呂文星， 高亞軍， 徐十鋒， 李 東

(黃河水文水資源科學(xué)研究院， 河南 鄭州 450004)

隨著中國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，各類生產(chǎn)建設(shè)項目日益增加，其中煤礦開發(fā)建設(shè)項目發(fā)展迅速。中國大多數(shù)煤礦開發(fā)建設(shè)項目位于半干旱、干旱的生態(tài)脆弱區(qū)，而大規(guī)模的采礦活動進(jìn)一步惡化了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境[1]。其中水土流失是礦區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化的主要表現(xiàn)，導(dǎo)致大面積水土流失的原因包括地質(zhì)地形、氣候、土壤等自然因素，也包括對水土資源開發(fā)不合理，破壞土層結(jié)構(gòu)，破壞植被等人為因素。

煤礦開發(fā)建設(shè)項目造成的水土流失是以人類生產(chǎn)建設(shè)活動為主要外營力形成的特殊水土流失類型，其形式復(fù)雜多樣，既與原地貌條件下的水土流失存在天然聯(lián)系，也有明顯區(qū)別。煤礦開發(fā)建設(shè)項目水土流失過程具有不均衡性特點，它不像原生侵蝕那樣按自然侵蝕規(guī)律發(fā)生發(fā)展，而是具有突發(fā)性，在造成水土流失的過程中，有時強烈，有時輕微，往往是開始建設(shè)時有十分嚴(yán)重的水土流失，到生產(chǎn)時期則保持一個相對穩(wěn)定的侵蝕量級。煤礦開發(fā)建設(shè)項目水土流失危害具有多異性和潛在性特點，地面生產(chǎn)項目主要是通過對地形地貌及地表的破壞加劇水土流失，而一些地下生產(chǎn)項目，如井采煤等，除部分地面擾動外，更長期的是通過對地層、地下水等的影響，間接使地面植被退化、地面塌陷，從而加劇了水土流失，具有潛在危害[2]。因此，為了能夠科學(xué)合理地配置水土保持措施，有針對性的進(jìn)行水土流失防治，開展煤礦開發(fā)建設(shè)項目水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價具有重要理論意義與實踐價值。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對水土保持綜合評價進(jìn)行了大量研究。在評價指標(biāo)選取方面，大多學(xué)者從基礎(chǔ)效益、經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益等方面構(gòu)建水土保持效益評價指標(biāo)體系[3-4]。在評價方法運用方面，很多學(xué)者采用層次分析法確定各評價指標(biāo)的權(quán)重，再通過模糊數(shù)學(xué)法構(gòu)建模型對水土保持效益進(jìn)行綜合評價[5-6]。陳曉安等[7]為對比研究點狀、線狀生產(chǎn)建設(shè)項目的水土保持效益，從水土流失對周邊、居民、水域的影響，擾動土地、主石方等水土流失狀況，攔渣率等水土保持效果上構(gòu)建了生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持綜合評價指標(biāo)體系與模型，綜合評價了不同類型生產(chǎn)建設(shè)項目的水土保持效益。劉源鑫等[8]研究了陜西南水北調(diào)工程，對比水土保持措施治理前后可攔蓄徑流、保土量、坡改梯帶來的經(jīng)濟收入等，分析對比了水土保持綜合治理一期工程實施前后的綜合效益。陳杰[9]根據(jù)多次監(jiān)測的結(jié)果，對項目區(qū)水土流失狀況做出分析，并選取水土流失防治6項指標(biāo)作為對項目區(qū)水土流失的防治效果及水土保持效益評價指標(biāo)。綜合分析以往學(xué)者們在構(gòu)建水土保持綜合效益評價指標(biāo)體系時，發(fā)現(xiàn)他們在建立水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價指標(biāo)時主要是從水、土、植被等方面入手考慮，本研究根據(jù)前人經(jīng)驗從調(diào)水、保土、植被恢復(fù)等方面結(jié)合生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失特點和水土保持效果分析，以期建立適合露天煤礦開采項目的水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價的指標(biāo)體系。

