王振飛

（子洲縣水利局，陜西 子洲 718409）

1 概況

子洲縣某露天礦面積為46.87 km2。露天礦一期最大開采深度約491 m，地質(zhì)資源量1128.67 Mt，可采原煤量788.41 Mt。礦區(qū)屬大陸干旱荒漠氣候，土壤以棕鈣土和灰棕漠土為主，并有部分風沙土，地表植被稀少，項目區(qū)土壤侵蝕類型區(qū)屬于輕度風力侵蝕區(qū)，土壤侵蝕模數(shù)背景值為1500 t/（km2·a），容許土壤流失量為1000 t/（km2·a）。根據(jù)主體設計，本項目建設期2018 年5 月至設計達產(chǎn)年2022 年4 月，總占地面積915.00 hm2。為了監(jiān)督項目建設，檢驗水保方案結果，需對項目水土保持監(jiān)測情況進行分析探討。

2 水保方案

在項目建設中，盡最大努力減少占地、地面擾動和水土保持破壞。按照項目開發(fā)建設水土保持設計，采取工程與非工程措施進行水保治理。工程施工結束后對場內(nèi)空地和施工臨時占地實施平整措施，并對場內(nèi)空地實施礫石壓蓋措施，在場內(nèi)建筑周邊空地、路旁和圍墻內(nèi)側實施綠化并對綠化區(qū)進行撫育管護措施。施工結束后對施工臨時占地區(qū)采取灑水結皮措施，對場內(nèi)臺階邊坡實施密目網(wǎng)苫蓋措施。截止2019 年6 月，煤礦項目開發(fā)建設主要生產(chǎn)設施均已建設完成，工業(yè)場地區(qū)土建設施主體框架及涉及土石方的工程均已完工，地面設施于2019 年11 月全部完工。

3 監(jiān)測范圍和時段

3.1 監(jiān)測范圍

根據(jù)水土流失防治責任范圍，該礦區(qū)水土保持監(jiān)測面積915.00 hm2。監(jiān)測分區(qū)與項目水土流失防治分區(qū)一致，分別為采掘場區(qū)、外排土場區(qū)、工業(yè)場地區(qū)、生產(chǎn)系統(tǒng)及選煤廠區(qū)、場外道路區(qū)、輸電線路區(qū)、給排水工程區(qū)。水土保持重點監(jiān)測區(qū)域為排土場區(qū)、采掘場區(qū)。

3.2 監(jiān)測時段

本方案的監(jiān)測時段從施工準備期2018 年開始，設計水平年2019 年12 月結束。生產(chǎn)運行期的水土保持監(jiān)測另行計列，其中建設期為重點監(jiān)測時段。

3.3 監(jiān)測內(nèi)容和方法

根據(jù)相關規(guī)定及礦區(qū)實際，某礦區(qū)水土保持監(jiān)測內(nèi)容主要包括擾動土地情況、取土（石、料）棄土（石、渣）情況、水土流失情況、水土保持實施情況、水土保持方案落實情況，排矸場使用情況及安全落實情況，擾動地面及植被占壓情況，水土保持措施（含臨時防護措施）實施情況以及水土保持責任制度落實情況等。

對防治責任范圍內(nèi)點型項目水土流失面積小于100 hm2的和擾動土地情況監(jiān)測采用實地量測、地面觀測和資料分析等方法。大于100 hm2的除地面觀測、實地量測之外，還增加遙感監(jiān)測方法。取土（石、料）棄土（石、渣）情況監(jiān)測，結合擾動土地遙感監(jiān)測，采取實地量測、遙感監(jiān)測、資料分析的方法，核實其位置、數(shù)量及分布。水土流失情況、水土保持措施監(jiān)測采用實地量測、地面觀測、遙感監(jiān)測和資料分析的方法。本項目水土流失主要發(fā)生在工業(yè)場地區(qū)、生產(chǎn)系統(tǒng)及選煤廠、外排土場區(qū)、采掘場區(qū)等區(qū)域，故在以上水土流失嚴重區(qū)域進行選擇有代表性的區(qū)域布設監(jiān)測點位，進行定點、定位監(jiān)測，其他區(qū)域作為巡查、調(diào)查監(jiān)測區(qū)。

