礦產(chǎn)資源區(qū)水土保持防治方案及影響要素分析

◎林榮新 湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院有限公司深圳分院

礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義，但目前礦產(chǎn)資源發(fā)展與生態(tài)環(huán)境預(yù)防的關(guān)系逐步失衡，導(dǎo)致了礦產(chǎn)資源在開(kāi)發(fā)、開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水不斷增加，一方面造成了環(huán)境污染、植被破壞、水土流失、地下水位降低、土壤污染等問(wèn)題，另一方面造成了開(kāi)采區(qū)域發(fā)生崩塌、泥石流、水土流失、滑坡等現(xiàn)象的幾率急速升高，因此，在礦產(chǎn)區(qū)既要合理地實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)又要保證區(qū)域人類的健康生活，實(shí)現(xiàn)人類、資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。在此基礎(chǔ)上，合理詳細(xì)的分析和構(gòu)建礦產(chǎn)資源區(qū)域水土保持防治方案，以提出相對(duì)應(yīng)的環(huán)境治理措施，對(duì)探究礦產(chǎn)資源區(qū)水土保持有著重要意義，同時(shí)按照相關(guān)水土保持規(guī)定合理的開(kāi)采礦產(chǎn)資源，降低了水土流失影響因素，提升了社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，強(qiáng)化了水土保持預(yù)防調(diào)控措施和手段。

本文對(duì)大唐華銀懷化礦產(chǎn)資源區(qū)生態(tài)環(huán)境和水土保持預(yù)防進(jìn)行多維分析、時(shí)空要素分析、功能分析和多度分析，并在以此調(diào)查為基礎(chǔ)制定了合理的礦產(chǎn)資源區(qū)水土預(yù)防策略，保障了礦產(chǎn)資源區(qū)的長(zhǎng)久發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)良性循環(huán)，提高地區(qū)供電的可靠性，在節(jié)能、環(huán)保和高效上具有常規(guī)開(kāi)發(fā)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，對(duì)會(huì)同縣立足資源優(yōu)勢(shì)推進(jìn)新型工業(yè)化，加快區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有積極意義。

1.礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的多維分析

多維尺度評(píng)價(jià)分析對(duì)礦產(chǎn)資源區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響極為重要，為此，本文在基礎(chǔ)調(diào)查的基礎(chǔ)上，針對(duì)礦產(chǎn)資源對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響從礦種燃料和時(shí)間二個(gè)維度進(jìn)行分析，具體分為礦產(chǎn)資源礦種燃料、開(kāi)發(fā)階段、研究區(qū)域不同而表現(xiàn)出明顯的礦種燃料、時(shí)間二維特性兩個(gè)階段。

圖1呈現(xiàn)的是礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的二維模型，模型在礦種燃料維度和時(shí)間維度上對(duì)不同的礦產(chǎn)資源進(jìn)行調(diào)查分析，以總結(jié)、分析篩選出礦產(chǎn)資源在開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響的原因。

圖1 礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的二維模型

1.1 礦種燃料維度對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

不同種類的礦產(chǎn)資源其性質(zhì)和特點(diǎn)不同，進(jìn)而具備不同的開(kāi)采方式和生態(tài)環(huán)境影響方式。本文兩種礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中所產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題如下：

（1）石煤。石煤是一種含碳少、熱值低的燃料，并往往伴生多種金屬。石煤資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中造成資源毀損，環(huán)境污染和地質(zhì)災(zāi)害主要體現(xiàn)在土地壓占、地面塌陷、崩塌、土地的浪費(fèi)以及植被壓占和破壞等，產(chǎn)生廢水、廢渣、廢氣、地下水位降低、土壤污染及造成開(kāi)采區(qū)域發(fā)生崩塌、泥石流、水土流失、滑坡、礦井突水、瓦斯爆炸等現(xiàn)象。

