水土保持案例.doc

关于阜新矿区废弃地水土流失的成因及防治对策2011-02-22 来源：摘要：矿区废弃地是一种松散的岩土混合物堆积体 , 大量的废弃地不宜植物生长，导致严重的水土流失，已成为广泛关注的问题。阜新矿区废弃地的水土保持工作，经多年探索积累了一些经验。针对阜新矿区废弃地水力侵蚀形成的特点，采用沟头防护、沟道治理、堆积区治理等水土保持工程措施与撒播牧草、经济林等植物治理措施相结合，有效地防治水土流失的发生；对重力侵蚀发生原因及重点部位，采用挡墙、防滑桩工程措施和植物措施进行治理，使松散的混合体得到固持，改变废弃地土壤理化性质，提高保水保肥能力。关键词：矿区废弃地；水土流失；治理措施 0引言矿区废弃地是指因采矿活动所破坏的，非经治理而无法使用的土地。主要包括：露天采矿后留下的采空区和地下采矿造成的塌陷区即矿坑废弃地；开采时剥离表土形成的排土场以及废弃的矿石堆积形成的废弃地；由于采矿的其他原因造成的无法开发利用的土地，如机械作业、道路、建筑造成的废弃地。矿区废弃物带来多种污染，有些污染长期难以消除，尾矿和废石的堆积还可能造成地质灾害。 1阜新矿区废弃地概况阜新市地处辽宁省西部，辖区内的阜新矿区自 1897年至今已有百余年的煤炭开采历史，是我国重要的煤炭基地，主要煤种为长焰煤。建国五十多年来，阜新矿区生产煤炭 5.2亿吨，为国家经济建设和人民生活做出了卓越贡献。而与此同时，煤炭开采形成的煤矸石也堆遍了矿区。据阜新市地质环境监测站统计，矿区采矿形成的堆积量超过 1亿 m3，大型矸石山 3座，堆积量 0.1亿 m3以上中型矸石山 5座，堆积量 0.01亿 m3以上小型矸石山 4座，不具规模的矸石山 340多座。其中大、中、小型矸石山主要分布在国有矿的井口附近，不具规模的矸石山为个体小矿形成，零散分布在各小矿井口。矿区内煤矸石总量占地面积 32.135km3，总堆积量 12.9085亿 m2。经多年的排弃和风化，形成了大量的不同程度的侵蚀沟，造成严重的水土流失。 2阜新矿区废弃地水土流失的形成矿区废弃地是非均匀混合物，地表组成物的变化比较复杂，同时它是一个巨型松散堆积体，自身在很长时间之内都处于一种动态变化的不稳定状态 2 6。矸石山无排水沟，矸石山也未建挡矸墙，随着时间的不断变化及在外力的干扰下很容易发生新的变化，诱发大型的地质灾害。 2.1水力侵蚀引起的侵蚀沟土壤物理性状的好坏直接关系到侵蚀沟的形成。由于地表物质组成的微变化比较大，它的物理性状远不如原地貌，缺乏对外界侵蚀力的缓冲能力。在侵蚀力作用下，很容易产生一些新的侵蚀形式。矸石山为平台和边坡相间的台阶式构造，沟头侵蚀主要发生在平台顶端，沟道侵蚀主要发生在平台的边坡上，超渗产流后 , 坡面径流逐渐向凹处汇集 , 形成股流；随 加 , 流速递增 , 冲刷力加剧，侵蚀沟自上而下逐步加深、加宽。由平台和边坡逐年侵蚀而堆积在坡脚下的冲刷物占用了大量的土地资源，也变为废弃地，造成新的水土流失。 2.2重力侵蚀造成的水土流失堆垫形成的废弃地呈平台、边坡相间分布的阶梯式地形，相对高度 100150 m 3，整个废弃地松散堆积，处于一种动态变化的不稳定状态，局部的地表岩移、沉陷和跨落会从一定程度上加剧重力侵蚀速度，增加边坡崩塌的危险性。受降水渗入的影响及弃渣在自然沉降、人为活动的作用下，降低渣体摩擦角，易发生冲刷、滑塌等水土流失现象，若经降水冲刷流入下游农田中，会对种植的农作物产生较大危害，造成不良影响。重力侵蚀的发生，改变原有地形，形成新的侵蚀沟。 2.3风力侵蚀造成的水土流失矿区废弃地属北温带大陆性季风气候区。平均风速 3.0米/秒，最大风速 22.0米/秒，年最大沙尘暴天数达 13天，有风时间占全年总时间的 70 %，季节风向以西南风为主，六级以上大风日数年平均为 71天，八级以上大风 34天4。