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辽宁省矿区水土流失现状及治理方略

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万方数据第24卷第4期水土保持通报            Vol. 24,No. 42004年8月Bulletin of Soil and Water ConservationAug.,2004  辽宁省矿区水土流失现状及治理方略李树彬,贾天会,郑国相,李纯乾(辽宁省水土保持研究所,辽宁朝阳122000)摘要:辽宁省广大水土保持工作者历时10个月,亲自到各矿山进行实地调查,通过对调查资料的统计分析,发现辽宁省矿区具有矿点数量多,分布广,开采历史长,废弃矿点相对较多,水土流失强度大,流失量大,恢复治理率低,对生态环境破坏剧烈等特点,并根据破坏迹地特点和辽宁省实际情况提出了“创新机制,加大投人;因矿制宜,科学规划;先易后难,梯次推进;加强科研,提高效率;软硬兼施,综合治理”的生态重建方略。关扭词:矿区水土流失;生态重建;可持续发展;治理方略;辽宁省文献标识码:A文章编号:1000-288X(2004)04-0076-05中图分类号:S157Current Situation of Soil Erosion and Anti-erosion Measuresin Mining Area of Liaoning ProvinceLI                       Shu-bin,JIA Tian-hui,ZHENG Guo-xiang,LI Chun-gian(Ins        titute of Soil and Water Conservation汀Liaoning Province,Chaoyang 122000. Liaoning Province,China)Abstract:The effect of mining in damaging the enviroment is becoming greater,and is threatening theregional sustainable development. Soil and water loss in the mining area of Liaoning Province is investigatedand analysed. Results indicate that:there are many mining operations and they are broadly districuted;minig has take place for a long time;there are many abandoned mines;soil and water loss is intense andaverage loss is high;a few areas have been restored;and,overall,the environmental damage is serious.Based on mine characteristics and the situation of Liaoning Province,a series of countermeasures toenvironmental damage are put forward,including reform mining systems,increase capital investment;stagethe improvement of mines starting with the easily modified operations first;increase efficiency;enhancescientific and technical knowledge;apply new technology;and implement existing policies.Keywords:soil and water loss in mine areas;ecology restoration;sustainable development;anti-erosionmeasures;Li            aoning Province辽宁省是我国老工业基地,也是我国采矿业大    查,初步摸清了辽宁省矿区水土流失现状,总结出矿省,采矿业与重工业相互促进,为推动辽宁省乃至全区水土流失的特点,并且提出了辽宁省矿区水土流失国国民经济的快速发展做出了巨大贡献。