黃丘區煤礦工業場地降雨徑流管理技術應用
——以內蒙古智能煤炭有限責任公司麻地梁煤礦為例

張薈瑤，金美君，譚廷軍，張 飛，張永江，馮 也

(1.黃河水利委員會 晉陜蒙接壤地區水土保持監督局，陜西 榆林 719000；2.內蒙古智能煤炭有限責任公司，內蒙古 準格爾 017100)

受地形限制，在黃土丘陵溝壑區(以下簡稱“黃丘區”)建設煤礦，只能選擇在黃土梁峁山坡的中下部，通過挖山填溝再塑地貌，構筑階梯式平臺來建設工業場地。由于改變了原本的地形地貌，再加上工業設施、場地道路硬化阻擋了降雨下滲，因此工業場地降雨徑流的產生模式完全不同于原始地貌。工業場地地表阻力小，降雨形成的地面徑流匯流快、下滲少、徑流系數高[1]，這些特點決定了工業場地降雨形成徑流洪水的速度更快、洪峰更大。與此同時，工業場地上游山坡降雨產生的洪水泥沙也對工業場地安全運行構成極大威脅。因此，對黃丘區煤礦工業場地及上游山坡降雨徑流進行管理，不但是水土保持生態環境保護與建設的需求，也是礦區工業場地安全運行保障的需求。內蒙古智能煤炭有限責任公司麻地梁煤礦位于鄂爾多斯市準格爾旗境內，屬于黃丘區第一副區，工業場地選址在山坡梁峁下部，其降雨徑流管理技術對黃丘區類似工業場地建設具有借鑒意義。

礦區降雨徑流管理體系主要有三部分：一是工業場地的雨水管理體系，主要有植被蓄滲措施、管溝排水措施、窖池蓄水措施、提灌利用設施等；二是上游山坡洪水泥沙治理體系；三是路渠排水輸水體系，包括場地、道路等地面排水渠道、管道以及地下排水管網等。

1 礦區降雨徑流管理的重點是工業場地降雨徑流的蓄、排、用

1.1 蓄積雨水和營造景觀水面

麻地梁煤礦工業場地通過人工再塑形成兩級臺階式平臺，較高一階是人居活動較為頻繁的行政辦公區，地面降雨徑流管理的主要目標是蓄滲利用雨水和凈排出。在行政辦公區平臺上構建景觀區時，結合水土保持降雨蓄滲措施要求，修建了景觀水面，起到了蓄積雨水和美化環境的雙重作用。景觀水池設計高程和容積按照水土保持規范中雨水收集池的標準，根據行政辦公區匯水面積、下沉式整地、路面徑流自流等因素設計。景觀水池在平時作為景觀進行管理，雨季來臨前排出部分蓄水，可以起到蓄積雨水、減少工業場地雨水徑流量、削減洪水峰值的作用。

1.2 降雨蓄滲措施構建

工業場地除必要的機械道路硬化外，盡量提高林草植被覆蓋率，營造優良的人居環境。在植樹種草整地過程中，按照水土保持技術規范要求，進行了降雨蓄滲下沉式整地、大坑植樹整地、景觀樹穴整地等，并采取透水鋪裝營造了生態停車場等，通過植被攔截蓄滲降雨。在一定設計降雨強度內，工業場地降雨基本不產生徑流，雨水大部分蓄滲在植被蓄滲區域內或者蓄積在雨水收集池內[2]。大面積的降雨收集蓄滲在小面積的植被區域，增加了該區域土壤的水分含量，減輕了干旱對人工植被的威脅；雨水收集池中蓄積的雨水在干旱季節還可以用于灌溉周邊植被。

2 礦區降雨徑流管理的難點是上游山坡產流產沙的綜合治理

麻地梁煤礦工業場地上游山坡是典型的黃土丘陵溝壑區地貌，匯水面積較大，降雨徑流產生的洪水泥沙嚴重影響工業場地的安全運行，也影響礦區的環境美觀。麻地梁煤礦在建設礦井的同時，融入水土保持技術理念，對上游山坡進行了高標準水土保持綜合治理，做到了“小雨清水不下山，大雨泥沙不出溝”。

2.1 植被建設與降雨蓄滲整地措施

在上游山坡綜合整治中，麻地梁煤礦融合山地公園構建理念和黃丘區小流域綜合治理理念，用營造公園的植被標準和資金規模開展小流域治理，因地制宜采取不同的水土保持措施，根據不同地貌修筑魚鱗坑、水平溝、擋水埂、燕窩壩等，對可以整地種植植被的坡地進行密集整地后，根據不同的土壤厚度種植不同比例的喬灌草混交植被，確保整地措施與植被互相保護，構建層層攔蓄的植被整地蓄滲體系，使植被覆蓋率達到80%以上，除工程措施區以外沒有地表裸露。

