雞冠山鎂石礦業(yè)項(xiàng)目區(qū)水土流失侵蝕模數(shù)的確定

范遠(yuǎn)麗

鳳城市防汛抗旱指揮部，鳳城118100

雞冠山鎂石礦業(yè)項(xiàng)目區(qū)水土流失侵蝕模數(shù)的確定

范遠(yuǎn)麗

鳳城市防汛抗旱指揮部，鳳城118100

在描述雞冠山鎂石礦業(yè)項(xiàng)目區(qū)概況的基礎(chǔ)上，劃分了水土流失預(yù)測(cè)范圍和時(shí)段劃分，水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容和方法，采用類比工程分析確定了相關(guān)的水土流失侵蝕模數(shù)。

水土流失；侵蝕模數(shù)

water losses and soil erosion; erosion modulus

1 項(xiàng)目區(qū)概況

雞冠山鎂石礦業(yè)項(xiàng)目區(qū)位于鳳城市雞冠山鎮(zhèn)大陽溝（半截溝），項(xiàng)目區(qū)范圍1.7463km2，屬于遼東低山區(qū)，地勢(shì)總體西高東低，礦區(qū)西部影背山海拔720m，礦區(qū)東側(cè)半截溝底海拔235m，山體坡度15°至35°之間。氣候?qū)儆诒睖貛駶檯^(qū)大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，夏季多雨。項(xiàng)目區(qū)土壤類型主要為棕壤性土，植被類型為落葉闊葉灌叢林，林草覆蓋率73.5%。

項(xiàng)目區(qū)水土流失類型為水力侵蝕，侵蝕強(qiáng)度為輕度及輕度以下，項(xiàng)目區(qū)處于遼寧省重點(diǎn)治理區(qū)內(nèi)。根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行等級(jí)與適用范圍的規(guī)定，確定本項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)。

根據(jù)《項(xiàng)目礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方案》及實(shí)地測(cè)量，確定水土流失防治責(zé)任范圍為9.97hm2，其中一采區(qū)3.23hm2，二采區(qū)1.59hm2，三采區(qū)1.88hm2，棄渣場(chǎng)1.43hm2，臨時(shí)占地0.04hm2，直接影響區(qū)0.54hm2。

雞冠山鎂石礦業(yè)項(xiàng)目基建工程工期為6個(gè)月，基建剝離土石方量為40086萬m3，剝離表土放置于專門設(shè)置的臨時(shí)堆土場(chǎng)，用于場(chǎng)地綠化或土地復(fù)墾，一部分石方用于礦區(qū)道路路基填筑，其余部分放置于棄渣場(chǎng)，用于采坑回填或綜合利用。

2 水土流失預(yù)測(cè)范圍和時(shí)段劃分

2.1 水土流失預(yù)測(cè)范圍

本項(xiàng)目水土流失主要體現(xiàn)在地表擾動(dòng)、植被破壞、棄渣排放等方面。根據(jù)水土流失防治責(zé)任范圍及項(xiàng)目工程建設(shè)內(nèi)容，本方案對(duì)項(xiàng)目擾動(dòng)區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)，直接影響區(qū)不做預(yù)測(cè)。本方案水土流失預(yù)測(cè)范圍為9.43hm2，其中一采區(qū)3.23hm2、二采區(qū)1.59hm2、三采區(qū)1.88hm2、棄渣場(chǎng)1.43hm2、礦區(qū)道路1.26hm2和臨時(shí)堆土場(chǎng)0.04hm2。直接影響區(qū)因沒有直接受到破壞，不列入預(yù)測(cè)范圍。具體見表1。

2.2 預(yù)測(cè)時(shí)段

鳳城市雞冠山永余水鎂石有限公司礦山整合項(xiàng)目水土流失主要產(chǎn)生在建設(shè)期和運(yùn)行期，所以本方案確定的水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段為施工建設(shè)期（含自然恢復(fù)期）和運(yùn)行期。

（1）施工建設(shè)期

本項(xiàng)目施工建設(shè)期為6個(gè)月，施工進(jìn)度表中已包含汛期的三個(gè)月（6月至9月），根據(jù)水土保持方案編制的相關(guān)規(guī)定，項(xiàng)目建設(shè)期不滿一年但包括汛期的，水土流失預(yù)測(cè)期確定為一年。施工內(nèi)容主要是進(jìn)行礦山采掘工程建設(shè)及安裝生產(chǎn)設(shè)施。因三采區(qū)處于停產(chǎn)狀態(tài)，不進(jìn)行施工建設(shè)期預(yù)測(cè)，僅對(duì)一采區(qū)、二采區(qū)、棄渣場(chǎng)、礦區(qū)道路和臨時(shí)堆土場(chǎng)進(jìn)行水土流失預(yù)測(cè)。

