礦產資源區水土保持防治方案及影響要素分析

◎林榮新 湖南省水利水電勘測設計規劃研究總院有限公司深圳分院

礦產資源的開發利用對社會經濟的發展具有重要意義，但目前礦產資源發展與生態環境預防的關系逐步失衡，導致了礦產資源在開發、開采過程中產生的廢氣、廢水不斷增加，一方面造成了環境污染、植被破壞、水土流失、地下水位降低、土壤污染等問題，另一方面造成了開采區域發生崩塌、泥石流、水土流失、滑坡等現象的幾率急速升高，因此，在礦產區既要合理地實現安全生產、經濟發展的同時又要保證區域人類的健康生活，實現人類、資源、社會經濟和生態環境的可持續發展戰略。在此基礎上，合理詳細的分析和構建礦產資源區域水土保持防治方案，以提出相對應的環境治理措施，對探究礦產資源區水土保持有著重要意義，同時按照相關水土保持規定合理的開采礦產資源，降低了水土流失影響因素，提升了社會經濟和生態環境質量，強化了水土保持預防調控措施和手段。

本文對大唐華銀懷化礦產資源區生態環境和水土保持預防進行多維分析、時空要素分析、功能分析和多度分析，并在以此調查為基礎制定了合理的礦產資源區水土預防策略，保障了礦產資源區的長久發展和社會經濟良性循環，提高地區供電的可靠性，在節能、環保和高效上具有常規開發所無法比擬的優勢，對會同縣立足資源優勢推進新型工業化，加快區域經濟發展，具有積極意義。

1.礦產資源開發利用對生態環境影響的多維分析

多維尺度評價分析對礦產資源區生態環境的影響極為重要，為此，本文在基礎調查的基礎上，針對礦產資源對生態環境的影響從礦種燃料和時間二個維度進行分析，具體分為礦產資源礦種燃料、開發階段、研究區域不同而表現出明顯的礦種燃料、時間二維特性兩個階段。

圖1呈現的是礦產資源開發利用對生態環境影響的二維模型，模型在礦種燃料維度和時間維度上對不同的礦產資源進行調查分析，以總結、分析篩選出礦產資源在開發利用過程中對生態環境產生影響的原因。

圖1 礦產資源開發利用對生態環境影響的二維模型

1.1 礦種燃料維度對生態環境的影響

不同種類的礦產資源其性質和特點不同，進而具備不同的開采方式和生態環境影響方式。本文兩種礦產資源開發過程中所產生的環境問題如下：

（1）石煤。石煤是一種含碳少、熱值低的燃料，并往往伴生多種金屬。石煤資源開發利用過程中造成資源毀損，環境污染和地質災害主要體現在土地壓占、地面塌陷、崩塌、土地的浪費以及植被壓占和破壞等，產生廢水、廢渣、廢氣、地下水位降低、土壤污染及造成開采區域發生崩塌、泥石流、水土流失、滑坡、礦井突水、瓦斯爆炸等現象。

（2）無煙煤。無煙煤俗稱白煤或紅煤，是一種堅硬、致密且高光澤的煤礦品種。石煤和無煙煤均屬于能源礦產，因此，無煙煤資源開發利用過程中造成資源毀損，環境污染和地質災害與石煤產生的現象相似，均會產生生態環境惡化現象。

1.2 時間維度對生態環境的影響

礦產資源開發主要為勘查階段和采選階段兩大工程，從一個礦區的角度來看，兩大過程交互進行，定期生產才能保證礦產資源的可持續供應。因此，不管在單周期內，還是在長時間的發展中，礦產資源開發與生態環境的相互作用均呈現明顯的時間維度變化。

勘察階段：此階段主要通過預查→普查→詳查→勘探階段，開采礦產資源樣本進行測試，探究對環境的影響（植被破壞、土地和沙化），以此判定對生態環境影響程度。

采選階段：此階段主要為采礦（露天開采、地下開采），探究大型采礦機械作業、大規模工程活動對環境的影響（地表生態和自然景觀的破壞、噪聲污染、地表沉降、地面塌陷、占用耕地、污染水源、土壤污染誘發次生災害等），判定對生態環境影響程度。

