徐海波

（沁水县水务局，山西 沁水 048200）

随着我国经济的高速发展，社会对煤炭的需求量也与日俱增，与此同时煤矸石的产量也在逐年增加。煤矸石如果不能得到合理处置，会占用大量的土地，造成土地资源的浪费和土壤污染[1]。为避免矿井新产生的矸石乱堆乱放，破坏生态环境，产生潜在危害，将煤矸石填沟造地，不仅可以增加耕地面积，而且还可以达到美化环境的效果，实现经济与环境的协调发展[2]。

1 工程概况

沁和能源集团有限公司端氏煤矿位于山西省晋城市沁水县端氏镇端氏村，井田面积9.403 1 km2。本项目填沟造地所用矸石来源于端氏煤矿矿井大巷掘进产生的矸石，矸石经新建的副立井提升后，由汽车运输至本项目区进行填沟造地。

本项目区属中低山区，沟顶最高高程771 m，沟底最低高程742 m，主沟呈现南北向伸展，长约290 m，宽50～100 m，最大沟深约29 m，总占地面积2.66 hm2，总库容量35.05 万m3，可容纳煤矸石的量为27.95 万m3。本项目总占地面积4.84 hm2，其中沟道综合治理区面积为2.66 hm2，取土场面积为2.00 hm2，运矸道路占地0.18 hm2。本项目建设内容包括排矸场（栏矸坝工程、护坡工程、防洪排水工程、绿化工程）取土场、临时工程等。

2 水土流失分析

2.1 水土流失现状

本项目位于晋城市沁水县，项目区属于西北黄土高原区中的汾渭及晋城丘陵阶地区晋南丘陵阶地保土蓄水区。根据《土壤侵蚀分类分级标准》（SL 190-2007），项目区属于西北黄土高原区，土壤年容许流失量为1 000 t/km2。

根据全国第二次土壤侵蚀遥感调查，结合实地踏勘，项目区以中度水力侵蚀为主，年侵蚀模数背景值为3 000 t/km2。

2.2 水土流失影响因素分析

对项目建设开挖扰动地表、占压土地、损坏林草植被的种类、数量、程度和面积进行测算和统计[3]。本工程建设扰动原地表面积4.84 hm2，如表1 所示。

表1 工程建设扰动原地表面积表

经分析统计，本工程建设损毁植被面积4.84 hm2，土地类型为灌木林地和其他草地。

工程建设期，动用土石方总量3.50 万m3，其中：挖方总量1.75 万m3（包括表土剥离0.85 万m3），填方总量1.75 万m3（表土返填0.85 万m3），无弃方。

取土场的土石方平衡主要发生在运行期。

工程运行期，取土场总取土量为6.84 万m3，容纳煤矸石的量为27.95 万m3。

3 土壤流失量预测

3.1 预测范围及预测时段

（1）预测范围

根据工程总体布局、建设特点、地形地貌、扰动方式、气象特征及水土流失影响因子，通过对现场进行勘测调绘，可以确定本项目水土流失预测的主要范围有3 个，即沟道综合治理区防治区、运矸道路防治区和取土场防治区。

（2）预测时段

根据本工程的建设特点以及所在地区的自然条件，水土流失预测分为建设期和自然恢复期。考虑到水土流失主要发生在汛期（该区域汛期为6—9 月）的特点，在确定预测时间时，根据工程施工跨汛期作适当调整。施工期预测时间按连续12 个月为一年计，不足12 个月，但达到一个雨季长度的，按一年计，不足一个雨季长度的，按占雨季长度的比例计算。根据项目区的实际情况，本项目处于半湿润区，自然恢复期按3 年考虑。运行期按10 年考虑。各区域预测时段如表2 所示。

表2 水土流失预测面积和时段一览表

3.2 土壤侵蚀模数的确定

3.2.1 原地貌土壤侵蚀模数

项目区水土流失背景值，是指项目区内在未动工前，尚未扰动破坏原始地貌状态下，不同地貌类型区水土流失总量，它与项目区水土流失各类自然因子有着密切的关系，是水土流失预测中重要参数之一[4]。

综合现场勘查数据和土壤遥感普查数据，根据土壤侵蚀与影响因子之间的关系，可以确定项目区土壤侵蚀背景值。项目区各个防治分区的侵蚀模数因地形因子不同产生差异，如表3 所示。

