水土保持方案

7水土保持方案7.1项目水土流失现实状况情况与特点本井田属吕梁山系，地表大部为黄土覆盖，为经典黄土高原地貌，侵蚀地形，为强烈切割梁峁状黄土丘陵，冲沟密集而狭窄，形态多呈“V”形，与黄土梁、峁、垣相间分布，常见陡崖、黄土残柱及陷穴等微地貌景观，沟谷两侧及谷底有基岩零星出露。井田内因为植被稀少，水土流失严重。项目区原地貌平均土壤侵蚀模数为8523t/km2•a，属于极强度水蚀区；从侵蚀形态看，以水力侵蚀为主；本评价区内植被主要为灌木、杂草等，地面组成物质抗侵蚀能力较弱，土壤侵蚀强，为山西省人民政府公告水土流失重点监督区。7.2水土流失预测7.2.1水土流失防治范围依照《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433-）要求，水土保持方案必须明确建设单位防治责任范围，包含项目建设区和直接影响区。项目建设区包含建设单位征占地范围、租地范围和土地使用管辖范围；直接影响区指项目建设区以外因为开发建设活动而造成水土流失及其直接危害范围。结合评价区特点及其工程施工情况，水土流失防治责任范围确定以下：（1）项目建设区矿井总占地面积为7.44ha，其中工业场地占地面积为5.26ha，地面爆炸材料库占地面积为0.36ha，风井场地占地面积为1.75ha，场外公路占地0.07ha。（2）直接影响区即为矿井生产过程中水土流失敏感区域，主要为井田采空后可能引发地表塌陷区。此次评价井田采区范围外延500m考虑，初步计算此次机械化采煤升级改造工程直接影响区面积约为3.0km2总面积共计约309.7ha。7.2.2水土流失预测时段依照项目建设特点，将水土流失预测时段划分为基建施工期和生产运行期两个阶段，详细情况见表7-1。表7-1项目区预测时段表项目水土流失预测时段排干场区采煤沉陷区施工期18.9个月——运行期14.5年14.5年7.2.3新增水土流失预测7.2.3.1开发建设活动中破坏微地貌类型区水土流失预测（1）预测方法依照当地域地形地貌等水土流失特点和矿井建设特点，新增水土流失量预测采取类比分析法，结合经验公式进行综合预测。预测公式为：其中：Fi——新增侵蚀面积（km2）Mi——原生地貌土壤水蚀模数（t/km2•a）Ti——扰动地面时段（a）A——水蚀系数依照已调查本区土壤侵蚀情况，本项目原生土壤水蚀模数为8523t/km2•a；并类比调查周围已建矿区经验，结合本工程区域地形、地貌、降雨、土壤类型等水土流失影响因子特征及预测对象受扰动情况，经过教授咨询，确定本项目加速浸蚀系数A值为1.9-2.1。依照以上方法预测设计水平新增水土流失量见表7-2。表7-2设计水平面新增水土流失量预测结果序号项目单位数量1扰动原地貌面积ha309.72破坏水土保持设施面积ha1883弃土、弃渣量施工期万t1.5运行期万t/a0.24可能造成弃土、弃渣流失量万t0.55土壤侵蚀量建设期原始万t0.002新增万t0.003生产期原始万t4.76新增万t9.60由表可知，本工程扰动地表面积为309.7hm2，破坏水土保持设施（草地、林地等）188ha，工程生产服务期弃矸渣总量为1.7万吨/年，可能造成弃矸渣流失量为0.5万吨，采取水土保持方法前，项目可能造成新增土壤侵蚀量为9.6万吨。7.4水土流失危害7.4.1水土流失背景值是防治责任范围区原始地貌形态土壤侵蚀模数。计算时通常要考虑自然水土流失量和人为水土流失量，煤矿防治责任范围内无工矿企业和建设项目，所以，只考虑其自然水土流失情况。7.4.27.4.2.1（1）地表塌陷使部分地表水经过塌陷裂缝渗透地下，造成地表水系流量减小甚至疏干。