渭北旱塬典型礦區(qū)水土流失現(xiàn)狀及治理經(jīng)驗(yàn)探討

(陜西華正生態(tài)建設(shè)設(shè)計(jì)監(jiān)理有限公司，陜西 西安 710003)

1 概述

合陽(yáng)縣地處陜西省渭北旱塬東部，轄11鎮(zhèn)5鄉(xiāng)353個(gè)行政村，總?cè)丝?4.4萬(wàn)，總面積1 337.30 km2，總耕地面積767.24 km2。是典型的旱作農(nóng)業(yè)縣。小麥、蘋果、烤煙、棉花、漁業(yè)、生豬是國(guó)家和省級(jí)基地縣，擁有全國(guó)最大的綠色食品基地——30萬(wàn)畝蘋果和10萬(wàn)畝紅薯，是國(guó)家生態(tài)建設(shè)示范縣。合陽(yáng)縣距省會(huì)西安180 km,交通運(yùn)輸非常便利。縣境內(nèi)自然資源豐富，擁有全國(guó)最大的黃河濕地洽川風(fēng)景名勝區(qū)。已探明的礦產(chǎn)資源有40多種，煤炭?jī)?chǔ)量52億 t，可開(kāi)采工業(yè)儲(chǔ)量13億 t，石灰?guī)r儲(chǔ)量2 000萬(wàn) t，其中水泥用石600萬(wàn) t，建筑用石1 250萬(wàn) t。良好的地理位置，便利的交通和豐富的資源優(yōu)勢(shì)，為合陽(yáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了優(yōu)越條件。以農(nóng)業(yè)、水利、能源、建材、交通、通訊為主的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，以果業(yè)、包裝、機(jī)械、農(nóng)副產(chǎn)品深加工為主的四大支柱產(chǎn)業(yè)，以旅游、電力、科技信息為主的新興產(chǎn)業(yè)，具有合陽(yáng)特色的經(jīng)濟(jì)格局正在形成。

西卓煤礦屬于渭北旱塬典型礦區(qū)，位于陜西省渭北石炭二疊紀(jì)煤田澄合礦區(qū)中深部，地處陜西省合陽(yáng)縣，行政區(qū)劃隸屬合陽(yáng)縣城關(guān)鎮(zhèn)和知堡鄉(xiāng)管轄。西卓煤礦含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組合二疊系下統(tǒng)山西組，厚度為48.40～183.55m，地質(zhì)資源量為373.52 Mt，可采儲(chǔ)量為234.71 Mt，設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為3.00 Mt/a，服務(wù)年限60.2 a。首采區(qū)為一、二盤區(qū)，在一盤區(qū)布置1個(gè)5號(hào)煤層大采高綜采工作面，在二盤區(qū)布置1個(gè)4號(hào)煤層薄煤層綜采工作面。一盤區(qū)5號(hào)工作面可開(kāi)采面積214.53 hm2，儲(chǔ)量18.53 Mt，生產(chǎn)能力2.40 Mt/a，開(kāi)采年限7.67 a。二盤區(qū)4號(hào)工作面可開(kāi)采面積113.06 hm2，儲(chǔ)量4.59 Mt，生產(chǎn)能力0.6 Mt/a，可采年限7.43 a。4號(hào)煤層采用薄煤層綜采，綜采設(shè)備全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，工作面生產(chǎn)能力為0.6 Mt/a。5號(hào)煤層采用大采高開(kāi)采，以1個(gè)大采高綜采工作面實(shí)現(xiàn)2.40 Mt/a的生產(chǎn)能力。礦區(qū)建設(shè)項(xiàng)目主要由工業(yè)場(chǎng)地、場(chǎng)外道路、排水工程、輸電線路、排矸場(chǎng)五部分組成，選煤廠位于工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)。

2 合陽(yáng)縣西卓煤礦礦區(qū)土地利用現(xiàn)狀

2.1 合陽(yáng)縣土地利用狀況

全縣總土地面1 337.30 km2，其中耕地76 724.39 hm2、占總土地面積的57.37%，園地10 372.98 hm2、占總土地面積的7.76%，林地9 253.08 hm2、占總土地面積的6.92%，草地3 565.54 hm2、占總土地面積的2.73%。合陽(yáng)縣土地利用情況見(jiàn)表1。