1 研究區(qū)概況

西灣礦田位于陜西省榆林市神木縣西南部及榆陽區(qū)的東北部，行政區(qū)劃隸屬于榆林市神木縣大保當(dāng)鄉(xiāng)和榆陽區(qū)大河塔鄉(xiāng)管轄?？辈閰^(qū)地理坐標(biāo)位于東經(jīng)109°59′30″—110°05′00″，北緯38°31′15″—38°41′15″之間。西灣礦田南距榆林市約65 km，北距神木縣約61 km。

項目區(qū)位于陜北黃土高原北緣與毛烏素沙地東南緣的接壤地帶，地貌類型屬蓋沙區(qū)；氣候類型屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫8.6 ℃，年降水量434.1 mm，年蒸發(fā)量1712.0 mm，年均風(fēng)速2.5 m/s，無霜期169 d，最大凍土深度146 cm。土壤主要有風(fēng)沙土、栗鈣土等；植被類型為草本及灌木植被，林草覆蓋率為20%～40%。

圈定的露天礦地表境界東西平均寬度約3.22 km，南北長度約16.56 km，面積50.77 km2，深部境界東西平均寬度約3.0 km，南北長度約16.32 km，面積43.53 km2，開采深度55～190 m。本礦可采原煤量648.49 Mt，當(dāng)露天礦的原煤年產(chǎn)量為10.00 Mt，儲量備用系數(shù)按1.1考慮時，露天煤礦的設(shè)計服務(wù)年限為58.9 a。開采順序依次為：首采區(qū)→二采區(qū)→三采區(qū)→四采區(qū)。開采方式主要為鉆爆法+汽車運輸方式。生產(chǎn)期采剝比5～9，平衡期則達(dá)2～7。

西灣露天礦位于黃河中游，黃土丘陵區(qū)地形破碎，侵蝕形態(tài)多樣，風(fēng)蝕沙化劇烈，水蝕、重力侵蝕嚴(yán)重，是黃河中上游地區(qū)水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域。礦區(qū)侵蝕強度由西北到東南逐漸增大，由毛烏素沙漠的微度侵蝕到破碎黃土梁峁劇烈侵蝕，侵蝕方式由風(fēng)蝕為主過渡到以水蝕侵蝕為主。在沙漠灘地以季節(jié)性風(fēng)蝕為主；在峁梁坡地區(qū)以季節(jié)性水力侵蝕為主，伴有一定風(fēng)蝕；溝壑區(qū)水力侵蝕和重力侵蝕并存。風(fēng)蝕主要出現(xiàn)在冬、春季，水蝕主要出現(xiàn)在夏季。礦區(qū)東部水系發(fā)育，主要河流有窟野河、禿尾河，均屬黃河一級支流，礦區(qū)內(nèi)侵蝕的泥沙主要通過上述兩條河流輸入黃河，兩條河流多年平均輸沙量為1.51×108t，平均侵蝕模數(shù)大約1.20×104t/(km2·a)。

榆林地區(qū)神木縣是全國水土流失較為嚴(yán)重的區(qū)域之一，水土流失面積6 700 km2，占全縣土地面積的87.75%。項目區(qū)為水蝕風(fēng)蝕交錯區(qū)，水土流失主要形式為水力侵蝕和風(fēng)力侵蝕。采用2008年2月28日SPOT-5衛(wèi)星數(shù)據(jù)解譯結(jié)果，按照《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》(SL190-2007)，項目區(qū)水力土壤侵蝕屬強度侵蝕，平均土壤侵蝕模數(shù)在5.00×103～8.00×103t/(km2·a)之間；項目區(qū)風(fēng)力土壤侵蝕屬中度侵蝕，平均土壤侵蝕模數(shù)在2.50×103～5.0×103t/(km2·a)之間。根據(jù)《榆林地區(qū)水文實用手冊》，并結(jié)合礦區(qū)土壤侵蝕分類情況，工程建設(shè)所在區(qū)域的土壤侵蝕模數(shù)在7.50×103～1.30×104t/(km2·a)。