（2）开采沉陷引发塌陷裂缝，使上覆岩层含水层和涣散含水层遭到一定程度破坏，对地表井水和泉水造成短时期影响，出现水位下降、水量降低。（3）采煤塌陷会使地面发生下沉，地表产生许多裂缝，在坡度较大地段会造成山体滑坡或崩塌。这些裂缝、滑坡或崩塌减弱了原有土地抗侵蚀能力，裂缝为下切提供了便利之“门”，增加侵蚀面；山体滑坡或崩塌，使地面失去植被“保护”而裸露，地表径流蓄积功效下降，在水作用下，高峰地表径流流量增加，地下径流降低，水土侵蚀加剧，最终造成水土流失加剧。7.4.2.2（1）矸石堆积改变了原有地表径流汇流路径，洪水在经过陡峭矸石场坡面时，水势增加会造成水土流失加剧，同时，天然降雨在矸石场内渗流，是矸石场有了产生滑坡可能性，雨季行洪时，发生泥石流潜在威胁大大增加。（2）矸石本身物理性质，决定了其结构涣散性，矸堆体无植物生长及其植物根系，洪水从其表面流过时，展现一定不稳定性，产生泄溜、滑塌等重力侵蚀，相当一部分矸石被冲刷到下游沟道，抬高了河床，缩小了行洪断面。（3）煤矸石露天堆放，经过日晒、风吹、雨淋等风化作用，矸石中一些有害物质可能随降水迁移进入水域和土壤，污染地表水和地下水环境。（4）煤矸石中含有硫铁矿是一个易氧化生热自然物质，煤矸石在野外堆积过程中，硫铁矿在有水和氧等环境中迟缓氧化释放热量，矸石中残煤、炭质泥岩、废木材等可燃物质达成燃点后，会发生自燃，造成矸石自燃。7.4.2.3矿井工业场地及厂区煤矿工业场地要平场，挖方与填方基本平衡，挖方除用于场地填方，其余可用厂区公路路基填方。（1）工业场地开挖使原有土地上植被破坏，地面裸露，堆放弃土体较疏松，利于水尘土侵蚀，尤其是在雨季，水带入河中泥沙量将增加。（2）厂区公路路堤或路堑形成斜面，在无植物条件下，易于水面蚀和重力侵蚀，出现路堤失稳或路堑滑塌，影响公路交通通畅。7.5水土流失防治方案7.5.1本工程详细防治目标包含扰动土地治理率、总治理度、土壤流失控制比、拦渣率、植被恢复系数、林草覆盖率等六项指标。详细防治目标见表7-3。表7-3本工程水土流失防治目标项目设计水平年服务期末排矸场排矸场井田生态保护区1、扰动土地治理率%>85>85>852、水土流失面积治理度%>85>85>853、土壤流失控制比%<1.5<1.2<1.24、拦渣率%>95>98——5、植被恢复系数%>85>98>986、林草覆盖率%>30>30>257.5.2防治责任范围依照《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433-）关于要求，建设项目水土流失防治责任范围包含项目工程建设区和直接影响区。此次机械化采煤升级改造工程建设区主要为工业场地，面积为7.44ha；直接影响区为地表沉陷区，面积为300ha。总而言之，本该扩建工程水土流失防治责任范围总面约为309.7ha7.5.7.5.3矸石场水土流失问题主要有两个方面：一是矸石本身涣散结构，在倾倒过程中形成较大不稳定坡角；二是矸石堆放改变原有地形地貌，或填补了原有水流通道形成水堤，使径流条件发生了改变，在雨水冲刷下造成水土流失，严重时极易形成泥石流，对位于下游工业及民用建筑及各种设施造成极大破坏。所以，防治矸石造成水土流失，也应从矸石场本身植被覆盖率和引发矸石水土流失两个方面着手。矿井矸石场水土保持采取方法以下：排弃方式为经汽车运输排矸。矸石由汽车运至矸石场，进行多点排矸，利用倒矸间隔，用推土机推平，并压实堆置。矸石自上而下分层堆放，达成一定高度进行黄土覆盖，并植树、种草绿化；矸石场绿化在满足防治水土流失要求同时，可适当兼顾一些经济效益。从总体上，矸石场还必须建设排雨水工程，预防矸石被雨水浸泡。7.5.3矿井采煤造成地表塌陷遍布整个井田范围内采空区，范围广，面积大，塌陷种类和形式不一样。