（2）自然恢復(fù)期

各施工區(qū)域在工程建設(shè)完工后，雖然小部分地表被建筑物、場(chǎng)地硬化所覆蓋，但項(xiàng)目區(qū)大部分區(qū)域仍存在裸露地貌；這些區(qū)域在不采取防護(hù)措施的情況下，由于缺乏表土，不可能自然恢復(fù)，仍可造成嚴(yán)重的水土流失。另外，采礦場(chǎng)、廠區(qū)道路、棄渣場(chǎng)等區(qū)域在整合工程結(jié)束后，進(jìn)入生產(chǎn)期，在生產(chǎn)過程中仍然處于擾動(dòng)狀態(tài)，地表植被也不可能自然恢復(fù)，因此這部分區(qū)域沒有自然恢復(fù)期。只有堆土場(chǎng)的植被可能自然恢復(fù)。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)自然條件及土壤類型、結(jié)構(gòu)，以擾動(dòng)狀態(tài)，確定自然恢復(fù)期預(yù)測(cè)范圍為臨時(shí)堆土場(chǎng)區(qū)，時(shí)間為一年。

表2 項(xiàng)目區(qū)水土流失預(yù)測(cè)單元及時(shí)段單位：年

（3）生產(chǎn)運(yùn)行期

礦山項(xiàng)目產(chǎn)生水土流失的主要時(shí)段是生產(chǎn)運(yùn)行期，因此水土流失預(yù)測(cè)必須包括一定時(shí)段的運(yùn)行期，為各項(xiàng)水土流失防治措施的布設(shè)提供依據(jù)。根據(jù)礦山的實(shí)際情況，確定一采區(qū)、二采區(qū)、三采區(qū)、棄渣場(chǎng)和礦區(qū)道路的運(yùn)行期為三年，臨時(shí)堆土場(chǎng)由于預(yù)測(cè)了自然恢復(fù)期，運(yùn)行期流失量不做預(yù)測(cè)。各分區(qū)具體預(yù)測(cè)時(shí)段劃分見表2。

3 水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容和方法

3.1 水土流失預(yù)測(cè)內(nèi)容

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)規(guī)范》（SL204-98）的規(guī)定，結(jié)合該項(xiàng)目的特點(diǎn)，水土流失分析預(yù)測(cè)的主要內(nèi)容有擾動(dòng)原地貌及損壞水土保持設(shè)施面積情況的預(yù)測(cè)；可能造成的水土流失量預(yù)測(cè)；可能造成水土流失危害預(yù)測(cè)。

3.2 預(yù)測(cè)方法

根據(jù)工程建設(shè)特點(diǎn)、占地區(qū)域地形地貌、開挖破壞程度等，采用類比法和公式法定量計(jì)算工程施工前后水土流失量。通過對(duì)新建工程侵蝕類型、侵蝕強(qiáng)度、自然條件及工程施工情況進(jìn)行調(diào)查和綜合分析，確定將遼寧省鳳城翁泉溝硼鐵礦資源綜合利用及硼化工基地建設(shè)項(xiàng)目作為類比工程。

根據(jù)地形條件和本工程建設(shè)特點(diǎn)，調(diào)查掌握工程建設(shè)對(duì)地表、植被的擾動(dòng)情況，了解堆積物的組成，堆放位置和形式，對(duì)本工程建設(shè)中造成的新增水土流失量，采用類比與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)公式如下:

式中：WS1—土壤流失總量，t；Fi—第i個(gè)預(yù)測(cè)單元的侵蝕面積，km2; Mi—第i個(gè)預(yù)測(cè)單元的侵蝕模數(shù)，t/km2·a; Ti—第i個(gè)預(yù)測(cè)單元的預(yù)測(cè)時(shí)間，a（年）; n—預(yù)測(cè)單元個(gè)數(shù)1，2，3，……，n。

表1 水土流失預(yù)測(cè)范圍表 單位：hm2

3.3 類比工程分析

（1）類比工程概況

遼寧省鳳城翁泉溝硼鐵礦資源綜合利用及硼化工基地建設(shè)項(xiàng)目位于遼寧省鳳城市劉家河鎮(zhèn)和四門子鎮(zhèn)，工程主要由采礦場(chǎng)、工業(yè)場(chǎng)地、尾礦庫、運(yùn)輸場(chǎng)地等組成，工程總工期26個(gè)月。