根據(jù)《全國水土保持規(guī)劃國家級水土流失重點預(yù)防區(qū)和重點治理區(qū)復(fù)核劃分成果》(辦水保[2013]188號)；礦區(qū)所在地位于黃河多沙粗沙國家級水土流失重點治理區(qū)。依據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》(GB50434-2008)的規(guī)定，本工程水土流失防治執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為建設(shè)生產(chǎn)類一級標(biāo)準(zhǔn)，項目區(qū)容許土壤流失量為1.00×103t/(km2·a)。

2 研究方法

2.1 層次分析法

生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價是一個多目標(biāo)、多層次的決策問題。本研究采用層次分析法(簡稱AHP法)進(jìn)行多沙粗沙區(qū)露天煤礦水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價，AHP法權(quán)重計算過程見圖1。

圖1 AHP法權(quán)重計算圖

2.2 指標(biāo)體系建立及監(jiān)測方法

將生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價分為三級指標(biāo)層次，最高層為水土保持生態(tài)效益即目標(biāo)層；第二層包括調(diào)水效益、保土效益和植被恢復(fù)3個評價指標(biāo)因子，為準(zhǔn)則層；最底層指標(biāo)為硬化地面控制率、土壤侵蝕模數(shù)、擾動土地整治率、水土流失總治理度、土壤流失控制比、土石方利用率、攔渣率、林草覆蓋率以及植被恢復(fù)系數(shù)這9個評價指標(biāo)因子，為指標(biāo)層。

2.2.1 硬化地面控制率 主要包括圖紙量測、現(xiàn)場調(diào)查、測量等方法。

(1) 圖紙量測。施工總體布局圖測量各類地表面積。

(2) 現(xiàn)場調(diào)查。調(diào)查各類地表類型及面積。

(3) 現(xiàn)場測量。采用測量設(shè)備(包括皮尺、鋼卷尺、測繩、求積儀、測距儀、經(jīng)緯儀、GPS等)測量。面積測量可以采取求積儀、GPS圍繞測量區(qū)域邊界一周進(jìn)行測量。

(1)

2.2.2 土壤侵蝕模數(shù) 土壤侵蝕模數(shù)采用沉沙池法監(jiān)測獲得，該方法適用于徑流沖刷物顆粒較大、匯水面積不大、有集中排水出口的建設(shè)部位。按照設(shè)計頻次或在每次降雨后及時觀測沉沙池中的泥沙厚度。通常是在沉沙池的4個角及中心點分別量測泥沙淤積厚度，并測得泥沙容重，據(jù)此推算土壤流失量。計算公式如下：

(2)

式中：ST——排水渠控制的匯水區(qū)域土壤流失量(g)；hi——沉沙池4個角和中心點的泥沙淤積厚度(cm)；A池——沉沙池底面面積(m3)；γs——泥沙容重(g/cm3)。

土壤侵蝕模數(shù)計算公式如下：

(3)

式中：M——土壤侵蝕模數(shù)〔t/(km2·a)〕；Wi——1 a中各次降雨的土壤流失量(t)；i——1 a中的第i次降雨(mm)；A——徑流小區(qū)或沉沙池控制匯流區(qū)面積(km2)。

2.2.3 擾動土地整治率 擾動土地面積采用實測法。由測量制圖完成，或測量勾圖完成。

擾動土地整治率=

(4)

2.2.4 水土流失總治理度 水土保持措施面積和水土流失總面積采用實測法。由測量制圖完成，或測量勾圖完成。

水土流失總治理度=

(5)

2.2.5 土壤流失控制比 土壤流失控制比是指在項目建設(shè)區(qū)內(nèi)，容許土壤流失量與治理后的平均土壤流失強度之比，它反映了水土流失治理控制土壤流失量的相對大小。計算公式如下：