7.5.3矿井工业场地地面建成后，对周围边坡采取工程护坡和生物护坡相结合方法进行水土流失防治工作，工业场地内植树、种草绿化，使绿化系数达成30%。7.5.47.5.4.1排矸场整改工程（1）沟口拦渣坝等工程方法矸石场沟口修建拦渣坝，阻止矸石可能发生垮塌，造成淤积，水土流失以及对下游河道和居民形成威胁。（2）分层碾压堆置矸石矿井矸石堆放采取分层碾压堆置方法。详细做法是：矸石由汽车运至矸石场，进行多点排矸，利用倒矸停顿间隔，用推土机推平，并压实堆置。矸石自下而上分层堆放，分层厚度为3m，达成一定高度进行0.5m黄土覆盖，并植树、种草绿化；然后向后推进20m，进行填矸覆土，依次形成阶梯状平台。当达成设计高度时，边坡及台面都先覆盖20cm厚粘土用于防水，粘土之上再覆盖0.8m厚黄土，并植树、种草绿化。（3）排水沟矸石场堆满后紧接着要进行土地复垦，复垦后矸石堆体对降雨渗透能力大大降低，雨水随坡而下，在坡脚形成汇流而排走。假如不采取方法，势必会在坡脚形成沟蚀，影响矸石场体稳定性。所以，应在矸石场周围顶部修建排水沟，排除雨水，确保矸石堆放稳定，最终汇至矸石场下游排放。排水沟均采取明渠形式，建筑材料采取浆砌石衬砌。确定排洪渠洪水计算标准为：设计洪水一遇。（4）植被工程1）树种选择依照矿井所处区域自然环境特点，结合树种生物学特征和生态学特征，首选项抗逆性强、耐贫瘠、根系发达、生物量大、生长快速、对土壤要求不严优良乡土树种。乔木可选侧柏、油松、落叶松、火炬等；灌木可选择沙棘、柠条、紫穗槐、沙枣、草本可选沙打旺、草木樨、紫花苜蓿等。2）造林①造林树种及间距阳坡造林树种选择侧柏、柠条，侧柏株距1m，柠条株距0.6m，行距0.8m；阴坡造林树种选择油松，油松株距1m，油松株距0.6m，行距0.8m；②造林季节与方法侧柏、油松在春秋两季植苗造林，要求苗木端正，高矮适宜，根系舒展，栽后覆土踏实；柠条采取直播造林，在6～7月雨季进行，种子选取上注意籽粒饱满，无病虫危害，播前进行发芽试验，每穴10～15粒；沙棘可在春季植苗造林，也可扦插。翌年应对上一年造林地实地检验，对死亡苗木及时补植，病害苗木及时打药或移除。7.5.4（1）做好前期勘察工作各采区在开采前，要对本区上覆地层特征、地质结构及影响地表变形主要原因有一个全方面调查，据此制订防治地表沉陷方法，对可能发生滑坡、塌方地点，如水蚀强烈地段、坡度、较大地段等进行重点勘察等，制订预报方法，以防止意外发生滑坡、塌方造成人员伤亡。1）地表活动期主动采取方法，最大程度地减小水土流失①滑坡治理在开采前依照技术分析结果，对可能发生塌方或滑坡处采取疏水、排水、削坡等多个方法增加稳定性。在采动过程中，要定时进行巡视，尤其有道路区段。发觉有塌方或滑坡征兆时，必须设显著标志牌及警戒线，以确保人身安全，并在确保安全前提下采取打止滑桩、挡墙等方法，以防止滑坡发生。为了降低人力、物力浪费，在地表变形活动期间无法采取方法阻止滑坡、塌方，采取减小水土流失方法。如在滑坡、塌方外边缘挖排水沟，挡住和及时排走来水，降低进入滑坡、塌方区水，减轻滑坡、塌方程度。对塌方体或滑坡体进行护坡工程，主要以植物护坡为主和工程护坡相结合综合治理方法，以减小塌方体或滑坡体水土流失。植物护坡可在对塌方体或滑坡体整形后，进行植树、种草，利用树木、植被根系起固土作用，减轻雨水对坡面冲刷，以减轻面蚀。工程护坡可在坡脚采取修筑堤坝，坡顶设截水沟，坡面设排水沟等方法，增加稳定性，最大程度减轻其影响。②沉陷区治理可依照地表沉陷破坏分为轻、中、重度三种类型，对轻度和中度地表破坏土地，可采取人工平复、耕地复垦或退耕还林等方法。治理时首先对地表裂缝进行充填处理，采取人工就近挖取土石料直接充填塌陷裂缝，将田面挖高填低进行平整。