（2）無(wú)煙煤。無(wú)煙煤俗稱白煤或紅煤，是一種堅(jiān)硬、致密且高光澤的煤礦品種。石煤和無(wú)煙煤均屬于能源礦產(chǎn)，因此，無(wú)煙煤資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中造成資源毀損，環(huán)境污染和地質(zhì)災(zāi)害與石煤產(chǎn)生的現(xiàn)象相似，均會(huì)產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境惡化現(xiàn)象。

1.2 時(shí)間維度對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)主要為勘查階段和采選階段兩大工程，從一個(gè)礦區(qū)的角度來(lái)看，兩大過(guò)程交互進(jìn)行，定期生產(chǎn)才能保證礦產(chǎn)資源的可持續(xù)供應(yīng)。因此，不管在單周期內(nèi)，還是在長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展中，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境的相互作用均呈現(xiàn)明顯的時(shí)間維度變化。

勘察階段：此階段主要通過(guò)預(yù)查→普查→詳查→勘探階段，開(kāi)采礦產(chǎn)資源樣本進(jìn)行測(cè)試，探究對(duì)環(huán)境的影響（植被破壞、土地和沙化），以此判定對(duì)生態(tài)環(huán)境影響程度。

采選階段：此階段主要為采礦（露天開(kāi)采、地下開(kāi)采），探究大型采礦機(jī)械作業(yè)、大規(guī)模工程活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響（地表生態(tài)和自然景觀的破壞、噪聲污染、地表沉降、地面塌陷、占用耕地、污染水源、土壤污染誘發(fā)次生災(zāi)害等），判定對(duì)生態(tài)環(huán)境影響程度。

2.礦產(chǎn)資源區(qū)水土流失的現(xiàn)狀及要素分析

2.1 礦區(qū)水土流失類型及面積

表1 根據(jù)會(huì)同縣2003 年衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)顯示，對(duì)區(qū)域水土流失面積進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)，其中，土地總面積2249.21km2，無(wú)明顯流失面積2006.93km2，占土地總面積89.23%，發(fā)生水土流失面積242.28km2，占土地總面積10.77%。輕度流失面積 48.72km2，占流失總面積的20.11%；中度流失面積 143.19km2，占流失總面積的 59.1%；強(qiáng)度流失面積50.08km2，占流失總面積的 20.67%；極強(qiáng)度流失面積 0.29km2，占流失總面積的 0.12%。同時(shí)，礦區(qū)水土流失主要發(fā)生在施工階段，且影響周邊農(nóng)田的淤積，破壞項(xiàng)目區(qū)植被，淤積項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的水塘和溝渠，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境將造成一定的影響。

表1 研究區(qū)域水土流失情況表 面積單位：km2

2.2 礦區(qū)水土流失要素分析

2.2.1 礦區(qū)建設(shè)缺乏科學(xué)規(guī)劃

本世紀(jì)初，礦山開(kāi)采主要為掠奪性開(kāi)采和計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期的粗放式開(kāi)采，造成生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化，自然環(huán)境各要素內(nèi)在的配置機(jī)制發(fā)生失調(diào)，壓迫全球生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用在生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)及居民區(qū)的建設(shè)中都存在著很大的盲目性和隨意性，缺乏科學(xué)規(guī)劃，造成私墾荒地現(xiàn)象，埋下了水土流失的隱患。

2.2.2 開(kāi)采方式不正確

由于礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)區(qū)域(如電廠區(qū)、綜合利用區(qū)、場(chǎng)外道路區(qū)等)建設(shè)需要開(kāi)挖、填筑、臨時(shí)堆土等人為活動(dòng)，嚴(yán)重破壞原地貌和土壤植被，表土的天然結(jié)構(gòu)遭到破壞，毀壞了植被的正常生長(zhǎng)狀態(tài)，從而降低土體的抗蝕能力。若開(kāi)采方式不當(dāng)，在強(qiáng)降雨時(shí)將造成大量的水土流失，如果采用露天的開(kāi)采方式不僅對(duì)地表破壞嚴(yán)重，還將產(chǎn)生大量的水土流失，造成水資源污染、植被破壞、棄渣危害。