土壤流失控制比=

(6)

其中容許土壤流失量參照《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》(SL 190-2007)選取；項目建設(shè)區(qū)內(nèi)年平均土壤流失量，是項目建設(shè)區(qū)單位面積的年土壤流失量，采用徑流小區(qū)法觀測土壤流失量。

可通過坡面徑流小區(qū)的監(jiān)測坡面年平均土壤流失量，與各對應(yīng)坡面面積相乘得出各部位土壤流失量，各部位土壤流失量累積就可以得出項目建設(shè)區(qū)的總土壤流失量。土壤流失控制比計算公式如下：

土壤流失控制比=

(7)

式中：Msi——第i個徑流小區(qū)年平均侵蝕模數(shù)〔t/(km2·a)〕；Ai——第i個徑流小區(qū)代表的區(qū)域面積(km2)；A——項目建設(shè)區(qū)水土流失總面積(km2)。

2.2.6 攔渣率 攔渣率是項目建設(shè)區(qū)內(nèi)采取措施實際攔擋的棄土(石、渣)量與工程棄土(石、渣)總量的百分比。攔渣率計算公式如下：

攔渣率=

(8)

(1) 棄土(石、渣)量。

①利用設(shè)計資料校核估算。校核工程設(shè)計中的土、石開挖量、回填量、利用量，挖方減回填量、利用量就是棄渣量。

②利用礦渣比、剝采比等計算，根據(jù)產(chǎn)能計算出礦渣、尾礦量。

③現(xiàn)場測量監(jiān)測。對各棄渣場測量面積、堆渣高度，結(jié)合原始地形計算棄渣量。

(2) 攔擋工程攔擋的棄土(石、渣)量。

①直接測量攔擋和利用的渣土(石)數(shù)量。

②監(jiān)測棄渣流失量，棄土(石、渣)量減去棄渣流失量就是實際攔擋量。

2.2.7 土石方利用率 采用資料查閱和現(xiàn)場測量結(jié)合的方法。

①資料查閱：包括查閱監(jiān)理數(shù)據(jù)、施工記錄、相關(guān)用(運)土合同或協(xié)議。

②現(xiàn)場測量：采用測量設(shè)備(包括皮尺、鋼卷尺、測繩、求積儀、測距儀、經(jīng)緯儀、GPS、全站儀等)測量開挖區(qū)幾何參數(shù)(長度、寬度、深度)，回填區(qū)參數(shù)(長度、寬度、厚度)，計算各單元挖、填量，然后合計得出挖、填總量；測量各單元堆土區(qū)參數(shù)(長度、寬度、高度)計算堆土量，再合計算出總堆土量。外運量(利用量、廢棄量)采用調(diào)查運輸車輛容量、運輸車輛次數(shù)計算。

(9)

項目建設(shè)區(qū)內(nèi)可利用的開挖土石方在本項目和相關(guān)項目間調(diào)配的綜合利用量占土石方總開挖量的百分比，允許有時空上的差異。

2.2.8 林草植被恢復(fù)率 林草植被恢復(fù)率是項目建設(shè)區(qū)內(nèi)，林草類植被面積占可恢復(fù)林草植被面積的百分比，反映了工程區(qū)植被恢復(fù)重建的程度。計算公式如下：

林草植被恢復(fù)率=

(10)

(1) 可恢復(fù)植被面積。可恢復(fù)植被面積是項目建設(shè)區(qū)范圍內(nèi)，在當(dāng)前技術(shù)、經(jīng)濟條件下可能恢復(fù)植被的土地面積，不包含國家規(guī)定應(yīng)恢復(fù)農(nóng)耕地的面積。

(2) 林草植被面積。林草植被面積是指在防治責(zé)任范圍內(nèi)，生產(chǎn)建設(shè)項目的建設(shè)區(qū)內(nèi)所有人工和天然森林、灌木林和草地的面積。