的治理方略。近几年以来,    随着我国国民经济由计划经济向市场经济转轨,个体民营企业异军突起,多数企业更加1矿区水土流失现状重视经济效益,忽视了环境问题,采矿业对全省的生1.1矿点分布及特点态环境破坏日甚一日,同时人民群众对此反响也愈来    根据初步调查统计,辽宁省矿点总数为6 881愈强烈,辽宁省矿区水土流失已对辽宁省生态安全和个,从地区分布看,辽东占34. 06 Yo,辽中占33. 32%,党、提出的重振东北老工业基地战略目标辽西北占32. 62 a a,各区分布均衡,从行政区分布看的全面实现构成了严重威胁,矿区生态环境整治问题以辽东的丹东和本溪2市矿点为多,其它各市分布较刻不容缓。为此,辽宁省水土保持局以辽宁省水土保平均。从矿类上看,金属矿点925个,占13. 44%o,以持研究所为技术依托单位,发动全省各级水土保持工铁、金、铅、锌等为主,非金属矿点5 956个,占作者,历时10个月,对全省矿区进行了一次全面普86.56%,以石、煤、砖为主(表1)0收稿日期:2003-12-28资助项目:辽宁省水利厅“辽宁省老工业墓地矿区生态重建技术及管理信息系统研究”作者简介:李树彬(1970-),男(蒙古族),辽宁省喀左县人,学士,助理研究员,主要所从事水土保持工作。电话((0421)2922413, E-mail;lsbyy@si          na. com. cn.第4期李树彬等:辽宁省矿区水土流失现状及治理方略表1辽宁省矿点分布个77万方数据*,矿种辽东辽抚顺本溪丹东沈阳大连鞍山金属矿54  100  264  2    4    63  非金属矿199  731  996  319  573  389  合计253  831  1 260321  577  452  本次调查发现,    全省目前有废弃矿1 424处,其中金属矿203处,非金属矿1 221处。由于采矿企业已经不存在,无法追究直接责任人,恢复治理难度较大。废弃矿的分布以丹东和本溪最多,其次是朝阳、葫芦岛、阜新、大连和抚顺;矿种主要是石矿和煤矿,其次是铁、金、铅锌、硼和硅石。从企业所有制形式看,以个体私营企业为主,占    60. 30o(表2),从执照批准单位看,县级矿业主管部门批准的矿山企业占总数的50. 30o,所有制形式几乎全部为个体私营。立项时一般都没有进行环境评价和编报水土保持方案,企业只注重自身的经济利益,而忽视了采矿对环境的影响和破坏。私营企业的大量涌现体现了我国改革开放和经济改革加快了采矿业繁荣与发展的一面,同时也反映了采矿业对环境的破坏严重,加剧水土流失与个体私营企业的大量涌现有直接关系,这也是水土保持主管部门应加强监督和规范的主要对象。表2不同所有制形式采矿企业调查            个地区全民集体合资私营股份制其它合计沈阳30  113  170  2       321大连6  211352  2       577鞍山15  324110  0       452抚顺17  112  105  109       253本溪16  180  619  4       831锦州3  230152  0       385营口7  59  333  1       400阜新6  132  23852     428丹东16  298938  2      1 260辽阳16  100  48118622  铁岭4  173  115  297  朝阳18  143  395  573  葫芦岛11  325140  3  482  合计1652 400234 148421036 881另外本次调查还发现无证开采现象也较严重,全    省共有150家,主要集中在阜新、葫芦岛、锦州和朝阳,矿管部门和水土保持部门应对此给予足够重视,对这些企业加强管理和规范。1.2破坏程度全省矿区水土流失总面积为89     553. 64 hm',占全省强度以上水土流失面积的17. 73%o,主要包括采中辽西北△;营口辽阳锦州铁岭朝阳葫芦岛合计二阜新36  95  9    16  9    147126364  527  376  412  288  426356400  622  385  428  297  573482挖迹地、弃渣排放场地、尾矿库、厂区和道路等(表3),破坏的土地类型为林地、农地、草地和稀疏灌草地,在总破坏面积中林地、农地、草地和荒地分别占17.3800+13.510o}1.18%和67. 9300。这些土地现多数岩石裸露,不具备植物生长条件,已完全丧失生产力,呈荒漠化景观,恢复治理的难度很大。据初步估算,完成辽宁省现有矿区水土流失治理任务,需投资3. 