2.2 工程防護與降雨排導措施

上游山坡還存在一些無法采取植被措施的陡坡、陡崖，必須因地制宜設計工程防護措施。較小的陡坡結合道路排水渠修建小型擋墻、臺階、臺地，臺地中種植景觀植被，沿陡坡下沿種植爬墻虎等攀緣植物，以增加植被覆蓋率；較大的陡坡設計修建了窯洞，既增加了特色景觀，又利用工程防治了潛在的崩塌危險等。在這些護坡和道路工程中，設計了截排水工程，將坡面上超出植被、土壤蓄滲能力的徑流，通過道路截排水溝、窯洞院落排水溝等匯集到工業場地上游的排水渠渠首，最終排入下游河道。

3 礦區降雨徑流管理的關鍵點是截排水渠道建設與管理

在主動攔截利用降雨的坡面綜合治理措施和工業場地降雨蓄滲措施基礎上，煤礦工業場地徑流管理還要重視工業場地自身產流的排導及上游來水的截流和排導。

3.1 工業場地排水系統的設計與建設

工業場地屋面排水系統與地面、地下排水系統相連，將雨水送入工業場地道路地下排水系統。地面的雨水通過道路兩側的間隔雨水井排入道路地下排水系統，最終匯入工業場地排水干渠，經過工業場地外排水渠排入下游河道。此外，工業場地地面匯水也可以通過兩個平臺之間的臺階式人行排水雙用通道直接排入工業場地外排水渠，最終也可以排入下游河道。

3.2 工業場地上游來水的攔截與排導工程的設計與建設

僅僅完善工業場地自身的排水系統是遠遠不夠的，還要系統地設計建設截排工程攔截排導上游山坡的來水來沙，保障工業場地不受上游山坡洪水泥沙的危害。在利用植被攔截蓄滲措施減少上游山坡來水來沙的基礎上，在山坡較大支溝中修筑攔截來水來沙的小型塘壩，并與工業場地排水渠渠首連接，順接蓄排來自山坡支溝的洪水。在工業場地與上游山坡連接處的坡腳修建截水溝，攔截從山坡上蓄滲的降雨徑流，同時順接山坡道路、急流槽導流出的山坡洪水，最終連接至工業場地排水干渠。

4 礦區降雨徑流管理設施運行維護

黃丘區地形地貌支離破碎，再加上工業場地人工再塑地貌復雜，導致煤礦工業場地及周邊降雨徑流規律復雜，給黃丘區煤礦工業場地降雨徑流管理和防汛抗旱工作增加了不少困難和不確定因素，因此必須加強礦區降雨徑流管理設施的運行維護。

4.1 決策層高度重視工業場地降雨徑流管理

麻地梁煤礦安全管理的重點任務之一就是工業場地的防汛安全。麻地梁煤礦所在的準格爾旗地處鄂爾多斯高原，降雨集中在7—9月并多以暴雨形式出現[3]，麻地梁煤礦曾經出現過山坡洪水泥沙漫進工業場地的情況。因此，煤礦決策層高度重視，將降雨徑流管理作為安全管理的重要內容，在汛期進行實時監控管理。

4.2 完善制度，保障工業場地降雨徑流管理

工業場地的降雨徑流管理，尤其是汛期防汛管理對煤礦的安全生產極為重要[4]。麻地梁煤礦在安全管理制度、工業場地日常管理制度、崗位職責等多項制度中明確了煤礦汛期監控的任務、職責、要求、追責等內容，從制度層面將降雨徑流管理納入安全監管體系中，加強管理。

4.3 運行維護措施保證工業場地降雨徑流管理

人工再塑地貌徑流按照人為設計匯集、泄放，徑流管理設施必須處于人為監管中，才能保證安全。麻地梁煤礦安排專人定期檢查道路雨水井，保障流路通暢不堵塞，確保干渠、渠首與塘壩放水建筑物等設備到位，急流槽、截水溝無淤積堵塞，并將巡視檢查內容納入日常檢查巡視任務中，保證了各排水口、連接段、放水設備得到妥當的管理維護，確保汛期能夠正常運行。

5 結 語

在地處干旱半干旱地區的煤礦工業場地進行降雨徑流管理，既要按照保障公共安全的標準管理雨水，又要按照“海綿城市”技術綜合利用雨水，既要遵循自然徑流規律進行規劃設計，又要充分考慮煤礦工業場地主體功能、景觀構建實際需求，把水土保持的蓄截攔排擋護等功能融入礦區的山水園林路居中，建設雨水蓄積利用和防洪系統，蓄、截、排、輸、導對接，把有效降雨蓄滲在礦區生態區域中，把多余的雨水安全排輸到河流中，形成區域內“小雨蓄積利用，大雨排輸順暢”的體系。