风将矸石山表层的松散沉积物或基岩上的风化产物吹走，使地面遭到破坏，同时风沙流以其所含沙粒作为工具对地表物质进行冲击、磨损，使地面或迎风岩壁上出现裂隙或凹坑，风沙流钻入其中进行旋磨，其结果大大加快了对矸石山破坏的速度。由于煤矸石的堆放，造成周围土壤质地下降，并且被风沙剥离，加剧了土壤侵蚀，造成了严重的水土流失。 3阜新矿区废弃地水土流失防治对策对矿区废弃地进行水力侵蚀和重力侵蚀治理的同时，在工程措施上配合植物措施进行风力侵蚀的治理。下面主要针对水力侵蚀和重力侵蚀防治对策进行介绍。 3.1对水力侵蚀引起的侵蚀沟的防治对策 3.1.1水蚀沟头的治理整个废弃地中矸石山顶部的平台面积所占比例很大，降雨产生径流后在平台低洼处集中，这个低洼地的下方形成一个或多个沟头，水流集中后经过沟头形成跌水进入沟道。沟头是侵蚀沟发展最活跃的部分，其发展方向与径流方向相反，形成溯源侵蚀 5。由于沟头侵蚀强烈，单纯采用生物措施往往达不到预期效果。因此，必须把生物措施和工程措施紧密结合起来，形成 “连环锁 ”。为了防止沟头溯源侵蚀，控制侵蚀沟扩张，在平台低洼处选择围埂蓄水沟式沟头防护工程（图 1）。在围埂上和沟道内播种荆条以固定沟埂，在沟埂之间撒播草木樨保持水土。 3.1.2水蚀沟道的治理沟头跌水进入沟道造成大量的 “V”字形冲沟，沟道纵比降大，下切十分严重。为了控制沟蚀的进一步发展，防止沟底下切，抬高侵蚀基准面，防止滑坡等地质灾害，在沟底布设谷坊治理侵蚀沟，使谷坊淤平后其淤泥面不再产生冲刷。沟道边坡是治理水土流失的关键，但由于矸石山边坡土质差，不利于水土保持，故边坡水土流失治理可结合边坡鱼鳞坑整地工程进行（图 2）。边坡立地条件好的地方可营造速生林或用材林，如杨、柳、榆、槐等，立地条件不好的地方可营造生态林，如沙棘、紫穗槐等。 3.1.3水蚀堆积区的治理水蚀堆积区的土层较厚，相对立地条件好，可用植物措施进行防治。一般在近坡脚处采用沙棘为主的小型灌木与禾本科牧草混播，提高土壤的有机质含量，改善土壤理化性质。远离坡脚处可选用材林和速生林，如杨、柳、榆、槐等提高经济效益、社会效益和生态效益。 3.2对重力侵蚀引起的水土流失的防治对策废弃地边坡平均坡度约 33，较陡且岩土松散、稳定性差，水分缺乏，植物生长困难，所以防治废弃地边坡重力侵蚀时以生物措施为主，辅以小型坡面工程整地措施，利用植被的防护固持作用和工程措施的拦蓄作用，防治重力造成坡面的水土流失 7。废弃地边坡比较陡时，对边坡进行变坡处理，使其由原来的一个坡变成连续的短坡，以 1。种植密度为 1.01.0米，这种种植方式可以大量拦蓄地表径流，控制水土流失的发生和增加土壤的蓄水量。通过工程和植物措施可以改变原地形地貌、固持土壤，改变废弃地土壤理化性质，提高边坡抗冲抗蚀能力。4结论矿区废弃地的水土流失与原地貌有很大差别，应该根据其自身特点及外营力的不同，采取不同的水土保持工程措施和植物措施。针对阜新矿区废弃地水土流失的具体情况，对水力侵蚀为主的区域主要以沟头防护与撒播牧草为主，锁住沟头溯源侵蚀，沟道采用鱼鳞坑和经济林等；对重力侵蚀区主要以工程措施配合植物措施进行治理。矿区废弃地的治理是长期而艰难的工作，涉及多门学科、多项技术。通过对阜新矿区废弃地合理处置，在植被恢复与重建工作方面精心规划设计，采取适应的工程措施，选择适宜的树种，在兼顾经济效益的前提下逐步改善生态环境，对于发展循环经济、促进社会经济全面协调可持续发展具有十分重要的意义。京都名师论文中心成立于2000年，是中国最顶级的论文工作平台，致力于为全国各类客户提供论文指导、发表论文服务，以提供高品质职称论文服务为己任，是全国唯一一家依托北京各大高校学术资源、设置在北京大学校内的论文发表服务机构。一直以来，京都名师论文网致力于对高品质职称论文范文、计算机职称论文的传承与传播，对中国高品质原创论文事业的推动，已得到社会各界的广泛认可和赞誉。参考文献 1 张书义，王学东发挥沙棘生态功能治理砒砂岩地区沙棘 19993(1)： 2 吕春娟黄土区大型排土场岩土侵蚀特征研究 J 水土