作者：陳東 單位：中煤國際工程集團 沈陽設計研究院

水土保持生態(tài)修復是指在水土流失區(qū)采取一定的人工輔助措施，使自然界本身固有的再生能力得以最大限度地發(fā)揮，促進植被的持續(xù)生長發(fā)育和演替，從而保護并改善受損的生態(tài)系統(tǒng)。在煤礦建設和煤炭開采過程中，因改變地形地貌對自然景觀造成了難以恢復的破壞。礦區(qū)的開發(fā)不僅破壞土壤環(huán)境，而且各種廢棄物直接或間接地污染河流、水庫、地下水等。采礦業(yè)對生態(tài)環(huán)境的危害現(xiàn)受到社會廣泛關注，礦山生態(tài)環(huán)境治理也已成為世界性的課題之一。現(xiàn)以山西省侯甲煤礦項目為研究對象，針對礦區(qū)開發(fā)建設過程中產(chǎn)生的水土流失和生態(tài)問題，提出水土保持及生態(tài)修復措施，以期為當?shù)氐牡V產(chǎn)資源開發(fā)和生態(tài)環(huán)境修復提供科學依據(jù)和技術支撐。

1項目區(qū)概況

項目區(qū)礦井位于太行山南段西側(cè)，區(qū)內(nèi)溝谷（多呈“V”字型）縱橫，地形起伏較大。西部與南部主要為黃土丘陵階地區(qū)，東部與北部主要為侵蝕劇烈的低山區(qū)。井田呈不規(guī)則多邊形，東西寬1.40～2.10km、南北長1.34～2.22km，面積為3.6381km2。井田的設計可采儲量為12054kt，服務年限為10.3a。項目區(qū)位于山西省級水土流失重點監(jiān)督區(qū)沁水煤田區(qū)內(nèi)，為縣級水土流失重點治理區(qū)，以水力侵蝕為主；氣候?qū)贃|亞暖溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候，多年平均降水量583.9mm，多年平均蒸發(fā)量1735.7mm，多年平均氣溫11.8℃。由于人為破壞及受自然條件限制，項目區(qū)常見的植被為旱生落葉灌叢植被。

2水土保持生態(tài)修復分區(qū)防治措施

2.1工業(yè)場地防治區(qū)

2.1.1水土保持工程措施工業(yè)場地防治區(qū)的主要防治對象為場內(nèi)揚塵污染、周邊風沙及坡面徑流產(chǎn)生的水土流失等。因此，主體設計了場區(qū)排水溝、涵洞、護坡、場區(qū)擋土墻、防風抑塵網(wǎng)等攔擋工程。在末煤儲的煤場周邊及回車場地周邊布置了580m長的防風抑塵網(wǎng)，有效降低了風速，防止了大風天氣的風蝕。在工業(yè)場地內(nèi)部設計斷面尺寸為0.4m×0.5m的漿砌石排水溝，其中排水明溝長2100m、蓋板排水溝長750m，用分支引流的方式集中排出場地的內(nèi)部雨水。沿草溝溝底修建半圓拱排水涵洞（斷面尺寸為1.2m×1.4m），導出溝底匯流。排水工程均采用M5水泥沙漿砌MU30片石砌筑，減少了匯流對地面的沖刷，具有較好的水土保持功能。在平臺之間設置漿砌石擋土墻，石量為8480m3。在工業(yè)場地內(nèi)主體設置漿砌石護坡，面積為5300m2。

2.1.2態(tài)植被恢復措施工業(yè)場地防治區(qū)的水土保持措施以綠化為主，主體工程設計的總綠化面積為2.67hm2，綠化系數(shù)為23%，在美化辦公環(huán)境的同時，也符合水土保持要求。根據(jù)當?shù)貧夂驐l件，冬春季以栽植喬木為主，夏季以栽植草坪、花卉為主。闊葉喬木栽前需用水浸根24～48h，使苗木充分吸水。栽植前，對苗木根部進行必要的修剪，剪掉腐根和過長根。剪掉樹冠的病蟲枝和折枝，并適當修剪較稠密的細弱小枝，以使枝條分布均勻。栽后在樹穴四周培土，并及時均勻澆水，待水滲下后，再在表層覆土。花灌木樹種的根量大、須根多，不需剪根系，栽時放入穴內(nèi)分層覆土踏實，栽后修剪枝條，保留適當高度。

2.2場外道路防治區(qū)

2.2.1水土保持工程措施道路建設使地面裸露，對原地貌和植被造成了較大的破壞。再塑地貌在集中強降雨的條件下，容易產(chǎn)生水土流失，故道路兩側(cè)的防護措施尤為重要。主體已設計的工程防護措施主要有進場道路挖方側(cè)漿砌片石排水溝和填方側(cè)漿砌石擋土墻。其中漿砌石排水溝的底寬為0.40m，深度為0.40m，內(nèi)側(cè)邊坡為1.0∶1.5，外側(cè)邊坡為1.0∶1.0，斷面為梯形。漿砌石擋土墻采用M7.5漿砌片石結(jié)構，砌筑量1100m3。本研究新增的水土保持與生態(tài)修復工程措施是在排矸場道路挖方側(cè)修建漿砌石排水溝，水溝斷面設計為矩形（尺寸為0.4m×0.4m），砌石厚度0.30m，砂礫石墊層厚0.1m。