假如裂缝较深，破坏程度较重，人工充填受限，可采取机械治理，通常使用推土机和铲运机械，推土整平后进行植被复垦。沉陷区地貌属丘陵低山区，土地类型为松林、草地、旱地。矿区塌陷土地治理工程，主要是填堵地表裂缝、平整沉陷台阶和整理、复垦土地。依照塌陷土地类型特点，对耕地复垦，对林地通常保持原地貌，只对塌陷裂缝充填处理。耕地塌陷采取人工治理，梯田采取挖高填低平整方法，挖填土方量基本平衡。对土地塌陷区治理，采取以下工程设计：A：按图斑、地块分区进行平面与立体设计，分地块进行整改；B：土地平整及覆盖表层耕植土设计；C：对塌陷土地治理配套工程设计；D：塌陷土地生态恢复方案设计等。经过以上治理方法实施，土地塌陷区造成水土流失将得到全方面控制。因为塌陷土地造成水土流失增加原因主要是塌陷裂缝和沉陷台阶，现对塌陷裂缝和梯田整改工艺简述以下：A：人工治理工艺人工治理是指以人工作业为主简易工程治理技术，但为了达成最终治理目标，也不排斥使用部分挖掘和运输机械。人工治理主要工程是充填塌陷裂缝和梯田整改。工艺流程如图7-1所表示，大致可分为两个作业程序。剥离裂缝部位耕植土剥离裂缝部位耕植土充填裂缝装运填土梯田整改就近挖土图7—1人工治理塌陷裂缝和梯田整改流程第一个作业程序：在指定地点用人工或挖掘机械挖取耕地表土层，然后按指定路线将土方装运到指定地点堆放。取土场通常应选在作业区附近山坡、质地相近土壤。取土地点如为耕地，应事先剥离表层0.5m耕植表土层堆放在取土场地周围。取土完成后，进行梯田平整，再将耕植土覆盖在土场表面，以恢复耕地，运土应尽可能利用原有道路系统，卸土地点应尽可能靠近裂缝充填作业区。第二个作业程序：首道工序是沿地表裂缝和需要进行平整地地表倾斜部位剥离表层耕植土，剥离宽度为裂缝两则各0.3-0.5m，剥离深度为0.3-0.5m，剥离耕植土层就近堆放在裂缝两侧和平整土地范围周围。第二道工序为充填裂缝和平整土地，用装运来新土充填裂缝，可用小平车或手推车向裂缝中倒土（当裂缝较大时）。当充填高度距地表1m左右时，开始用木杠作第一次捣实，然后每充填40cm左右捣实一次，直到与原地表基本平齐时为止，然后将坡度大梯田采取挖高填低作业平整田面。第三道工艺是覆盖耕植土层，将裂缝两则和平整范围周围剥离耕植土均匀覆盖在已完成整改工程地表上。B：机械治理工艺土地重度破坏塌陷区，即使所占总面积百分比不大，但重度塌陷区严重损害了地面土壤、水体、植被等土地环境基本原因，影响了农业生产正常发展。重度塌陷区裂缝深、宽度大、裂缝间隔小，对土地原有耕作条件破坏较大，大大增加了充填裂缝所需土方工程量和梯田整改工程量。重度塌陷区每公倾充填裂缝土方量是中度塌陷区4倍，是轻度塌陷区19倍。尤其是严重沉陷或滑坡区，梯田整改难度更大，必须进行机械治理。机械治理工艺，是以机械为主塌陷区治理技术。有剥离式机械治理和生熟土混堆法机修水平梯田治理工艺。机械治理大致可分为四个工序。如采取剥离式机械治理，第一道工序是修筑施工道路，方便施工机车运行。第二道工序是剥离治理土地表层耕植土层，剥离厚度大于0.3m，剥离表土层应存放在治理土地周围。表土剥离应采取推土机和铲运机械联合作业。第三道工序是按设计要求充填塌陷裂缝，尤其是重度塌陷区裂缝密度、深度较大，可将全部裂缝、裂深分段开挖，再分段全部回填扎实。耕作层以下裂缝回填要求扎实到干容重1.4t/m3以上。第四道工序是将存放表层耕植土覆盖在平整后土地表面。生熟土混堆法机修水平梯田治理工艺适适用于重度塌陷区和田坎高度较大梯田治理。此工艺无须先剥离表层耕植土层，而是先开挖裂缝，扎实充填后，用推土机将生熟土混推。按设计要求将坡地修成“外高里低”高标准水平梯田，达成水不出地，土不流失，肥不出田“三保田”标准。