4 項目監(jiān)測過程

4.1 調(diào)查巡查監(jiān)測法

（1）實地勘查法：主要是查閱原設計方案和主體工程的相關資料，對項目有關指標以及水文氣象、土壤侵蝕模數(shù)、土壤類型、土地占用等資料，結合實地勘查分析給各指標賦值；采掘場東幫邊坡角30°（最小穩(wěn)定系數(shù)1.66），南幫邊坡角32°（最小穩(wěn)定系數(shù)1.32），西幫最終邊坡角為32°，北幫最終邊坡角為32°（最小穩(wěn)定系數(shù)1.38）。對水土流失危害監(jiān)測涉及的指標，主要通過對項目區(qū)重點地段進行典型調(diào)查和對周邊居民進行訪談調(diào)查，獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（2）實地量測法：通過現(xiàn)場踏勘，對施工范圍和擾動區(qū)域、破壞的水保設施面積采用GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng)的RTK 技術，沿占地紅線和擾動邊界跟蹤作業(yè)確定，經(jīng)監(jiān)測，項目建設擾動地表面積908.00 hm2，損壞水土保持設施和植被面積915.00 hm2。采掘場完成防洪渠/堤4000 m，擋水堤4000 m，排水溝3000 m，場地平整3.50 hm2。外排土場區(qū)完成防洪渠/堤2900 m，擋水堤18500 m，攔渣堤9400 m，排水溝1200 m，場地平整113.97 hm2。

（3）樣方調(diào)查法：項目區(qū)植被狀況的監(jiān)測，采用樣方法或標準行法進行監(jiān)測。樣方投影面積喬木林按20 m×20 m 進行，或采用標準行測定法，灌木區(qū)5 m×5 m 或標準行測定法，草地區(qū)1 m×1 m，每一樣方重復2 次，經(jīng)監(jiān)測，項目區(qū)植物措施實施后，當年草木成活率在80%以上，2 年后草木的保存率在70%以上，均滿足設計目標要求。

（4）巡查和觀察法：對水土保持設施實施情況和水土保持設施穩(wěn)定性情況采用不定期巡查和觀察法監(jiān)測，經(jīng)規(guī)定頻率的暴雨考驗后，排水溝及護坡等的完好率在90%以上。

4.2 定點監(jiān)測法

主要針對氣象資料、水土流失強度和程度的變化、攔渣保土量等指標進行定位、定點觀測。

（1）氣象監(jiān)測。主要根據(jù)年內(nèi)風沙情況，監(jiān)測項目區(qū)各級風沙的起歷時，并查閱收集氣象站的平均起沙風速、大風日數(shù)、頻次等，記錄每次降雨出現(xiàn)的時間、降雨量、大雨出現(xiàn)的時間、頻次。

（2）水土流失強度監(jiān)測。由于項目區(qū)屬于輕度風力侵蝕區(qū)，項目建設生產(chǎn)對原地貌的破壞又加進了一定量的水蝕，而礦區(qū)地面平坦，地面徑流量較小，產(chǎn)流可能性小，給水蝕監(jiān)測帶來一定的難度，在平坦地面風蝕和水蝕難以區(qū)分，因而對于水蝕和風蝕不易區(qū)分的地區(qū)采用風蝕、水蝕綜合監(jiān)測的方法。本項目風蝕、水蝕綜合監(jiān)測采用簡易徑流小區(qū)配合揚塵監(jiān)測法。簡易徑流小區(qū)具體設置見圖1。

圖1 風蝕、水蝕綜合監(jiān)測監(jiān)測小區(qū)設置示意圖

標準小區(qū)規(guī)格應為5 m×20 m 的小區(qū)，但是考慮到監(jiān)測區(qū)各區(qū)坡面長度不盡相同，因而按最小坡面長度設置監(jiān)測小區(qū)的長度。在采掘場邊坡、外排土場邊坡坡面和原始地貌對照區(qū)各設置一個寬3 m、長5 m 的小區(qū)，小區(qū)邊界修建高0.2m 的圍欄（用磚砌），圍欄墻采用12 墻，高0.2 m，頂部設置成直角三角形，將砌磚頂部的雨水攔向外側。在小區(qū)底部設置沉砂池，沉砂池規(guī)格為1 m×0.8 m×0.8 m，壁厚0.12 m，底厚0.12 m，用磚砌襯。每次降雨結束后進行相關指標的測試，并清理集水池。