表1 合陽(yáng)縣土地利用情況表

2.2 礦區(qū)占地范圍內(nèi)土地利用狀況

西卓煤礦除排矸場(chǎng)占地有旱地、部分林地和其他草地。礦區(qū)面積36.86 km2，其中旱地分布于礦區(qū)中部和南部，面積30.85 km2，占礦區(qū)面積的83.72%；林地主要分布于礦區(qū)北部溝谷，面積0.42 km2，占礦區(qū)面積1.14%；其他草地主要分布礦區(qū)北部溝谷，面積3.21 km2，占礦區(qū)面積的8.71%；住宅用地均勻分布于礦區(qū)占地范圍內(nèi)，面積2.02 km。2，占礦區(qū)面積5.48%；交通用地占地面積0.03 km2，占礦區(qū)面積0.01%。在西卓煤礦建設(shè)和生產(chǎn)的占地面積74.66 hm2范圍內(nèi)，旱地67.65 hm2，林地3.93 hm2，其他草地占3.08 hm2。占地范圍內(nèi)的土地利用情況見(jiàn)表2。

表2 礦區(qū)占地區(qū)域土地利用情況表 hm2

3 縣域及礦區(qū)水土流失現(xiàn)狀

3.1 縣域水土流失概況

合陽(yáng)縣地處黃土高原南緣，地表全部被第四紀(jì)黃土沉積物所覆蓋，土壤侵蝕主要以水蝕為主，溝谷伴有重力侵蝕。合陽(yáng)縣總土地面積1 337.30，其中水土流失面積1 250.38，占總土地面積的93.50%。在水土流失面積中，強(qiáng)度250.08 km2、占流失面積的20.00%，中度566.42 km2、占流失面積的45.30%，輕度433.88 km2、占流失面積的34.70%。合陽(yáng)縣水土流失強(qiáng)度分級(jí)見(jiàn)表3。

表3 合陽(yáng)縣水土流失強(qiáng)度分級(jí)表 km2

3.2 礦區(qū)水土流失現(xiàn)狀及類型

按照《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL190-2007)，礦區(qū)被劃分為西北黃土高原區(qū)，土壤侵蝕允許值為1 000 t/km2·a。根據(jù)(水利部[2006]第2號(hào))《關(guān)于劃分國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的公告》，礦區(qū)占地不在劃定的國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)、重點(diǎn)治理區(qū)和重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)；根據(jù)《陜西省人民政府關(guān)于劃分水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的告》(陜政發(fā)[1999]15號(hào)函)，礦區(qū)占地位于劃定的渭北高原溝壑重點(diǎn)治理區(qū)和渭北黑腰帶監(jiān)督區(qū)。根據(jù)《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》(GB50434-2008)有關(guān)防治標(biāo)準(zhǔn)與適用范圍的規(guī)定，在依法劃定的省級(jí)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)和重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)范圍內(nèi)的建設(shè)項(xiàng)目，水土流失防治執(zhí)行二級(jí)防治標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)陜西省水土保持區(qū)劃，礦區(qū)位于渭北高原溝壑固溝保原區(qū)；根據(jù)合陽(yáng)縣水土保持區(qū)劃資料，建設(shè)項(xiàng)目位于黃土高原溝壑輕度流失保原固溝區(qū)。該區(qū)溝壑密度1.10 km/km2，平均侵蝕模數(shù)1 860 t/km2·a。

通過(guò)對(duì)礦區(qū)地表物質(zhì)組成、地貌、植被、土地利用現(xiàn)狀、水土保持措施實(shí)施現(xiàn)狀等土壤侵蝕環(huán)境背景的綜合分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查，礦區(qū)內(nèi)水土流失類型以水力侵蝕為主。整個(gè)礦區(qū)區(qū)侵蝕強(qiáng)度以微度和輕度為主，其中微度侵蝕集中分布在整個(gè)井田區(qū)的塬面，面積28.04 km2，占整個(gè)礦區(qū)面積的76.07%，輕度侵蝕區(qū)主要分布在塬面坡度較大區(qū)域和塬面與溝谷接壤區(qū)域，面積5.17 km2，占礦區(qū)面積的14.03%，中度和強(qiáng)度侵蝕區(qū)主要分布在塬面北部的溝谷區(qū)，面積為1.10 km2和2.55 km2，分別占井田區(qū)面積的2.98%和6.92%。礦區(qū)土壤侵蝕類型見(jiàn)表4。

表4 礦區(qū)土壤侵蝕類型與強(qiáng)度面積統(tǒng)計(jì)表

4 礦區(qū)水土保持治理措施及經(jīng)驗(yàn)

