许建定

（山西省水土保持科学研究所）

山西省是产煤大省，煤炭产业属支柱产业，在全省经济社会发展中占有极其重要的地位。为了保证煤炭的有序开采和安全生产，避免小煤窑开采造成资源浪费与事故多发，2009年以来，全省开展了大规模的煤炭开采企业兼并重组。这一举措，使得很多煤矿需要新建、改建或扩建。在煤炭矿井新建和改扩建过程中，难免会对地面进行扰动，破坏地表植被与水土保持设施，加之弃土弃渣的堆放，必然会对生态环境造成一定的副面影响，产生较为严重的人为水土流失。所以，在煤矿新建和改扩建工程中，要求企业向水行政主管部门报批水土保持方案，并开展水土保持监测，对预防建设生产项目造成的人为水土流失，加强生态环境建设与保护十分必要。通过水土保持监测，向企业提出改进水土保持方案实施措施，对全面有效防止水土流失工作，具有重要的现实意义[1-3]。在煤矿建设过程中，通过实时的水土保持监测，可以准确把握水土流失现状以及发展趋势，保证政府相关部门对水土流失的监控和管理，其作用非常重要[4]。本文依据山西铺龙湾煤业有限公司120万t/a矿井改扩建工程（以下简称：铺龙湾煤矿改扩建工程）水土保持监测情况，对如何开展水土保持监测进行了详细的探讨。

1 项目概况

铺龙湾煤矿地处左云县，1990年始建，井田面积4.86 km2，设计生产能力为15万t/a。1998年建成投产，矿井采用斜井开拓，布置有主斜井和副斜井。2003年12月，该煤矿由山西煤炭进出口集团公司并购。由于矿井生产能力较低，回采工艺落后，地面生产系统简陋，安全生产条件较差，加之煤层赋存稳定，煤炭资源丰富，煤质优良，并购集团认为很有必要对其进行改扩建，使其成为正规化的大型矿井。2005年，煤矿改扩建获得山西省煤炭工业局的批准，随后完善了煤矿改扩建工程初步设计、环境影响评价、水土保持方案编报审批等一系列建设手续。

铺龙湾煤矿改扩建是一项由原煤设计生产能力由15万t/a提升为120万t/a的改扩建煤矿工程，矿井设计资源储量94.15 Mt，设计可采储量57.36 Mt，设计服务年限为36.8 a。建设总工期为13个月，2009年9月开工，2010年9月完工。工程总投资2.60亿元，其中土建投资0.46亿元。改扩建工程的主要内容包括：工业场地、场外道路（包括运矸道路和人行道路）、输电线路和矸石场等分项建设。

铺龙湾煤矿位于大同矿区的中南部，口泉山脉西侧，地貌类型属黄土缓坡丘陵区。井田内地表大部分被黄土覆盖，地势西高东低，最高点位于井田西部边界处，海拔1 550 m；最低点位于井田东北部的大峪河河床，海拔1 352 m，相对高差198 m。该煤矿改扩建工程的水土流失防治责任范围为207.66 hm2，其中项目建设区22.53 hm2，直接影响区185.13 hm2。工程项目区属水蚀风蚀交错区，春季以风蚀为主，夏季以水蚀为主。侵蚀强度以轻度和中度侵蚀为主。

2 水土保持监测开展

根据国家相关法律法规要求，建设单位于2010年初委托山西省水土保持科学研究所开展水土保持监测工作。接受委托后，我所迅速组织监测队伍，编制了本项目的水土保持监测实施细则。然后根据监测实施细则确定的监测内容、监测方法及监测时间，监测人员定期、不定期到施工现场进行定点定位观测和调查，随时掌握工程建设过程中的扰动地表面积、弃土弃渣、土地整治、植物措施实施等各项水土保持开展情况，运用多种手段和方法进行各项防治措施和施工期基本扰动类型的侵蚀强度调查，及时了解项目建设过程中的水土流失情况，并做好监测记录，为确保建设项目水土流失防治措施的有效性、安全性，同时为加强项目建设过程中的水土保持监督管理提供依据。

