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摘要我国开发建设项目的水土保持方案编制工作已走上正轨,其研究也有一定的进展,但在方案的编制过程中,对水土流失的预测一直存在着争议。对地下采煤项目水土流失预测的概念、内容等进行分析,指出地下采煤项目水土流失预测中容易忽视的问题,把水质污染纳入水土流失预测的范畴中来,完善水土流失的预测内容。
关键词地下采煤;内容;方法;特点
中图分类号S157.1文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0113-01
我国开发建设项目的类型复杂,所产生的水土流失形式多样,因此建立一个科学的预测方法,准确地对其进行预测,对于保证水土保持方案的合理性、可行性是非常必要的。尤其在工矿业发达的城市,为确保区域生态环境和经济社会的协调持续发展,对地下采煤项目水土流失预测方案的编制有着更高要求。
1地下采煤水土流失的特点
1.1地域的不完整性
地下采煤项目区根据其资源分布和建设需要,生产建设区域一般都不是完整的一条流域或地域。地下采煤项目一般包括矿山开采和矿石后处理(洗选、冶炼等)两部分。矿石后处理部分与一般工业项目相同,主要环境问题是污染物排放问题,而矿山开采部分既有环境污染问题,又有生态破坏问题。由于地域的不完整性,决定了不能以完整的自然单元进行整治,而是要因地制宜,采取各种相应的措施进行防治。
1.2水土流失过程的不均衡性
地下采煤项目造成的水土流失与原生侵蚀不同,不按自然侵蚀规律发生发展,而是具有突发性。在地下采煤项目造成水土流失的过程中,有强烈,有轻微,往往是开始建设时造成的水土流失十分严重,到生产时期保持一个相对稳定的侵蚀量级。因此,在防治水土流失措施的布局和实施时序上与常规治理不同,要因时、因地制宜。
1.3水土流失危害的多样性和潜在性
由于生产企业类型不同。造成的水土流失形式和危害也各不相同。地面生产项目主要是通过对地形、地貌及地表的破坏加剧水土流失;而一些地下生产项目如采油、采煤等,除部分地面擾动外,更长期的是通过对地层、地下水等的影响,间接地使地面植被退化,地表塌陷,导致水土流失加剧,具有潜在性危害。
2对水土流失预测的概念与范畴
地下采煤项目水土流失预测,是煤矿水土保持动态监测与分析评价的一项重要内容,合理正确的预测将有助于综合评价煤矿区水土流失的程度、强度、危害及其对周围区域的影响,有利于开展水土流失综合治理和制定长期的水土保持规划,也能够为水土保持监督执法提供可靠依据。地下采煤项目水土流失预测就是应用对水土流失的认识和掌握的规律,根据地下采煤项目的总体布局、生产和施工工艺,特别是扰动和破坏地面、弃土弃渣、地下水质污染等情况,在全面调查的基础上,经过综合分析,对可能产生的水土流失作出预估和推测。
3对水土流失预测内容
地下采煤项目水土流失预测内容包括:对挖损、占压和破坏原地貌植被情况的预测;对水土保持设施破坏情况的预测,弃土弃渣量及其堆放位置、数量和高度、地下水质污染程度等的预测;对新增水土流失量的预测,水土流失危害预测,水土流失全面分析和评价等。水土流失预测的侧重点应根据不同设计阶段的项目要求和项目的具体情况来确定,对可能造成重大危害的水土流失区域,特别是泥石流、大型滑坡,应进行详细的调查和勘测,预测其危害范围和程度以及可能造成的经济损失。
4对水土流失预测时段
地下采煤项目水土流失的预测时段应与水土保持方案的服务年限相结合。地下采煤项目的建设期一般不会太长,几年内基本完成,属于资源开发性建设项目。这类项目除在建设过程中造成新的水土流失,在生产期间将继续产生新的人为水土流失,其生产期一般在几十年甚至更长。根据目前水土保持生态环境建设的需要,地下采煤项目水土保持方案的服务年限一般应为10年至15年,最长不超过20年。
5水土流失预测范围
地下采煤项目建设区主要包括:采掘场区,运煤、选煤、洗煤、破碎、机修、仓储等工业广场区,矸石场区,专用铁路、公路等运输系统,矿区排水工程区,取水水源及输水工程区,办公、生活区,待开采区等。直接影响区包括:河流改道工程区、下游防洪区、周边防渣工程区。地下采煤工程的水土流失防治责任范围应分为三部分:一是地面开发建设区,包括工业场区、矸石沟(场)及基建期临时用地;二是地下开发生产区,包括方案设计时段内地下开采作业面所对应的地面;三是地面直接影响区,指该工程对下游及周边地区直接产生水土流失影响的区域。
6水土流失预测方法
6.1对原地貌、植被、土地和水土保持设施破坏情况的预测
对原地貌、植被、土地和水土保持设施破坏情况的预测,应采用实地调查和图面直接量测相结合的方法进行。首先采用实地调查法获得土地利用现状和各种设施的背景值,然后用图面量测法推算可能破坏的程度和数量。