60 X 109元。表3全省采矿区破坏面积hm2地区矿点数破坏面积林地草地农地疏灌草地沈阳321    5548   533. 06  01 4123   513大连577    6658     2423   01 8162   293鞍山452    10 231    699   0324  9   208辽阳622    10348     868   73874  8   533营口400    5170      601   3832  2     280丹东1 260    6991     5147   5761  1     079本溪831    9228     2 125  881630  5     93抚顺253    8760      648   0311  7     801锦州385    4118      253   101 7442 111阜新428    8085      656   0472  6 957铁岭297    5025      424   20896  3 686朝阳573    4667      783   81 2902 586葫芦岛482    4904      404   65699  3 7376 881   89 554   15 563 1064  12 095 60 832    因此,这些荒漠化土地的治理仅靠国家或水保部门投人难以在短期内完成生态恢复,只有国家、有关部门以及企业多方投资,恢复治理工作才能全面启动,控制水土流失、改善生态环境才可能成为现实。1.3废渣排弃及水土流失程度全省采矿业现年排弃废渣总量为1.35     X108 t,目前累计废渣排弃总量约3.05 X109 t(图1)。这些废弃物堆积体立地条件恶劣,植物难以生存,加剧了土地荒漠化程度,同时这种再塑堆垫地貌稳定性较差,水土流失严重,特别是容易诱发滑坡、泻溜、泥石流等重力侵蚀,对环境和经济发展构成了严重威胁。经计算,全省矿区年水土流失总量达1. 18 X 10' t见图2),因此,加强采矿区的恢复治理工作迫在眉睫。万方数据水土保持通报第24卷700008:3.60001门加|| 一。1\训』J n  0  一.||喇连‘00}U软扮||内」00}U一。|2685|20001064.1||1000鳖.|964.6|q‘85£口J丹口口188.2J421.9  1::14.8   56.8   93.3豁-目吕..仁甲I大连鞍山辽阳营口本溪丹东『曰翻阴封叨锦州阜新铁岭朝阳  葫芦岛圈1各市矿区年排渣tJ.n且乙卜日』川尸山.厂属-01\喇几nn,.1R八U斌璐确七C:甘刊..|60.艾1-55. 14书通nee|几}31. 12    33.68毋洲二esn‘n.甘.tonUJ」-湘鞍-大连山辽阳营口本溪丹东抚顺锦州阜新铁岭朝阳葫芦岛圈2各市矿区年水土流失,1.4矿区恢复治理情况              河床,降低河道行洪能力,增大洪灾发生机率及危害水土保持部门对采矿区恢复治理工作始终给予    程度;淀积于下游水库,减少库容,缩短水库使用寿高度重视,在企业的配合下也开展了大量的治理工命,有些矿区流失的岩土中含大量有害物质,污染下作。然而由于资金短缺,投人渠道单一,尽管水保部门游水体,使其影响区内的地下水和水库中的水体失去做出了很大努力,但成效仍不够显著。面对近年来采利用价值而报废。矿业的飞速发展,各地星罗棋布的采挖迹地和排渣场地水土流失加剧的局面,仅靠水保部门已显得力不从3治理方略心。调查结果显示:目前全省采矿区已恢复治理的面    辽宁的水土流失治理方略可概括为:创新机制,积为1964. 95 hm2,仅占总破坏面积的1. 74 0 o,可见,加大投人;因矿制宜,科学规划;先易后难,梯次推进;采矿区的恢复治理工作还任重道远。加强科研,提高效率;软硬兼施,综合治理。2矿区水土流失危害3.1创新机制,加大投入长期以来,    矿山重采轻治,水土流失十分严重,全    各矿山企业开山采矿,清除原地表植被,剥离较省多数矿山数易其主,生态环境破坏非现任业主一人肥沃的表土,形成人为石化景观;采矿过程中排放的所为,而矿山恢复治理投资甚巨,致使辽宁省的矿区废弃岩土沿山体随意堆弃,又占压大量林草植被,形恢复治理困难重重。尽管国家对矿区治理的投入逐渐采矿场秃斑点增加,但全省矿区恢复治理任务繁重与投资不足的矛排岩场童山灌灌,不仅影响景观的外貌,而且降低盾仍然十分突出。因此,要全面启动矿区生态恢复建设,必须建立组织和部门协作的运行机制,按照小环境恶化,损害矿区及其影响区人民群众身体健“水保搭台,导演,部门唱戏,社会参与”的格局,康。