3 水土保持监测内容

按照《水土保持监测技术规程》（SL277-2002）要求，依据《山西铺龙湾煤业有限公司120万t/a矿井改扩建工程水土保持方案》（报批稿），监测范围以水土流失防治责任范围为主。具体监测内容主要包括以下五个方面：

3.1 防治责任范围动态监测

主要包括：永久性和临时性占地面积监测，扰动地表面积监测，施工期水土流失防治责任范围核定，以及土壤类型和水土流失情况的动态变化等监测。

3.2 弃土（石、渣）动态监测

主要包括：弃土弃渣量监测、弃土弃渣堆放情况（占地面积及堆土堆渣高度、坡长、坡度等）监测、拦渣防护措施建设情况监测等。

3.3 水土流失防治措施动态监测

主要包括：排水导流工程、护坡工程、拦挡工程、硬化工程、土地整治工程等工程技术措施监测；植物措施类型（灌木、乔木或种草等）及苗木或草种种类、分布、面积或株数、株行距等监测；拦挡、苫盖等防护措施监测。

3.4 建设期土壤流失量动态监测

主要包括：水土流失面积变化监测、水土流失量变化监测、水土流失对项目区周边造成的危害及其趋势监测。

3.5 水土流失防治效果动态监测

主要包括；林草植物措施的成活率、保存率、生长情况及覆盖度监测，防护工程的稳定性、完好程度和运行情况监测，各项水土保持措施的保土拦渣效果监测等。

4 水土保持监测方法

按照《水土保持监测技术规程》规定，水土保持监测的方法主要有地面观测、调查监测、遥感监测等。在具体工作中，地面观测方法以径流小区观测、简易观测场、侵蚀沟观测、定点观测等方式为主；调查观测主要包括普遍调查、抽样调查以及典型调查等；遥感监测主要采用遥感图像进行详细的水土流失调查[4-5]。本项目水土保持监测主要结合批复的水土保持方案要求，以调查监测为主要方法，具体实施中通过实地调查、实地勘测、定位观测，结合项目区原有的基础资料，进行统计和分析具体变化情况。

4.1 调查监测

这种方法主要采用仪器进行现场勘查为主。实际工作中需要用到的仪器设备，主要包括全站仪、全球定位仪（GPS）、100 m测尺、5 m卷尺、测绳、取土器、土壤水分仪、雨量计、测坡仪、海拔仪、风向风速仪、插钎等。

4.2 定位监测

根据工程施工进度、施工扰动范围和水土流失特点，确定可进行实时地面定位观测的监测项目，对应确定地面定位观测方法。该工程地面定位观测主要以简易径流观测小区、风蚀观测场、坡面侵蚀沟体积量测法和测钎法为主。

4.3 巡查监测

场地巡查是水土保持监测中的一种常用方法，适用于临时堆土侵蚀量调查、水土流失背景值调查和临时防护措施监测等。

5 水土保持监测频次

本项目结合工程建设实际，对不同的区域和场地采取了差别式监测频次。具体如下：

5.1 地貌

微地形地貌调查，在水土流失背景调查、施工扰动地表时进行。背景值调查时着重对影响水土流失的地貌类型调查；施工期间，主要调查关键地貌部位的形态改变（如高程、坡形、坡长和坡度等）。

5.2 地面组成物质

地面组成物质（土壤）观测在水土流失背景调查、施工扰动地表和地面监测时进行。背景调查着重土壤类型、土质调查；施工期间，调查扰动区域土壤堆填情况、发生层次和质地改变。每次地面观测和调查时，对典型样地表层土壤质地、容重进行测定。从雨季开始，到中期至结束，植被生长恢复期间各观测地面组成物质一次。