2.礦產資源區水土流失的現狀及要素分析

2.1 礦區水土流失類型及面積

表1 根據會同縣2003 年衛星遙感數據顯示，對區域水土流失面積進行系統的總結，其中，土地總面積2249.21km2，無明顯流失面積2006.93km2，占土地總面積89.23%，發生水土流失面積242.28km2，占土地總面積10.77%。輕度流失面積 48.72km2，占流失總面積的20.11%；中度流失面積 143.19km2，占流失總面積的 59.1%；強度流失面積50.08km2，占流失總面積的 20.67%；極強度流失面積 0.29km2，占流失總面積的 0.12%。同時，礦區水土流失主要發生在施工階段，且影響周邊農田的淤積，破壞項目區植被，淤積項目區內的水塘和溝渠，對區域生態環境將造成一定的影響。

表1 研究區域水土流失情況表 面積單位：km2

2.2 礦區水土流失要素分析

2.2.1 礦區建設缺乏科學規劃

本世紀初，礦山開采主要為掠奪性開采和計劃經濟時期的粗放式開采，造成生態環境嚴重惡化，自然環境各要素內在的配置機制發生失調，壓迫全球生態環境可持續發展。礦產資源的開發利用在生產區、辦公區及居民區的建設中都存在著很大的盲目性和隨意性，缺乏科學規劃，造成私墾荒地現象，埋下了水土流失的隱患。

2.2.2 開采方式不正確

由于礦產資源開發區域(如電廠區、綜合利用區、場外道路區等)建設需要開挖、填筑、臨時堆土等人為活動，嚴重破壞原地貌和土壤植被，表土的天然結構遭到破壞，毀壞了植被的正常生長狀態，從而降低土體的抗蝕能力。若開采方式不當，在強降雨時將造成大量的水土流失，如果采用露天的開采方式不僅對地表破壞嚴重，還將產生大量的水土流失，造成水資源污染、植被破壞、棄渣危害。

2.2.3 土壤和植被過度破壞

由于長期采礦等干擾破壞，原生植被破壞嚴重。由于缺少植被覆蓋，大量的硫酸霧直接外露，氧化形成酸性物質，同時植被覆蓋面積下降、水位下沉，以致于大量的酸性物質、重金屬隨泥沙、徑流流入河道，造成水資源污染，同時，沒有了植被根系的抓固能力，水土流失面積也逐漸增加。

本文區域土壤以紅壤、水稻土為主，植被以天然次生植被和人工林為主；紅壤土土層淺薄，結構疏松，抗侵蝕力弱，為土壤侵蝕創造了條件，但南方濕潤氣候有利于植物生長，茂密的植被覆蓋地表，阻緩了水蝕和風蝕的發生，增強了地表的抗蝕性，在自然侵蝕力和抗蝕力相互作用下，土壤侵蝕保持平衡。

3.礦產資源區水土保持防治措施

3.1 做好水土保持預防保護對策

水土保持工程措施包括工程措施和植被措施兩類，其工程措施主要是指改變一定范圍內小地形(如坡改梯等）的措施，攔蓄地表徑流，增加土壤降雨入滲，改善農業生產條件，充分利用光、溫、水資源及土資源，建立良性生態環境，減少或防止土壤侵蝕；植被措施具備防風固沙、涵養水源等功能。

充分發揮水土保持方案作用，同時積極推進區域水土保持專項規劃工作的開展。從水土保持的角度，按照“預防為主、保護優先”的原則，嚴把礦區資源開采是唯一途徑。區域專項水土保持規劃工作結合主體功能區劃及自然保護區、重點主態功能區等的分布情況，提出不同區域內應該限制和禁止開發活動。根據環境風險積極推進制訂區域資源開發的水土保持管理制度，源頭控制生態破壞和水土流失現象的發生，避免環境風險。