2.2.9 林草覆蓋率 林草覆蓋率是指林草植被面積占項目建設(shè)區(qū)面積的百分比。計算公式如下：

林草覆蓋率=

(11)

林草植被覆蓋面積由實地調(diào)查和計算得出。實地調(diào)查內(nèi)容包括有林(草)地面積和林地的平均郁閉度以及灌木、草地的平均覆蓋度，然后折算出林草覆蓋面積。

2.3 成對比較矩陣構(gòu)建

本研究采用德爾菲法，邀請水土保持專家教授對評價指標(biāo)分別打分，客觀確定各指標(biāo)的相對重要性，邀請北京林業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、水土保持設(shè)施驗收評估機構(gòu)北京水保生態(tài)工程咨詢有限公司等單位長期從事水土保持工作的十幾名專家組成專家組，對指標(biāo)的選定及指標(biāo)權(quán)重值進(jìn)行多輪意見咨詢，按照重要性標(biāo)度，兩兩比較得出判斷矩陣。

2.4 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

所選指標(biāo)量綱不盡相同，在計算指標(biāo)綜合指數(shù)和評價分析前，需對各評價指標(biāo)值進(jìn)行無量綱化的處理，研究指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化方式為建立模糊數(shù)學(xué)隸屬度函數(shù)，分析指標(biāo)性質(zhì)后，利用升半梯和降半梯兩種函數(shù)進(jìn)行計算[10]。

2.5 評價模型構(gòu)建

本研究采用線性加權(quán)求和法建立綜合評價模型。因子加權(quán)法是依據(jù)對研究區(qū)水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價指標(biāo)綜合分析下劃定的等級指數(shù)，利用確定的各參評因子權(quán)重，將生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價的參評因子的權(quán)重值分別乘以各自的等級指數(shù)，然后水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價綜合指數(shù)由各項累加得到。水土保持生態(tài)效應(yīng)指數(shù)的線性加權(quán)求和計算公式如下：

(12)

式中：Ek——第k個評價項目的水土保持生態(tài)效應(yīng)指數(shù)值；wi——第k個評價項目的第i個指標(biāo)的權(quán)重；ri——該指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的定量值。

2.6 生態(tài)效益計算方法

依據(jù)《水土保持綜合治理效益計算方法》(GB/T 15774-1995)，結(jié)合項目實施情況，對生態(tài)效益中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算。

(1) 攔蓄徑流總量計算。計算公式如下：

ΔW=FeΔWm

(13)

ΔWm=Wmb-Wma

(14)

式中：ΔW——某項措施攔蓄徑流總量(m3)；Fe——某項措施實施的有效面積(hm2)； ΔWm——減少徑流模數(shù)；Wmb——治理前的徑流模數(shù)(m3/hm2)；Wma——治理后的徑流模數(shù)(m3/hm2)。

(2) 保土量計算。計算公式如下：

ΔV=ΔMsFe

(15)

式中：ΔV——保土總量(m3)； ΔMs——單位面積保土量(t/hm2)；Fe——某項措施實施的有效面積(hm2)。

(3) 植被覆蓋度計算。計算公式如下：

C=f/F

(16)

式中：C——植被覆蓋度(%)；f——林草措施面積(hm2)；F——某項措施實施的有效面積(hm2)。

3 結(jié)果與分析

3.1 指標(biāo)權(quán)重確定結(jié)果

3.1.1 判斷矩陣構(gòu)建 基于層次分析法計算陜西神榆礦區(qū)西灣露天煤礦水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價指標(biāo)權(quán)重。判斷矩陣見表1—4。

表1 B-A判斷矩陣(T1)

表2 C-B1判斷矩陣(T2)

表3 C-B2判斷矩陣(T3)

表4 C-B3判斷矩陣(T4)