2.2.3 土壤和植被過(guò)度破壞

由于長(zhǎng)期采礦等干擾破壞，原生植被破壞嚴(yán)重。由于缺少植被覆蓋，大量的硫酸霧直接外露，氧化形成酸性物質(zhì)，同時(shí)植被覆蓋面積下降、水位下沉，以致于大量的酸性物質(zhì)、重金屬隨泥沙、徑流流入河道，造成水資源污染，同時(shí)，沒(méi)有了植被根系的抓固能力，水土流失面積也逐漸增加。

本文區(qū)域土壤以紅壤、水稻土為主，植被以天然次生植被和人工林為主；紅壤土土層淺薄，結(jié)構(gòu)疏松，抗侵蝕力弱，為土壤侵蝕創(chuàng)造了條件，但南方濕潤(rùn)氣候有利于植物生長(zhǎng)，茂密的植被覆蓋地表，阻緩了水蝕和風(fēng)蝕的發(fā)生，增強(qiáng)了地表的抗蝕性，在自然侵蝕力和抗蝕力相互作用下，土壤侵蝕保持平衡。

3.礦產(chǎn)資源區(qū)水土保持防治措施

3.1 做好水土保持預(yù)防保護(hù)對(duì)策

水土保持工程措施包括工程措施和植被措施兩類，其工程措施主要是指改變一定范圍內(nèi)小地形(如坡改梯等）的措施，攔蓄地表徑流，增加土壤降雨入滲，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，充分利用光、溫、水資源及土資源，建立良性生態(tài)環(huán)境，減少或防止土壤侵蝕；植被措施具備防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源等功能。

充分發(fā)揮水土保持方案作用，同時(shí)積極推進(jìn)區(qū)域水土保持專項(xiàng)規(guī)劃工作的開(kāi)展。從水土保持的角度，按照“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先”的原則，嚴(yán)把礦區(qū)資源開(kāi)采是唯一途徑。區(qū)域?qū)ｍ?xiàng)水土保持規(guī)劃工作結(jié)合主體功能區(qū)劃及自然保護(hù)區(qū)、重點(diǎn)主態(tài)功能區(qū)等的分布情況，提出不同區(qū)域內(nèi)應(yīng)該限制和禁止開(kāi)發(fā)活動(dòng)。根據(jù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)積極推進(jìn)制訂區(qū)域資源開(kāi)發(fā)的水土保持管理制度，源頭控制生態(tài)破壞和水土流失現(xiàn)象的發(fā)生，避免環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 提升造林綠化工作

造林綠化是落實(shí)中央戰(zhàn)略部署的必然要求。加快造林進(jìn)度，充分做好土地流轉(zhuǎn)、土方工程、苗木儲(chǔ)備等基礎(chǔ)的準(zhǔn)備工作，保證按節(jié)點(diǎn)計(jì)劃完成造林綠化任務(wù)；注重栽種質(zhì)量，提高種植標(biāo)準(zhǔn)，加大栽種力度，選擇適宜樹(shù)種進(jìn)行科學(xué)栽植；健全管護(hù)機(jī)制，強(qiáng)化管理隊(duì)伍建設(shè)，進(jìn)一步提高成活率和成材率，做到種植一片、成活一片、成林一片。

綠色植物的枝冠覆蓋地面，可緩沖降雨時(shí)雨滴對(duì)于地面的沖擊力，減少對(duì)地面的沖刷和地表徑流，植物的根系可以固定表土，減少水土流失現(xiàn)象的發(fā)生，種植綠色植物確有保持水土的作用。

3.3 打擊破壞礦區(qū)林木行為

近年來(lái)，因破壞林木的行為增加嚴(yán)重影響了生態(tài)發(fā)展，為有效遏制盜伐濫伐、侵占林地等涉林違法犯罪，需落實(shí)保護(hù)區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有林地資源。采取給綠化物避讓的原則，執(zhí)行綠化物移植損壞砍伐程序，通過(guò)植樹(shù)造林，利用其根系鎖住水分，提高植被覆蓋率，有效的減輕洪災(zāi)，涵養(yǎng)水資源，保持水土。