揚塵監(jiān)測：采用在簡易監(jiān)測區(qū)下風側布設缸壁光滑的圓形降塵缸的方式進行監(jiān)測，降塵缸規(guī)格為24 cm×23 cm，原地表1 處，擾動地表1 處，每組2 處，每處布設降塵缸3 個，間距50 cm。降塵缸埋設時與地面水平，埋入地下時盡量減少地表擾動。降塵缸安置好后，往缸內(nèi)加水，每次加200 mL。夏季使用時降塵缸內(nèi)應加入2.0 mL 硫酸銅溶液，以抑制微生物及藻類的生長，避免對塵土數(shù)據(jù)的影響。冬季使用時應加入20%乙醇（60 mL～80 mL）作為防凍劑。在每月收集稱量降塵缸內(nèi)沉積物時，應先除去缸內(nèi)的殘草、鳥糞、昆蟲等干擾物，并注明相應的時間段，登記入冊，以便總后匯總計算。

4.3 遙感監(jiān)測

遙感監(jiān)測：充分利用已有的設計方案中的土地利用、水保監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖件以及最新的衛(wèi)星遙感信息，在GPS 和GIS 的支持下，對工程空間布置、占地，水土流失防治措施面積等采用遙感監(jiān)測，及時掌握水保的最新動態(tài)變化。經(jīng)監(jiān)測，建設單位在建設施工過程中實施了采掘場周邊防洪渠/堤，內(nèi)部道路排水溝，剝離臺階邊沿擋水堤，作業(yè)面和排土道路防塵灑水，邊坡灑水結皮等措施。與批復方案中措施體系相比，表土剝離、撒播草籽、密目網(wǎng)苫蓋措施未實施，新增了灑水防塵措施。工程土石方挖方總量為15463.18 萬m3，填方總量為39.18 萬m3，內(nèi)部調(diào)運土石方總量4.0 萬m3，棄渣量15424.00 萬m3（其中內(nèi)排837.00 萬m3）。

4.4 點位布設

結合實際，共布設固定監(jiān)測點2 個，設置監(jiān)測小區(qū)6 個。其中在選煤廠臨時堆土區(qū)設置1 處監(jiān)測點進行監(jiān)測。在監(jiān)測點設置風蝕、水蝕綜合監(jiān)測小區(qū)1 個。在排土場東北側（距排土場邊緣260 m 處即外排土場影響區(qū)外）的平坦地表設置1 個原始地貌監(jiān)測小區(qū)，進行風蝕、水蝕復合監(jiān)測。在外排土場初始一級平臺設置2 個擾動后監(jiān)測小區(qū)，布設2 個風蝕、水蝕復合監(jiān)測站。在排土場迎風面一級邊坡坡面設2 個監(jiān)測小區(qū)，內(nèi)設風蝕、水蝕綜合監(jiān)測小區(qū)和水蝕監(jiān)測站。監(jiān)測點位及小區(qū)匯總見表1。

表1 監(jiān)測點位小區(qū)匯總

4.5 監(jiān)測結果匯總

采取實地定點測量法和實地調(diào)查相結合的方法，按《水土保持綜合治理效益計算方法》（GB/T 15774-2008）規(guī)定進行測算，總計整治水土流失土地面積653.27 hm2，攔渣量6809 萬m3。項目區(qū)水土流失治理度達到98.24%，土壤流失控制比為0.91，渣土防護率99.98%，表土保護率8.3%，林草植被恢復率達94%，方案實施后可減少水土流失量70125 t，均達到了預期目標值。新增水土流失得到有效扼制，擾動區(qū)域內(nèi)植被得以恢復，從整體來看，水土流失治理效果達到要求。

5 結語

通過項目水土保持跟蹤監(jiān)測，工程建設基本按照主體工程設計的內(nèi)容和《水土保持方案》設計實施各種水土保持措施。根據(jù)監(jiān)測成果分析，可以得出以下總體結論：（1）通過對調(diào)查資料分析，項目建設期因工程建設施工不可避免的擾動和破壞防治責任范圍內(nèi)的原地貌，增加了水土流失強度和程度。（2）通過對各工程的分項評價，認為工程水土保持工作到位，特別是道路區(qū)和棄渣場區(qū)的綠化措施等工作取得了顯著效果，最大限度地減少了項開發(fā)引起的水土流失。（3）各個分區(qū)的各項水土保持措施布局合理，項目建設區(qū)實現(xiàn)了《水土保持方案》中提出的水土保持防治目標。