合陽(yáng)縣是黃河中游水土流失重點(diǎn)縣之一，根據(jù)多年治理經(jīng)驗(yàn)，礦區(qū)主要治理措施為：搞好原面土地平整，發(fā)展灌溉，逐步變旱作農(nóng)業(yè)為灌溉農(nóng)業(yè)，修建水平埝地、水平梯田和溝壩地；修筑溝埂，防止溝岸擴(kuò)張，保護(hù)原面；造林種草，喬、灌、草結(jié)合，治理荒溝荒坡，發(fā)展林牧業(yè)生產(chǎn)。截止2011年底，累計(jì)完成水平梯田10 890 hm2，水平埝地20 390 hm2，打壩淤地380 hm2，造田造地690 hm2，修水地18 450 hm2，營(yíng)造用材林10 070 hm2，發(fā)展經(jīng)濟(jì)林果11 020 hm2，灌木林150 hm2，人工種草3 900 hm2，封山育林3 510 hm2。共計(jì)治理水土流失面積794.5 km2，占全縣水土流失面積的69.2%。通過(guò)對(duì)西井礦區(qū)及周邊姜家河煤礦和澄合礦區(qū)已建礦井的調(diào)查，可以看出當(dāng)?shù)赝惞こ探ㄔO(shè)項(xiàng)目，在治理水土流失的過(guò)程中，采取了行之有效的治理經(jīng)驗(yàn)。

4.1 工程措施

1)棄渣場(chǎng)地設(shè)置攔擋措施，有攔渣壩、擋渣墻等工程，有效防止棄渣流失。

2)工業(yè)場(chǎng)設(shè)置排水、護(hù)坡措施，提高防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

3) 場(chǎng)外道路兩側(cè)設(shè)排水溝和護(hù)坡措施。

4.2 植物措施

1)棄渣場(chǎng)周邊設(shè)置防護(hù)林；棄渣結(jié)束后，渣面覆土種草。

2) 工業(yè)場(chǎng)地高標(biāo)準(zhǔn)綠化。同類工程姜家河煤礦水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，林草植被恢復(fù)率為95%，林草覆蓋率為20%?？⒐を?yàn)收時(shí)達(dá)到林草植被恢復(fù)率為95.6%，林草覆蓋率為31%。

3)場(chǎng)外道路兩側(cè)栽植行道樹(shù)，邊坡種草，防止水土流失。當(dāng)?shù)剡m生的主要樹(shù)、草種喬木樹(shù)種主要有：側(cè)柏、桐樹(shù)、楊樹(shù)、柳樹(shù)、刺槐等；經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種主要有：蘋果、花椒、柿子、杏等；灌木樹(shù)種主要有：紫穗槐、連翹、狼牙刺、虎榛子等；草種主要有：三葉草、紫花苜蓿、草木犀、蒿類、狗尾草、胡子草等。

4.3 臨時(shí)防護(hù)措施

1)施工期間道路鋪灑砂石，永臨結(jié)合。

2)建筑用砂石料場(chǎng)堆放區(qū)、預(yù)制構(gòu)件場(chǎng)、混凝土攪拌站等場(chǎng)所采取攔擋、苫蓋措施。

3)臨時(shí)土方堆貯高度一般應(yīng)在2.0～4.5 m，邊坡坡度控制在1:1.5～1:2.5；四周用裝土草袋或編織袋攔擋，攔擋高度宜在0.5～1.0 m，基部寬度1.0～1.5 m；頂部用防塵網(wǎng)苫蓋。

4)煤炭運(yùn)輸要采取苫蓋措施，可有效防止運(yùn)輸過(guò)程中的煤塵污染。

5)臨時(shí)排水溝底部鋪設(shè)塑料布，措施布設(shè)簡(jiǎn)易，但不僅可以滿足工程施工的需要，節(jié)省投資，又可以有效控制水流對(duì)溝底的沖刷，防治效果明顯。

以上這些預(yù)防治理措施，對(duì)減輕人為水土流失，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了顯著效果，對(duì)同類礦區(qū)在水土保持治理中提供可借鑒的治理經(jīng)驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，礦區(qū)的水土流失程度較高，應(yīng)從源頭上加以治理，尤其在建設(shè)時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合地形地貌，盡量少占用農(nóng)、林地，以減少對(duì)地表及植被的破壞。同時(shí)，要在日常采煤工作中，針對(duì)作業(yè)特點(diǎn)，在土石方工程移挖作填時(shí)，盡量減少高填深挖，做到填挖平衡，減少取、棄土方數(shù)量。嚴(yán)格按照自然規(guī)律辦事，科學(xué)組織，合理布設(shè)，爭(zhēng)取將礦區(qū)引起的水土流失降低到最小程度。