3.1.2 層次單排序及一致性檢驗 單層次權(quán)重值見表5—6。

表5 B層權(quán)重

表6 C層權(quán)重

判斷矩陣的一致性檢驗結(jié)果見表7。

表7 指標(biāo)權(quán)重的判斷矩陣一致性檢驗結(jié)果

如表7所示，T2和T4判斷矩陣完全一致；T1和T3判斷矩陣的CR值均小于0.1，具有較好一致性。因此，基于層次分析法得到的陜西省神榆礦區(qū)西灣露天煤礦水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價指標(biāo)的權(quán)重基本合理可信。

3.1.3 層次總排序及一致性檢驗 基于層次分析法計算陜西省神榆礦區(qū)西灣露天煤礦水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價指標(biāo)權(quán)重見表8。

備注：一致性檢驗：CR<0.1

3.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果

經(jīng)審核大量調(diào)查資料，參考《開發(fā)建設(shè)項目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》和《水土保持綜合治理驗收規(guī)范》，并多次咨詢專家，確定指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值如表9所示。

表9 生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值

硬化地面控制率和土壤侵蝕模數(shù)兩個指標(biāo)為降半梯形標(biāo)準(zhǔn)化類型，其余指標(biāo)均為升半梯形標(biāo)準(zhǔn)化類型。標(biāo)準(zhǔn)化后，施工前期、試運行期和運行期指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值見表10。

表10 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果

3.3 水土保持生態(tài)效應(yīng)分析

利用線性加權(quán)求和法，首先分別求得陜西省神榆礦區(qū)西灣露天煤礦施工前期、試運行期和運行期調(diào)水、保土、植被恢復(fù)效應(yīng)值，最終得出各時期水土保持生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價值(見表11)。露天煤礦整體水土保持生態(tài)效應(yīng)值表現(xiàn)為運行期(0.683)>試運行期(0.344)>施工前期(0.213)，該項目水土保持措施實施后其生態(tài)效應(yīng)指數(shù)明顯大于原生態(tài)系統(tǒng)的效應(yīng)指數(shù)，水土保持措施具有較好的水土保持生態(tài)恢復(fù)效應(yīng)。其中保土效益和植被恢復(fù)效益均表現(xiàn)為運行期(生態(tài)效應(yīng)值分別為0.878和0.554)>試運行期(生態(tài)效應(yīng)值分別為0.821和0.040)>施工前期(生態(tài)效應(yīng)值分別為0.425和0.036)，調(diào)水效益表現(xiàn)為試運行期(生態(tài)效應(yīng)值為0.988)>運行期(生態(tài)效應(yīng)值為0.975)>施工前期(生態(tài)效應(yīng)值為0.750)。這是由于試運行期水土保持植物措施主要包括栽植喬灌木、種草和覆土，植被恢復(fù)一般需要2 a的自然恢復(fù)期，其固土保水作用會延遲到運行期。而像施工道路區(qū)部分排水溝這類工程措施在運行期存在淤積現(xiàn)象，不能很好地發(fā)揮排水功能，導(dǎo)致調(diào)水效益在試運行期優(yōu)于試行期。

表11 生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測評價值

陜西省神延煤炭有限責(zé)任公司神榆礦區(qū)西灣露天煤礦完成的水土保持防治措施主要有工業(yè)場地、采掘場、排土場、道路工程、供電線路等防治區(qū)內(nèi)的土地整治、攔擋、排水、綠化等工程措施和林草措施，實施前后的年攔蓄徑流總量、保土總量見表12。工程實施以來，治理總面積349.72 hm2，使水土流失面積由治理前的426.71 hm2，下降到治理后的376.63 hm2，植被覆蓋度由治理前的20.20%上升到治理后的27.18%，治理后每年可比治理前攔蓄徑流量增加7 530 m3，保土量增加6.90×104t。各防治區(qū)水土保持生態(tài)效益明顯，這與生態(tài)效應(yīng)值研究結(jié)論一致，說明水土保持措施的實施對項目區(qū)水土流失防治起到了良好的效果。