4.水土保持對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的功能分析

4.1 防風(fēng)固沙及涵養(yǎng)水源

通過(guò)水土保持降低土地出現(xiàn)沙漠化和沙塵天氣概率。在風(fēng)沙比較嚴(yán)重的區(qū)域，利用植被有效的阻隔沙塵所帶來(lái)的不利影響；在干旱區(qū)域，通過(guò)有效的水土保持技術(shù)擴(kuò)大植被覆蓋率來(lái)解決干旱所形成的一系列問(wèn)題。同時(shí)為發(fā)揮水土保持防風(fēng)固沙的基本功能，科學(xué)種植樹(shù)木，防止風(fēng)塵天氣的產(chǎn)生，利用綠植減緩自然風(fēng)力的風(fēng)速，從而保護(hù)地表資源。

我國(guó)水資源極度匱乏，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保護(hù)水資源是我國(guó)保持水土工作的重要課題。植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，根部會(huì)吸收地下水分且儲(chǔ)藏水分，在發(fā)生洪澇災(zāi)害時(shí)，森林能大幅度減緩水流速度，減少枯水期帶來(lái)的危害，降低災(zāi)害影響。因此，森林有涵養(yǎng)水源的能力，在礦產(chǎn)區(qū)通過(guò)科學(xué)的指導(dǎo)，加強(qiáng)退耕還林措施，增強(qiáng)區(qū)域水土涵養(yǎng)水源的能力。

4.2 改善土壤理化性質(zhì)和凈化空氣

過(guò)建造防護(hù)欄、防護(hù)林等措施改善土壤的理化性質(zhì)是保護(hù)生態(tài)環(huán)境最有效果的方式之一。礦區(qū)土地資源屬性低，通過(guò)分析理化性質(zhì)合理調(diào)控，實(shí)現(xiàn)土地吸收落葉等腐爛之后產(chǎn)生的物質(zhì)作為大樹(shù)的養(yǎng)分，改善土壤質(zhì)量，增加土壤肥力，減少水土流失，改善土壤中有機(jī)物質(zhì)流失問(wèn)題，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

礦區(qū)空氣質(zhì)量較低，因此改善周圍的生態(tài)環(huán)境，凈化空氣，保護(hù)生態(tài)環(huán)境是一項(xiàng)重要措施。植物可以制造氧氣，植物莖葉及時(shí)吸收空氣粉塵，有改善噪音的作用，因此，凈化空氣方法是通過(guò)植樹(shù)造林吸收空氣中的有害物質(zhì)來(lái)改善空氣質(zhì)量，進(jìn)而美化環(huán)境，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

4.3 推動(dòng)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展

生態(tài)可持續(xù)發(fā)展是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境基礎(chǔ)。20 世紀(jì)以來(lái)，人們不斷進(jìn)行水土保持研究，將栽樹(shù)種草轉(zhuǎn)換成了水土資源的綜合治理。整個(gè)過(guò)程不斷的提高了土地生產(chǎn)力水平，降低了礦區(qū)內(nèi)資源的過(guò)度損耗和生態(tài)環(huán)境治理難的關(guān)鍵問(wèn)題，水土資源的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益也得到充分提升，有效改善了礦區(qū)資源生態(tài)環(huán)境。

5.結(jié)論

礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用豐富了我國(guó)的資源類型，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，但不合理開(kāi)采破壞了生態(tài)環(huán)境，在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須運(yùn)用經(jīng)濟(jì)、法律等手段對(duì)礦山企業(yè)的開(kāi)采工作嚴(yán)格規(guī)定，并積極鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行科技研發(fā)，運(yùn)用新技能、新工藝提高開(kāi)采效率和資源利用率，同時(shí)通過(guò)人工工程措施和植被措施合理改善礦產(chǎn)資源生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。