2.2.2生態(tài)植被恢復措施施工結(jié)束后，對需要進行植被恢復的區(qū)域進行全面整地，整治面積為0.24hm2。在進場道路一側(cè)栽植兩排行道樹，采用垂柳與碧桃株間混交的方式。在爆破材料庫道路兩側(cè)各栽植一排行道樹，樹種也為垂柳與碧桃株間混交；排矸場道路兩側(cè)各栽植一排行道樹，樹種為刺槐與白蠟株間混交。單行栽植的株距為3m，兩行栽植的株行距為3m×2m。為防治路基邊坡水土流失，在雨季向邊坡撒播白羊草草籽1.20kg。

2.3排矸場防治區(qū)

排矸場的最大堆渣高程為780m，庫容為8.15萬m3，壩址以上的流域面積為0.04km2。根據(jù)《防洪標準》（GB50201-94），工程采用20年一遇設計標準、50年一遇校核標準。排矸場壩高、面積及庫容的關系見圖1。

2.3.1水土保持工程措施由于建設場內(nèi)的地形起伏較大，且年降雨量較集中，因此矸石的排放及堆置會造成較大的水土流失。根據(jù)主體工程的排矸特點，矸石山的水土流失主要表現(xiàn)為排矸過程中的揚塵和矸石堆置過程中的水蝕。為防止矸石流失，攔擋工程設計為漿砌石擋渣墻初期壩和堆矸坡面復合型擋渣工程。排矸場擋渣墻建成后，從擋渣墻墻背處開始自下而上采取分段分層的排放方式。排矸場設有3道堆矸坡面，坡面高5.0m，坡度為1.0∶2.5，兩堆矸坡面之間留5.0m寬的馬道。馬道內(nèi)側(cè)設排水溝，與排矸場兩側(cè)布設的截、排水溝相連。擋渣墻的斷面見圖2。

2.3.2生態(tài)植被恢復措施矸石堆置時間較長，在風力作用下將加重水土流失，因此排矸場的生態(tài)植被恢復尤為重要。對排矸場堆矸平臺的表面、坡面及馬道覆土，然后進行植樹造林綠化。在堆渣坡面栽植金銀花綠氏進行護坡，栽植方式為穴植，株距為1.0m，行距為1.2m；在堆矸平臺（包括馬道）栽植喬木，樹種為常綠樹種油松和彩葉樹種元寶楓，采用行間混交方式，株距2.0m，行距3.0m，呈“品”字形排列。馬道及平臺在植樹前進行整地作業(yè)，規(guī)格為40cm×40cm。

2.4場外輸電線路防治區(qū)

在施工過程中，輸電線路的管線敷設、臨時施工便道的修建、立桿、回填等最易造成水土流失，施工結(jié)束后應盡快恢復原有地貌。施工結(jié)束后，對需要進行綠化措施的區(qū)域進行全面整地，整治面積為4.57hm2，然后采取種草方式進行植被恢復。草種選用白羊草，播種方式為條播，共撒播草籽137.1kg。

2.5采空沉陷影響區(qū)

該礦區(qū)主要為黃土丘陵階地區(qū)，沉陷區(qū)土地復墾以充填復墾為主。對沉陷區(qū)進行綜合整治，及時堵塞裂縫，平整沉陷耕地，以恢復沉陷耕地使用能力和防止水土流失。全井田受沉陷影響的耕地主要為旱地。對塌陷穩(wěn)定、坡度小于25°的坡耕地采取坡改梯技術，以提高作物產(chǎn)量。梯田復墾主要沿地形等高線方向修筑。修正田面時，應將推平的梯田面修正為外高里低的內(nèi)傾式逆坡，坡度為l～3°，并在棱坎頂部筑一蓄水埂（頂寬25cm，埂高20cm）。梯田設計示意圖見圖3。復墾井田內(nèi)受沉陷影響的林地時，一般采取兩種方案：一是及時扶正樹體，填充裂縫，保證其正常生長；二是根據(jù)海拔、坡向、坡度、土壤質(zhì)地、土層厚度等，采取適宜的征地措施，選擇適宜的品種，增加植被覆蓋率。緩坡地應全面整地，清除雜草、灌木、石塊，復墾為林地；較陡坡地多采用魚鱗坑方法修復。布置魚鱗坑時，從山頂?shù)缴侥_每隔一定距離挖一排月牙型坑，每排坑均沿等高線挖，上下兩坑既交叉又互相搭接，呈“品”字形排列（見圖4）。等高線上的魚鱗坑間距（株距）為1.5m（約為坑徑的2倍），上下兩排的坑距為1.5m，坑深為0.5m。挖坑取出的土應培在坑外沿，并筑成半圓埂，以增加蓄水量。埂中間高兩邊低，可使水從兩邊流入下一個魚鱗坑。