表12 保水保土效益計算結(jié)果

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

陜西神榆礦區(qū)西灣露天煤礦整體水土保持生態(tài)效應(yīng)值表現(xiàn)為運行期(0.683)>試運行期(0.344)>施工前期(0.213)，該項目水土保持措施實施后，運行期生態(tài)效應(yīng)指數(shù)明顯大于原生態(tài)系統(tǒng)的效應(yīng)指數(shù)，水土保持措施具有較好的水土保持生態(tài)恢復(fù)效應(yīng)。

通過實施水土保持方案設(shè)計的水土保持工程、植物、臨時措施防護(hù)體系，工程實施以來，治理總面積349.72 hm2，使水土流失面積由治理前的426.71 hm2，下降到治理后的376.63 hm2，植被覆蓋度由治理前的20.20%上升到治理后的27.18%，治理后每年可比治理前攔蓄徑流量增加7 530 m3，保土量增加6.90×104t。各防治區(qū)水土保持生態(tài)效益明顯，這與生態(tài)效應(yīng)值研究結(jié)論一致，說明水土保持措施的實施對項目區(qū)水土流失防治起到了良好的效果。

4.2 討 論

水土保持是以改善生態(tài)環(huán)境為目標(biāo)的人類活動，因此水土保持生態(tài)效益評價是水土保持決策的重要依據(jù)。國內(nèi)早在1996年，姜德文[11]、劉紀(jì)根等[4]，分別從土地資源消耗和占用、水資源消耗和占用、生態(tài)環(huán)境狀況、水土保持功能、對周邊和下游水土流失的影響、社會效益方面，水土資源、生態(tài)與環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展等方面提出了流域水土流失治理綜合評價指標(biāo)體系，但是都存在部分指標(biāo)難獲得的問題。此外，張理華等[12]、陳渠昌等[3]分別建立了區(qū)域水土保持效益評價模型，但都涉及到的很多區(qū)域性指標(biāo)，不適用于單個項目的水土保持綜合評價。姜德文[13]還通過選取生產(chǎn)建設(shè)項目的影響時間、擾動后的侵蝕強度、影響范圍、可恢復(fù)程度、生產(chǎn)運行期影響等指標(biāo)研究了生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失影響度評價方法，該方法雖然操作性很強，但指標(biāo)少，對水土流失危害、水土保持防治效果等方面指標(biāo)較少，有些片面。

綜合分析，以往學(xué)者們主要從水、土、植被3方面選擇評價指標(biāo)來構(gòu)建水土保持生態(tài)效益評價指標(biāo)體系，本研究則根據(jù)前人經(jīng)驗，采用層次分析法，從保水、保土和植被恢復(fù)3方面結(jié)合露天煤礦生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失特點、除了常規(guī)的水土流失防治6項指標(biāo)外，還選取了硬化地面控制率、土壤侵蝕模數(shù)、土石方利用率等指標(biāo)，建立適合該項目類型的水土保持生態(tài)效應(yīng)評價指標(biāo)，并構(gòu)建評價模型，探究水土保持措施的有效性。但是本研究將評價模型應(yīng)用于具體措施的效益評價，對部分措施的防治效果界定存在操作性難的問題。水土保持工程項目類型繁多，點型和線型項目差異大，不同項目區(qū)空間異質(zhì)性問題突出，想要形成統(tǒng)一的評價指標(biāo)體系非常困難,目前尚未形成科學(xué)合理的評價指標(biāo)體系。而在指標(biāo)數(shù)量控制方面,則不太好把握，指標(biāo)選取太多，數(shù)據(jù)搜集很困難,指標(biāo)太少卻很難全面反映生態(tài)效益[14]。因此篩選出一套數(shù)量適中、科學(xué)合理的評價指標(biāo)來全面反映水土保持生態(tài)效益是該領(lǐng)域未來研究的難點和重點。