5.3 植被状况

植被状况观测在水土流失背景调查、施工扰动地表和地面监测时进行。背景调查时着重对植物群落类型、覆盖度和郁闭度调查；施工期间，主要调查扰动区域植被覆盖度变化、多年生植物破坏状况。每次地面观测和调查时均对典型样地、样区植物状况进行测定，并记录植物群落演化特征。

5.4 降水

项目区多年降水状况主要通过调查或收集资料进行，只在背景调查时调查一次。施工期间降水情况实时观测。在项目区布设一处降雨观测点，记录所有产流降雨时间、雨量、强度、产流次数，并观测记录其他降水情况。

5.5 水土保持设施数量和质量

在水土流失现状调查、水土保持工程完工和水土保持工程投入使用后的第一个雨季结束时进行。

5.6 水土流失状况

在每次产流降雨后进行观测或实地调查，以径流量、泥沙量为主要指标，同时调查相关的水土流失因子。

5.7 水土保持工程防治效果

对现存的挡土墙、护坡等工程，分别在水土流失背景调查和监测项目结束前各观测一次；对新建的工程，分别在修建前、修建初期和水土保持工程完工后、监测项目结束前各观测一次。

按照《水土保持监测技术规程》规定：生产性建设项目监测时段可分为施工期和生产运行期；监测时段与水土保持方案实施时段相同。针对本工程具体实施情况，监测时段划分为施工期和生产运行期。主要监测时段为施工期，试运行初期重点监测防治措施治理效果。

6 监测结果及分析

通过对铺龙湾煤矿改扩建工程项目的实时监测，在项目建设中，实际占地面积为22.53 hm2，与施工前水土保持方案确定的占地面积29.87 hm2相比，降低了24.87%；从水土保持措施建设投资来看，水土保持设施总投资1 285.82万元，比预期投资额降低了67.80万元，主要体现在排水明沟、排水盲沟等水土保持设施的投资上；矸石场工程措施实际完成工程量为5 242.56 m3，低于原设计工程量492.91m3，降低投资成本17.21万元；植物措施中乔灌木实际完成工程量为9 988株，比预期计划降低了6 000株。

从水土保持防治效果来看：本工程水土流失防治责任范围的扰动土地面积为22.53 hm2，施工结束后土地整治面积为21.50 hm2，扰动土地整治率为95.43%；水土流失总面积为防治责任范围面积减去各防治区建筑物占地面积和硬化、固化面积，结果为10.46 hm2，实施治理措施面积为10.13 hm2，水土流失总治理度为90.85%；工程实际挖方量188 799 m3，填方量178 123 m3，集中堆放量7 000 m3，拦渣率为98.05%；据测算，水土流失防治责任范围年均土壤侵蚀强度控制在1 231 t/km2，而项目区位于黄土高原区，土壤允许流失量为1 000 t/km2·a，项目建设区土壤流失控制比为0.81；整个建设区域植物措施实施面积为8.50 hm2，需绿化面积为8.66 hm2，植被恢复率为98.15%；林草植被覆盖率为37.73%。从六项防治指标来看，均达到了一级防治标准。

7 结论

从水土保持监测结果来看，铺龙湾煤矿改扩建工程在水土流失防治责任范围内，各分区均采取了适宜的治理措施，水土保持工程总体布局合理，水土流失治理率高，水土流失强度明显下降，基本上做到了建设生产与水土保持同步，生态环境改善效果明显，达到了水土保持方案设计要求。目前，已完成的工程防护措施稳定、完整，质量符合水土保持标准要求，起到了防治水土流失的效果，为项目区生态、经济、社会的可持续发展和该煤矿的安全运行创造了良好的外部条件。存在的一些需要完善和改进的地方主要为：拦矸坝没有按设计施工，留有缺口；工业场地和矸石场等部分植被措施不完善；各项水土保持工程设施管护和维修不理想。建议业主后续工程不断跟进，使存在问题很快得到解决。