3.2 提升造林綠化工作

造林綠化是落實中央戰略部署的必然要求。加快造林進度，充分做好土地流轉、土方工程、苗木儲備等基礎的準備工作，保證按節點計劃完成造林綠化任務；注重栽種質量，提高種植標準，加大栽種力度，選擇適宜樹種進行科學栽植；健全管護機制，強化管理隊伍建設，進一步提高成活率和成材率，做到種植一片、成活一片、成林一片。

綠色植物的枝冠覆蓋地面，可緩沖降雨時雨滴對于地面的沖擊力，減少對地面的沖刷和地表徑流，植物的根系可以固定表土，減少水土流失現象的發生，種植綠色植物確有保持水土的作用。

3.3 打擊破壞礦區林木行為

近年來，因破壞林木的行為增加嚴重影響了生態發展，為有效遏制盜伐濫伐、侵占林地等涉林違法犯罪，需落實保護區域內現有林地資源。采取給綠化物避讓的原則，執行綠化物移植損壞砍伐程序，通過植樹造林，利用其根系鎖住水分，提高植被覆蓋率，有效的減輕洪災，涵養水資源，保持水土。

4.水土保持對礦區生態環境保護的功能分析

4.1 防風固沙及涵養水源

通過水土保持降低土地出現沙漠化和沙塵天氣概率。在風沙比較嚴重的區域，利用植被有效的阻隔沙塵所帶來的不利影響；在干旱區域，通過有效的水土保持技術擴大植被覆蓋率來解決干旱所形成的一系列問題。同時為發揮水土保持防風固沙的基本功能，科學種植樹木，防止風塵天氣的產生，利用綠植減緩自然風力的風速，從而保護地表資源。

我國水資源極度匱乏，保護生態環境，保護水資源是我國保持水土工作的重要課題。植物在生長過程中，根部會吸收地下水分且儲藏水分，在發生洪澇災害時，森林能大幅度減緩水流速度，減少枯水期帶來的危害，降低災害影響。因此，森林有涵養水源的能力，在礦產區通過科學的指導，加強退耕還林措施，增強區域水土涵養水源的能力。

4.2 改善土壤理化性質和凈化空氣

過建造防護欄、防護林等措施改善土壤的理化性質是保護生態環境最有效果的方式之一。礦區土地資源屬性低，通過分析理化性質合理調控，實現土地吸收落葉等腐爛之后產生的物質作為大樹的養分，改善土壤質量，增加土壤肥力，減少水土流失，改善土壤中有機物質流失問題，保護生態環境。

礦區空氣質量較低，因此改善周圍的生態環境，凈化空氣，保護生態環境是一項重要措施。植物可以制造氧氣，植物莖葉及時吸收空氣粉塵，有改善噪音的作用，因此，凈化空氣方法是通過植樹造林吸收空氣中的有害物質來改善空氣質量，進而美化環境，改善礦區生態環境質量。

4.3 推動生態環境可持續性發展

生態可持續發展是社會經濟可持續發展的環境基礎。20 世紀以來，人們不斷進行水土保持研究，將栽樹種草轉換成了水土資源的綜合治理。整個過程不斷的提高了土地生產力水平，降低了礦區內資源的過度損耗和生態環境治理難的關鍵問題，水土資源的經濟效益和生態效益也得到充分提升，有效改善了礦區資源生態環境。

5.結論

礦產資源的開發利用豐富了我國的資源類型，推動社會經濟的可持續發展，但不合理開采破壞了生態環境，在礦產資源開發過程中必須運用經濟、法律等手段對礦山企業的開采工作嚴格規定，并積極鼓勵企業進行科技研發，運用新技能、新工藝提高開采效率和資源利用率，同時通過人工工程措施和植被措施合理改善礦產資源生態環境的可持續發展。