另外采矿造成大f水土流失,淤积下游河道,抬高由成立领导机构,协调各有关部门、企业参与矿成人为荒淇化景观。在苍山翠岭之间,点,所在生态系统的功能,大气、水污染严重,使所处地区第4期李树彬等:辽宁省矿区水土流失现状及治理方略区治理及示范区建设,各投其资,各尽其责,各记其功,形成合力。依法建立稳定的全省矿区水土保持投    (3)土矿类。豁土矿类矿区废弃物较易风化,恢复治理应以平整堆弃体、熟化土壤、培肥地力为主,万方数据资渠道,以加快全省矿区恢复治理速度和提高质量及水平。3.2因矿制宜,科学规划    矿区水土流失治理要紧密结合矿山生产活动特点和所处区域自然地理、气候特点,根据具体矿点的具体情况,科学合理配置各种水土保持措施,最大限度地减少水土流失,恢复植被,改善生物群落结构,提高生态系统功能。3. 2. 1划分时段,因时施策处于不同生产阶段的矿点,其水土流失特点不同,宜采取不同的治理策略。对于正准备开采的矿山,要制订可研阶段水保方案,对开采过程中可能产生水土流失的部位、形式、强度、危害,做出科学的预测,根据目前的技术水平和矿区的自然地理特点及采矿生产工艺特点,制订切实可行的水土流失防治措施,使即将进行的矿采活动对生态环境的破坏减小到最低限度。对于正在开采的矿山,已制订水土保持方案的要严格按方案设计进行治理,没有制订水土保持方案的,要立即补报水土保持方案,组织专职人员尽快实施。对于已废弃的矿山,要多方筹措资金,根据各自特点,合理配置各种措施,全面治理恢复,提高破坏区域生态系统的结构和功能。3. 2. 2因矿制宜,分类指导矿区水土流失主要发生在采场和排岩场,因矿山采场全部为石化地貌,水土流失形式单一,故不论何种矿藏,其治理技术均类似。而排岩场的固体废弃物千差万别,故可根据排岩场的立地条件特点将矿区分为如下几类,对不同类型矿点采取相应措施。(1)煤矿类。煤矿不论是露天还是地下开采,    其固体废弃物排放场均堆弃大量煤研石,主要由碳质页岩、泥岩、沙岩组成,其中混有硫铁矿石和少量的煤,这类排放场地表组成物质绝大多数是研石的风化物,它们属硅酸盐类岩石,一般不含有毒物质,但硫铁矿石多发生自燃而使歼石迅速酸化,而表层因淋溶作用酸性较弱,故研石治理过程中,不宜放坡覆土,宜采用浅挖栽植坑,混入石灰后栽植耐酸植物为主。另外,近年来利用歼石生产建筑用砖技术已成熟,并已应用于生产实际,可引导相关企业推广应用这一技术。(2)石矿类。石矿的废弃物理化性状稳定,风化    速度较慢,缺乏植物生长所需养分。该类矿区排放场以覆土恢复植被与采用坡脚固定工程相结合为主要治理措施。另外,部分石矿的废弃岩体也可以进行再利用,如理石矿的废弃岩石可加工成石米,用于道路建设。并辅以必要工程措施。(    4)金属矿类。金属矿排岩场和尾矿库由于废弃物大多存在毒性且缺乏营养,不易生长植被,此类排放场宜以覆土恢复植被为主要措施。3.2. 3因地制宜,分区治理从地貌上看,辽宁省分东西2厢山地丘陵和中部平原,各地自然条件差别较大。东部山地为由北部的龙岗山脉和南部的千山山脉为骨干构成的辽河和鸭绿江2大水系的分水岭。地形陡峻,降水量大,气候湿润,利于森林植被生长,但常有滑坡、泥石流等重力侵蚀发生。该区各类矿藏丰富,大小矿点总数达2 344个,使良好的森林植被千疮百孔、满目疮演。矿区的恢复治理应依据雨量充沛,利于植物生长的自然特点,以植物措施为主体,考虑到重力侵蚀的频发性,特殊地段必须辅以工程措施。西部低山丘陵由努鲁尔虎山、医巫间山和松岭山3条东北西南走向的山脉组成,地形破碎,植被稀疏,降水偏少,干旱是该区的主要自然特征。该区矿点分布也较广泛,受自然条件的,矿区治理难度较大。治理中必须改地适树与选树适地相结合,植物种类需严格筛选,选择根孽性强,根系发达,生长迅速,耐干旱贫瘩的树种,一般以刺槐、沙棘、紫穗槐等为首选树种。以生态植被恢复为主要目的,经济利用处于从属。从安全和避免重力侵蚀角度考虑,特殊地段还应采取工程措施。中部平原区地形平坦,只有部分为剥蚀丘陵。该区矿区特点为以地下开采的平地起堆式排渣场和砖厂迹地为主,恢复治理应以植被重建为首选措施,控制水蚀、风蚀危害为主要目标。3.3先易后难,梯次推进由于矿区恢复治理投资强度大,经济效益不明    显,目前我省经济实力又有限,治理过程中要本着先易后难,重点突破,典型引路、梯次推进的策略。从矿种角度来讲,宜先治理勃土矿,后治理石场、煤矿、金属矿;从矿区水土流失分区来看,宜先治理废弃排岩场、厂区、道路边坡,后治理采场;从地理位置来讲,宜先治理城市周边、交通干线附近矿点,后治理边远山区矿点。3.4加强科研,提高效率    矿区恢复是一项复杂的系统工程,面临诸多目前难以克服的经济技术问题,如采场石化区的治理、金属矿废弃物的治理、研石山的治理等。