項(xiàng)目區(qū)處于遼東低山丘陵區(qū)，地勢(shì)北高南低。境內(nèi)山嶺起伏，連綿不斷，構(gòu)成八山一水一分田的天然格局。該地區(qū)屬溫帶季風(fēng)型大陸氣候，冬季嚴(yán)寒干燥，夏季濕熱多雨。

項(xiàng)目區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候。多年平均降水量為1000毫米左右，年內(nèi)分配極不均勻，主要集中在7、8月份，占全年降水量的63.5%。

本項(xiàng)目區(qū)主要分布的代表性土類為棕壤和草甸土兩個(gè)土類，下分棕壤性土、棕壤、潮棕壤、草甸土四個(gè)亞類，11個(gè)土屬，16個(gè)土種。

本項(xiàng)目區(qū)主要樹種為針中和闊葉兩大類，針葉樹種主要為紅松、日本落葉松。闊葉樹種主要有楊樹、柳樹、板栗、山楂、銀杏、柞樹及其它耐寒樹木。

（2）類比條件分析

通過類比條件對(duì)照，類比工程區(qū)的地形地貌與本項(xiàng)目相似、氣象條件與本項(xiàng)目基本相同；地理位置相近；同屬于溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，風(fēng)速、雨強(qiáng)等氣象指標(biāo)相近；土壤主要類型相同，植被相同；項(xiàng)目組成相近，水土流失特點(diǎn)相近，因此，本方案認(rèn)為類比工程具有一定的可比性，可作為本項(xiàng)目預(yù)測(cè)的類比工程。類比工程對(duì)照表見表3。

4 侵蝕模數(shù)的確定

（1）原地貌侵蝕模數(shù)

類比工程項(xiàng)目原生地貌侵蝕模數(shù)取值為2390t/km2a。根據(jù)遼寧省第四次土壤侵蝕遙感調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)?shù)厮帘３植块T的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定土壤侵蝕模數(shù)，并根據(jù)同類比工程的比較,影響侵蝕模數(shù)的各因子中,本項(xiàng)目區(qū)的林草覆蓋率與類比工程相差較大,其它因子基本相同或差異較小,所以本項(xiàng)目原地貌侵蝕模數(shù)比類比項(xiàng)目要小一些，綜合以上因素，本項(xiàng)目原生地貌侵蝕模數(shù)取值為2250t/km2a。

（2）場(chǎng)地?cái)_動(dòng)地表侵蝕模數(shù)

類比工程項(xiàng)目確定的擾動(dòng)地表侵蝕模數(shù)為2910t/km2a，本項(xiàng)目與類比工程坡度、地形、土壤結(jié)構(gòu)等相似,但地形坡度比類比工程大，擾動(dòng)修正系數(shù)取1.3，修正取整后確定場(chǎng)地?cái)_動(dòng)地表侵蝕模數(shù)為3783t/ km2a。

（3）物料堆場(chǎng)侵蝕模數(shù)

類比工程堆土場(chǎng)侵蝕系數(shù)為6076t/ km2a，本項(xiàng)目年降雨量大于類比項(xiàng)目，參考項(xiàng)目實(shí)際及堆土場(chǎng)周邊情況，修正系數(shù)取1.3，修正取整后物料堆場(chǎng)侵蝕模數(shù)確定為7899t/km2a。

（4）自然恢復(fù)期侵蝕模數(shù)

在未采取水土保持措施的情況下，自然植被生長需要的較長時(shí)間才能恢復(fù)到原地貌土壤侵蝕狀態(tài)。自然恢復(fù)內(nèi)，由于項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的水土保持工程措施建設(shè)基本完成，可發(fā)揮保水保土功能，而植物措施發(fā)揮保水保土作用則具有后效性。因?yàn)橹参镌灾渤跗诟挡话l(fā)達(dá)，扎根較淺，還不具備較強(qiáng)的固土能力，地面也未形成較強(qiáng)的植被覆蓋來抵御降雨、徑流等外應(yīng)力侵蝕作用，故在自然恢復(fù)期仍存在一定程度的水土流失，其侵蝕模數(shù)要大于原地貌背景值。自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù)取擾動(dòng)前后的平均值，確定為3117t/ km2a。

Ascertainment of Water Losses and Soil Erosion Modulus for Ji Guan Mount Magnesium Mining Project

Fan Yuan-li
(Feng Cheng Municipal Headquarters of Flood and Drought Control, Feng Cheng 118110）

Based on describing the general situation in Ji Guan mount magnesium stone mining project, the water and soil loss forecast range and time interval, the content and methods of water and soil loss prediction are discussed in this thesis. The related soil and water loss erosion modulus is identified by adopting the analogy engineering method.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.005

表3 類比工程條件對(duì)照表