除充填塌陷裂缝，将塌陷区梯田进行整改外，还需很多配套工程，如修筑施工道路、田坎边坡支护、土地防洪、排灌蓄水和绿化工程等。地表沉陷区不论是采取人工治理方式还是机械治理方式，都须确保不降低原土地生产能力，分期分区治理，尤其是在施工过程中需加强暂时防护方法，如取土场防护，施工中暂时拦挡，堆料场防护，植被快速恢复等，以免引发新水土流失。③地表活动停顿后，尽快恢复地表植被采动影响结束后，对塌方体或滑坡体进行护坡工程，主要以植物护坡和工程护坡相结合综合治理方法，以减小塌方体或滑坡体水土流失。对于农田因沉陷和裂缝造成弃耕，在地表变形稳定后，结合农田基本建设，进行土地复垦，重新修造农田。7.5.4（1）护坡对场地内开挖后形成新裸露后，采取以护坡工程为主，坡面绿化为辅方法进行防护，减小面蚀。（2）场地排水按工业场地地形高低，修建排水沟，使场地外来水不对场地造成冲刷，又使场地内雨水及时排走。（3）场地硬化、绿化对场地内专用堆放场地进行硬化，减轻雨水对地表面蚀。对各种建筑物之间空地，结合场地内不一样功效区进行美化和绿化，对场地内道路进行绿化。7.6水土流失监测7.6.1监测地表塌陷影响范围。7.6.2监测内容（1）生产、建设过程中弃土、石、渣量。（2）植被破坏、恢复情况动态监测因为开采、排弃物造成林地、草地占用及水土保持工程设施数量破坏情况。（3）水土流失特点、形式及水土流失量监测1）水土流失成因监测主要包含自然原因和人为原因：自然原因包含地质、地貌、地形、土壤、植被和气象原因，监测自然原因与土壤侵蚀之间关系。人为原因包含采矿、施工等。2）水土流失特点、形式及水土流失量做出监测对因为采、排所造成水土流失面积、水土流失形式、水土流失量监测，对周围环境影响情况监测。3）水土流失监测方法在排矸场周围山坡林草地可依照不一样坡度，植被覆盖度等土壤侵蚀因子设置对比试验小区，小区布设面积通常为50—100m2（4）水土流失危害监测1）水土流失对土地生产力影响主要监测内容为耕地有机质流失情况，土地沙化情况，单位面积产量情况等。2）水土流失对生态环境危害监测3）水土流失对社会经济环境危害监测（5）水土保持方法动态监测1）水土保持方法逐年完成、破坏情况。2）水土保持方法质量监测。（6）水土保持治理效益监测主要有蓄水保土效益、生态效益、经济和社会效益监测。7.6.3监测时间与频次本工程监测时段分为建设期和生产运行期，排矸场和塌陷区监测施工期18.9个月和生产运行期14.5年。详细监测频次为：施工前监测一次，施工结束后进行一次监测，生产运行期监测时间为每年5月下旬、10月下旬各监测一次。施工期和运行期按六项指标每年另需巡查1-2次。详细监测时间可依照各施工区域施工进度适当调整。7.6.4监测方法及监测点设置（1）土流失监测方法：水土流失监测以定时实地调查法为主，对重点区域，重点防治工程设监测点，固定专员进行长久、定点观察。（2）监测点布设水土流失监测点归属矿井环境保护监测站，需设专职4人，详细监测点布设以下：1）排矸场：施工期主要监测每次暴雨前后施工区地面冲刷情况。运行期监测永久坡面稳定性。顶面及时采取复垦方法实施情况。2）塌陷区：主要监测井田范围内塌陷面积、破坏水保持数量及造成危害等。水土保持监测情况见表7-6。表7-6水土保持监测情况序号监测点监测时段重点监测项目监测方法1排矸场施工区施工期每次暴雨前后地面冲刷情况实测法运行期永久坡面稳定性。顶面及时采取复垦方法实施情况调查法2井田范围每年5月下旬、10月下旬塌陷面积、破坏水保持数量及造成危害调查法7.7水土保持投资及实施方法7.7.1水土保持投资依照矿区水土保持责任范围内工程总体布局和单项工程方法设计，以水利部水建（1998）15号文颁布《水利水电工程设计概（估）算费用组成及计算标准》和关于概算定额与取费