范圍內，水土流失影響較小的地段，可進行調查監測；水土流失影響較大的地段，應進行地面觀測。結合本工程的實際情況，力求檢測方法的適用性和可操作性，確定采用調查監測、定位監測與巡查監測相結合的方法。根據監測內容、要求，定時觀測和采樣分析，獲取監測數據，同時通過設置水土流失簡易觀測場，驗證水土保持措施布局及設計的合理性。

（1）地面監測。根據本工程建設擾動實際情況，地面監測方法如下：

樁釘法：將2×3cm/長50cm的木樁按間距1m距離沿垂直方向打入地面，并沿地表給木樁涂上紅漆（要求木樁表面平整，刻度細小清晰），編號登記入冊。定期按編號測量侵蝕厚度（即紅漆與地面的垂直距離），并在樣地內取土樣測得土壤容重，進而可計算出土壤侵蝕模數，計算公式為：

A=ZS/1000cosθendprint

式中：A-土壤侵蝕量（m3）；

Z-侵蝕深度（mm）；

S-侵蝕面積（水平投影m2）；

θ-坡度值。

徑流場觀測：由于工程項目棄渣堆放的動態變化、開挖邊坡短時間內需進行防護等，本項目無法布設徑流場。為此，在類似工程的棄土場布設了簡易徑流小區和徑流場，將觀測數據作為參考。

下游淤積監測：在采場各排水溝山口處修建沉砂池，排土場下游修建攔沙壩，通過對兩區域的水土流失調查，反映整個工程的水土流失強度。

（2）調查監測。調查監測是開發建設項目最常用的一種監測方法。調查監測是指定期采用分區調查的方式，通過現場實地勘測，采用GPS定位儀結合項目區地形圖及其他測定工具等，按照不同防治區域和工程測定其基本特征。

調查監測主要用于以下幾個方面：①對項目建設區侵蝕溝、淤積區進行調查監測，計算分析水土流失量及土壤侵蝕模數。②對防治措施的數量和質量、林草成活率、保存率、生長情況及覆蓋度、防護工程的穩定性、完好程度和運行情況及攔渣、蓄水、保土效果等項目監測采用實地樣方調查方法進行。③評價工程建設對項目區及周邊地區可能造成的危害，對經濟、社會發展的影響等采用實地調查法，并結合實地量測等方法進行。④對地形、地貌的變化情況，建設項目占用土地面積、擾動地表面積，工程挖方、填方數量，排棄土石渣數量及堆放面積等項目的監測，結合設計資料采用實地調查法進行。

（3）巡查。巡查是指定期采取線路調查或全面調查，采用全站儀、GPS 定位儀、照相機、標桿、尺子等對項目區防治責任范圍內地表擾動類型和面積、基本特征及水土保持措施實施情況（攔渣工程、護坡工程、土地整治等）進行監測記錄。場地巡查是水土保持監測中的一種特殊方法。定位監測有時是十分困難的，常采用場地巡查。

場地巡查一般的重點是：堆放在坡面或溝道的排土場、開挖量大的邊坡，特別是周邊有來水的陡立和破碎工作面。

四、監測結果

1.水土流失防治責任范圍監測結果

工程建設項目水土流失防治責任范圍的總面積為114.93hm2，其中項目建設區為106.27hm2，直接影響區為8.66hm2。

2.棄土棄渣量動態監測結果

通過查詢排土記錄，并通過現場核實，截至監測期末（排土場堆渣總量457.90萬立方米，不含尾礦庫尾礦排放量）。根據項目建設期各項施工活動，廢石產生于礦山剝離、道路、選礦廠開挖及輔助生產生活設施建設。

3.地表擾動面積動態監測結果

根據本項目水土保持方案報告書，本項目包括場內道路占地、礦山、選礦廠、輔助生產生活設施、排土場、尾礦庫等。根據調查，一期工程建設總用地面積106.27hm2。

4.土壤流失量動態監測結果

紅格釩鈦磁鐵礦北礦區東礦段一期開采工程屬于建設生產類項目，結合工程實際，本項目監測時段主要是項目建設期及運行初期。本工程建設期及運行初期水土流失總量為12810.81t。

五、 結論

本文以龍蟒礦山紅格釩鈦磁鐵礦北礦區為例，對礦區東礦段一期開采工程水土流失的特點進行了分析，并結合工程實際給出了具有針對性的水土保持監測內容和監測方法，根據監測方法得到了預測結果。本工程項目水土流失重點時段為建設期，重點部位為采礦區、排土場及尾礦庫，根據土壤流失量動態監測結果，本工程建設期及運行初期水土流失總量為12810.81t。本項目作為建設生產類項目，礦山在生產期間仍然有持續的開挖，對地表水土保持設施的破壞也是不間斷的，因此，還應加強生產運行期的水土保持監測工作，以減輕工程項目造成的水土流失。

參考文獻：

[1]唐學文，孔德樹，唐繼斗，等.開發建設項目水土保持監測指標與方法體系探討[J].中國水土保持，2006（6）：46-47.

[2]唐學文，孔德樹，唐繼斗，等.淺談開發建設項目水土保持監測指標與方法[J].水土保持通報，2007，27（4）：63-66.

[3]范遠麗，劉治祥.鳳城市礦業開發過程水土保持監測[J].水土保持應用技術，2007（2）：29-30.

[4]李江鋒.北京首鋼鐵礦生態恢復及效果評價[D].北京：北京林業大學，2007.

[5]王小軍，姚才有，周利民，等.開發建設項目水土保持監測方法探討——以阿（榮旗）深（圳）高速公路粵贛段監測為例[J].水土保持通報，2007，27（4）：79-83.endprint