6.2对弃土弃渣量的预测
弃土弃渣预测应通过查阅项目技术资料及观测或类比调查方法进行。要注意项目的挖填平衡、松散系数、剥采比或产品产量与弃土弃渣的关系、数量、堆高以及占地面积的关系、不同位置的堆放要求等。
6.3新增水土流失量预测
新增水土流失量预测,首先必须确定水土流失背景值,然后预测新的水土流失量,二者的差值就是新增水土流失量。水土流失背景值调查方法可根据拟建项目时采用土壤侵蚀等级分类统计法测算,也可以根据水文调查资料、河流输沙资料、径流小区观测资料、专家估判、实地调查等多种方法综合测算。新增水土流失量预测在地貌、植被、土地、水土保持设施破坏及弃土弃渣预测的基础上进行,采用的方法有类比法、实测法、专家估判、土壤侵蚀等级分类统计法、数理模型法。
6.4地表塌陷预测
地下采煤项目的地表塌陷预测主要由以下几个因素决定:一是覆岩和表土层的物理力学性质;二是水文地质条件和地质构造;三是地形与微地貌特性;四是煤层开采条件和开采次数。因此,对其进行预测时应考虑到以上诸方面因素,以期准确预测其塌陷面积与数量。
6.5水质污染程度预测
地下采煤项目污染水质主要有两方面,一是对地表水的污染,二是对地下水的污染。
1)对地表水的污染。采煤排出的矿坑水不仅混有大量的煤尘和有害元素,而且还受到井下腐烂坑木、油类等的严重污染。矿坑水排出地表后,直接使河道水受到污染。煤矸石采煤污染水质就在于煤矸石长期露天堆放,日晒雨淋,风化侵蚀,天长日久发生自燃,从而释放大量有害气体,污染大气降水。煤矸石中含有的大量金属元素经长期淋溶也可转移到地表水中,使其受污染。
2)对地下水的污染与影响。地下采煤主要是使优质的地下水转变成为矿坑水,并排入河沟,进而又污染地表、地下水。如发生断裂导水时,水质良好的奥灰水就变成了矿坑污水。同时,地下采空后,会形成地下水漏斗区,从而使地表水越来越少,地下水位越来越低,尤其是在北方地区,这种情况十分严重。
7结语
地下采煤项目条件多变,差异较大,对其进行准确的水土流失预测不仅要有大量的基础资料,还要综合使用多种方法模型,才能使所做出的预测更合理、更精确,使资源开发活动中的水土流失降到最小程度,以促进生态环境和经济建设的持续协调发展。
参考文献
[1]焦华富,陆林.采煤塌陷地土地复垦研究-以淮北市为例[J].经济地理,2009,8,19(4):90-94.
[2]王治国,段喜明,李文银,蔡继清.开发建设项目水土流失预测的若干问题讨论[J].中国水土保持,2007,4:35-36.
关键词地下采煤;内容;方法;特点
中图分类号S157.1文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0113-01
我国开发建设项目的类型复杂,所产生的水土流失形式多样,因此建立一个科学的预测方法,准确地对其进行预测,对于保证水土保持方案的合理性、可行性是非常必要的。尤其在工矿业发达的城市,为确保区域生态环境和经济社会的协调持续发展,对地下采煤项目水土流失预测方案的编制有着更高要求。
1地下采煤水土流失的特点
1.1地域的不完整性
地下采煤项目区根据其资源分布和建设需要,生产建设区域一般都不是完整的一条流域或地域。地下采煤项目一般包括矿山开采和矿石后处理(洗选、冶炼等)两部分。矿石后处理部分与一般工业项目相同,主要环境问题是污染物排放问题,而矿山开采部分既有环境污染问题,又有生态破坏问题。由于地域的不完整性,决定了不能以完整的自然单元进行整治,而是要因地制宜,采取各种相应的措施进行防治。
1.2水土流失过程的不均衡性
地下采煤项目造成的水土流失与原生侵蚀不同,不按自然侵蚀规律发生发展,而是具有突发性。在地下采煤项目造成水土流失的过程中,有强烈,有轻微,往往是开始建设时造成的水土流失十分严重,到生产时期保持一个相对稳定的侵蚀量级。因此,在防治水土流失措施的布局和实施时序上与常规治理不同,要因时、因地制宜。
1.3水土流失危害的多样性和潜在性
由于生产企业类型不同。造成的水土流失形式和危害也各不相同。地面生产项目主要是通过对地形、地貌及地表的破坏加剧水土流失;而一些地下生产项目如采油、采煤等,除部分地面擾动外,更长期的是通过对地层、地下水等的影响,间接地使地面植被退化,地表塌陷,导致水土流失加剧,具有潜在性危害。
2对水土流失预测的概念与范畴
地下采煤项目水土流失预测,是煤矿水土保持动态监测与分析评价的一项重要内容,合理正确的预测将有助于综合评价煤矿区水土流失的程度、强度、危害及其对周围区域的影响,有利于开展水土流失综合治理和制定长期的水土保持规划,也能够为水土保持监督执法提供可靠依据。地下采煤项目水土流失预测就是应用对水土流失的认识和掌握的规律,根据地下采煤项目的总体布局、生产和施工工艺,特别是扰动和破坏地面、弃土弃渣、地下水质污染等情况,在全面调查的基础上,经过综合分析,对可能产生的水土流失作出预估和推测。