表3 项目区现状地貌土壤侵蚀模数背景值

3.2.2 扰动后土壤侵蚀模数

本方案水土流失量预测的主要防治区有2 个，即沟道综合治理区和取土场。在项目建设阶段，挖土、碾压、占地等行为都会对地表造成不同程度的扰动，不仅改变了地形地貌，而且可能出现新的水土流失问题。结合项目区立地条件、植被、气象因素，调查当地地貌类型及侵蚀强度，项目区不同时段扰动后土壤侵蚀模数如表4 所示。

表4 各区域不同时段扰动后土壤侵蚀模数

各区域不同时段土壤侵蚀模数如表5 所示。

表5 不同时段土壤侵蚀模数表

3.3 预测结果

3.3.1 建设期水土流失量预测

经计算工程项目区建设期产生水土流失总量为61.28 t，新增水土流失量为39.36 t，如表6 所示。

表6 工程项目区建设期水土流失量预测表

3.3.2 自然恢复期水土流失量预测

本项目中，本次预测区域的整体面积为4.84 hm2，将地面建筑物占地面积和地面水泥硬化面积部分去除，如果不采取水土流失防治措施，水土流失就会产生。本次自然恢复期水土流失预测就是该部分面积。由前文可知，沟道综合治理区防治区的侵蚀模数值为3 100，运矸道路防治区的侵蚀模数背景值为2 900，通过计算可以得出流水量，具体数值如表7 所示。

表7 项目区自然恢复期水土流失量预测

3.3.3 运行期水土流失量预测

经计算，工程运行期可能产生水土流失总量为3 914.20 t，新增水土流失量为2 489.60 t，如表8 所示。

表8 运行期水土流失量预测表

3.3.4 本工程水土流失量预测结果

本项目建设期可能造成的水土流失总量为61.28 t，新增水土流失量为39.36 t。自然恢复期可能造成的水土流失总量为373.27 t，新增水土流失量为122.41 t。运行期可能造成的水土流失总量为3914.20 t，新增水土流失量为2 489.60 t，如表9 所示。

表9 新增水土流失量汇总表

3.4 水土流失危害分析

项目建设、生产造成的水土流失如果不及时采取合理的预防和保护措施，将会产生严重危害[5]。根据水土流失量调查及预测结果，结合项目区地形、地貌、土壤、植被以及施工方式等特点，项目建设及生产可能造成的水土流失危害主要有以下几方面：

（1）项目区及周边地区的水土流失。项目预计造成的新增水土流失量为2651.37t，加剧了当地的水土流失。

（2）破坏地形地貌。建设过程中占用土地，损坏了土地资源，破坏了地形地貌。

（3）破坏地表植被。项目的建设过程中扰动和破坏了现有的植被，降低了土壤保水和保土能力。

（4）影响区域整体良好景观。在工程建设和生产过程中，如果不能有效治理水土流失，会对项目区生态环境造成危害，不利于地区良好景观。

4 结论与防治措施

经分析预测可知，本工程扰动原地表面积共计4.84 hm2，损毁植被面积为4.84 hm2。在工程建设期，动用土石方总量3.50 万m3，其中挖方总量1.75 万m3（包括表土剥离0.85 万m3），填方总量1.75 万m3（表土回填0.85 万m3），无弃方。

工程运行期，取土场总取土量为6.84 万m3，容纳煤矸石的量为27.95 万m3。本项目建设期可能造成的水土流失总量为61.28 t，新增水土流失量为39.36 t。自然恢复期可能造成的水土流失总量为373.27 t，新增水土流失量为122.41 t。运行期可能造成的水土流失总量为3 914.20 t，新增水土流失量为2 489.60 t。

本项目在建设生产过程中水土流失可能造成四个方面的危害：一是使项目区域周边地区的水土流失程度加大；二是破坏了区域的整体地形地貌；三是破坏地表的植被；四是影响区域整体的良好景观。

根据本项目特点和水土流失分析结论，水土保持防治时段重点是运行期。重点防治区域是沟道综合治理区。对沟道综合治理区采用排水、覆土、绿化等措施进行防治，对取土场采用排水和植被恢复措施进行防治。特别是6—9 月降雨季节，应加强监测，采取重点监测措施的区域是沟道综合治理区建设期，采取一般监测措施的有其余防治区域。

项目应将水土流失防治措施贯彻落实到建设生产的各个环节中，使水土流失控制在最低范围内，保证该项目建设生产区域整体生态环境的健康发展。