巫须在科技上有所突破,研究出经济实用技术,降低治理成本,提高治理成效。目前世界各国正积极探索先进的治理技术,走以科技促治理的路子,已取得一系列成果。我国万方数据水土保持通报第24卷在此方面也取得一定成效,如深圳市日前研究出石壁物再利用,变废为宝;鼓励水土保持科研工作者联合复绿新技术,并在两广地区进行大面积推广应用,取相关领域技术人员,组织精干力量,研究实用矿区恢得了较好效果。还有,利用煤研石生产建筑用砖技术复治理技术,为矿区恢复治理提供技术支撑和服务。已取得成功,并已投人市场。但须看到目前还有好多治理难题函待解决,矿区恢复治理科研力量薄弱,资4结语金投人不足,须加大投人和支持力度。今后应针对矿辽宁省采矿业为促进辽宁省和我国国民经济发    区水土流失特征、再塑地貌特点、地面物质的物理化展做出了巨大贡献,但同时也带来了严重的生态灾学组成等,在对不同条件采矿区恢复治理的可行性进难,对辽宁省社会经济可持续发展、全面实现重振老行客观准确的评价与分析的基础上,开展不同类型矿工业基地的战略目标和全面实现小康社会的宏伟目区再塑地貌的土地整治技术、植被恢复与重建技术、标构成极大威胁。目前辽宁省矿区生态重建面临最突适宜植物种类筛选等方面的研究工作以及将“3S”技出的问题是企业历史包袱重,资金投人严重不足,治术应用到矿区的管理规划和恢复治理中等等,为矿区理技术落后,费宏效微。为此,一方面要建立多元投资的恢复治理提供可靠的技术支撑,从而加快我省矿区机制,加大资金投人额度,另一方面要加强矿区恢复恢复治理的步伐。治理技术研究,降低治理成本,提高治理速度,以科技3.5软硬兼施,综合治理促治理,加快矿区生态重建步伐。在加强治理技术和治理模式研究的同时,    要加强相关法规的研究和制定,治理技术和法规一[参            考文献]硬一软,相辅相成,不可偏废。一方面要加大对不进行广I1「|L11李文银,王治国,蔡继清.工矿区水土保持[M].北京:中环评、不制定水土保持方案和拒不实施水土保持措施国科学出版社,1996.矿山企业的处罚力度,防止新的人为水土流失的产LI一‘L0乙we焦居仁.开发建设项目水土保持[M].北京:中国法制出生。另一方面要制定相关,鼓励相关企业进行废版社,1998.(上接第62页)        目前的抗渗透变形分析的理论和方法尚不成熟,尽管上流水骨干工程在运行中未发现明显的渗流破    致谢:参加资料调查的人员还有宁夏大学水利系坏,但坝趾附近的坝坡上有少量渗水出现,鉴于该坝2003届毕业生马孝林、李娟、王东等,大型直剪试验建成后还未经历过设计洪水,为安全起见,建议下游得到了水利部西北水利科学研究所实验中心的大力坝坡逸出点以下做贴坡排水体。支持和帮助,在此一并致谢!就坝坡稳定性而言,    干旱风沙地区砾砂混合料作〔参            考文献]为筑坝材料可用于各种规模的水库和水土保持治沟【.L.L1.1门11白永年,等编著.中国堤坝防渗加固新技术[M]‘北京:骨干工程建设中;但就渗透稳定性而言,本文所涉及中国水利水电出版社,2001.的骨干工程高度为26m,在相同或相似地区同等规Les0L乙esJ毛超熙主编.渗流计算分析与控制[M].北京:水利电力模小水库建设中若配合修建贴坡排水体是安全的。但出版社,1990.对于坝高大于26m及其中型以上的水库,砾砂混合尸I口门Ld‘引屈智炯,何昌荣,刘双光,胡德金.新型土石坝一粗粒土料的抗渗透变形设计应做专门研究。由于水土保持治筑坝的理论与实践[M].北京:中国水利水电出版社,沟骨干工程的设计标准低,工程等级在4等以下,加2002.叮J故「之砾砂混合料渗透系数大,设计中一般不进行坝体变」且.1.水利电力部规范.碾压式土石坝设计规范((SDJ218-84)形验算,对于中型以上的水库工程应作专门研究。[S].北京:水利电力出版社,1985.厂「L一|曰类似长沙河流域河床沉积现象在宁夏中部分布    水利水电部第五工程局水利电力部东北勘测设计院.土坝设计(上册)[M].北京:水利电力出版社,1978.范围较广,面积达1. 50 X 10' km'以上,由于地形较厂「」只U|曰苑莲菊,李振栓,武胜忠,等.工程渗流力学及应用[M].优越,适宜建设20m左右的各类治沟骨干工程。本文北京:中国建材工业出版社,2001.提供的砾砂混合料的剪切试验结果和坝坡、渗流稳定厂I7『L‘J中华人民共和国行业标准.土工试验规程(SL237-分析结果可用于同类地区治沟骨干工程的设计中。1999)[S].北京:中国水利水电出版社,1999.

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