3对水土流失预测内容
地下采煤项目水土流失预测内容包括:对挖损、占压和破坏原地貌植被情况的预测;对水土保持设施破坏情况的预测,弃土弃渣量及其堆放位置、数量和高度、地下水质污染程度等的预测;对新增水土流失量的预测,水土流失危害预测,水土流失全面分析和评价等。水土流失预测的侧重点应根据不同设计阶段的项目要求和项目的具体情况来确定,对可能造成重大危害的水土流失区域,特别是泥石流、大型滑坡,应进行详细的调查和勘测,预测其危害范围和程度以及可能造成的经济损失。
4对水土流失预测时段
地下采煤项目水土流失的预测时段应与水土保持方案的服务年限相结合。地下采煤项目的建设期一般不会太长,几年内基本完成,属于资源开发性建设项目。这类项目除在建设过程中造成新的水土流失,在生产期间将继续产生新的人为水土流失,其生产期一般在几十年甚至更长。根据目前水土保持生态环境建设的需要,地下采煤项目水土保持方案的服务年限一般应为10年至15年,最长不超过20年。
5水土流失预测范围
地下采煤项目建设区主要包括:采掘场区,运煤、选煤、洗煤、破碎、机修、仓储等工业广场区,矸石场区,专用铁路、公路等运输系统,矿区排水工程区,取水水源及输水工程区,办公、生活区,待开采区等。直接影响区包括:河流改道工程区、下游防洪区、周边防渣工程区。地下采煤工程的水土流失防治责任范围应分为三部分:一是地面开发建设区,包括工业场区、矸石沟(场)及基建期临时用地;二是地下开发生产区,包括方案设计时段内地下开采作业面所对应的地面;三是地面直接影响区,指该工程对下游及周边地区直接产生水土流失影响的区域。
6水土流失预测方法
6.1对原地貌、植被、土地和水土保持设施破坏情况的预测
对原地貌、植被、土地和水土保持设施破坏情况的预测,应采用实地调查和图面直接量测相结合的方法进行。首先采用实地调查法获得土地利用现状和各种设施的背景值,然后用图面量测法推算可能破坏的程度和数量。
6.2对弃土弃渣量的预测
弃土弃渣预测应通过查阅项目技术资料及观测或类比调查方法进行。要注意项目的挖填平衡、松散系数、剥采比或产品产量与弃土弃渣的关系、数量、堆高以及占地面积的关系、不同位置的堆放要求等。
6.3新增水土流失量预测
新增水土流失量预测,首先必须确定水土流失背景值,然后预测新的水土流失量,二者的差值就是新增水土流失量。水土流失背景值调查方法可根据拟建项目时采用土壤侵蚀等级分类统计法测算,也可以根据水文调查资料、河流输沙资料、径流小区观测资料、专家估判、实地调查等多种方法综合测算。新增水土流失量预测在地貌、植被、土地、水土保持设施破坏及弃土弃渣预测的基础上进行,采用的方法有类比法、实测法、专家估判、土壤侵蚀等级分类统计法、数理模型法。
6.4地表塌陷预测
地下采煤项目的地表塌陷预测主要由以下几个因素决定:一是覆岩和表土层的物理力学性质;二是水文地质条件和地质构造;三是地形与微地貌特性;四是煤层开采条件和开采次数。因此,对其进行预测时应考虑到以上诸方面因素,以期准确预测其塌陷面积与数量。
6.5水质污染程度预测
地下采煤项目污染水质主要有两方面,一是对地表水的污染,二是对地下水的污染。
1)对地表水的污染。采煤排出的矿坑水不仅混有大量的煤尘和有害元素,而且还受到井下腐烂坑木、油类等的严重污染。矿坑水排出地表后,直接使河道水受到污染。煤矸石采煤污染水质就在于煤矸石长期露天堆放,日晒雨淋,风化侵蚀,天长日久发生自燃,从而释放大量有害气体,污染大气降水。煤矸石中含有的大量金属元素经长期淋溶也可转移到地表水中,使其受污染。
2)对地下水的污染与影响。地下采煤主要是使优质的地下水转变成为矿坑水,并排入河沟,进而又污染地表、地下水。如发生断裂导水时,水质良好的奥灰水就变成了矿坑污水。同时,地下采空后,会形成地下水漏斗区,从而使地表水越来越少,地下水位越来越低,尤其是在北方地区,这种情况十分严重。
7结语
地下采煤项目条件多变,差异较大,对其进行准确的水土流失预测不仅要有大量的基础资料,还要综合使用多种方法模型,才能使所做出的预测更合理、更精确,使资源开发活动中的水土流失降到最小程度,以促进生态环境和经济建设的持续协调发展。
参考文献
[1]焦华富,陆林.采煤塌陷地土地复垦研究-以淮北市为例[J].经济地理,2009,8,19(4):90-94.
[2]王治国,段喜明,李文银,蔡继清.开发建设项目水土流失预测的若干问题讨论[J].中国水土保持,2007,4:35-36.