煤矸石區(qū)域坡面土壤侵蝕與水土保持措施

房穎信

（淄博市博山區(qū)水利事業(yè)服務(wù)中心，山東 淄博 255200）

淄博市煤炭資源豐富，開采歷史悠久，是淄博礦務(wù)局重要煤炭開采基地，先后存在過羅村煤礦、奎山煤礦、新博煤礦等諸多煤礦，礦區(qū)總面積1 600 km2，涉及博山區(qū)、淄川區(qū)和張店區(qū)等，各礦區(qū)閉礦遺留下來的大量煤矸石山卻成為土壤侵蝕較為嚴(yán)重的區(qū)域。

1 煤矸石區(qū)域坡地特征及土壤侵蝕特點(diǎn)

1.1 煤矸石區(qū)域坡地特征

淄博煤矸石區(qū)域坡地具有自身獨(dú)有的特征。一是坡度大。為盡可能減少占地，煤矸石山一般堆放坡度較大，仰角可達(dá)40°以上。二是易風(fēng)化。煤矸石初始顆粒較大，表面入滲能力也較強(qiáng)，但在空氣中非常容易風(fēng)化，隨著長年風(fēng)化，表面逐漸密實(shí)。三是坡體不穩(wěn)定。大坡度加之質(zhì)地松散，導(dǎo)致煤矸石區(qū)域坡地很不穩(wěn)定。四是有害物質(zhì)多。煤矸石含有黃鐵礦（FeS2）和硫、磷等大量對(duì)人體有害的重金屬元素和化學(xué)元素。五是有機(jī)質(zhì)含量低。不利于植被生長，林草植被蓋度低。

1.2 煤矸石區(qū)域土壤侵蝕特點(diǎn)及危害

淄博煤矸石區(qū)域土壤侵蝕表現(xiàn)出侵蝕類型多樣、流失危害重、治理難度大等諸多特征。

淄博煤矸石區(qū)域土壤侵蝕的總體特點(diǎn)是以水力和風(fēng)力坡面侵蝕為主，部分存在重力侵蝕。煤矸石區(qū)域坡面坡度大、坡長較長、質(zhì)地松散不穩(wěn)定、植被蓋度低，成為煤矸石區(qū)域坡面土壤侵蝕發(fā)生的物質(zhì)自然基礎(chǔ)。淄博礦區(qū)年平均降水量在600～900 mm 之間變化，大部分降水量集中在6～9 月之間，短歷時(shí)降雨強(qiáng)度大，源短流急為煤矸石坡地水力侵蝕提供了動(dòng)力基礎(chǔ)。區(qū)域最大風(fēng)速出現(xiàn)在12 月和3 月之間，達(dá)到10～15 m/s，最大瞬時(shí)風(fēng)速可以達(dá)到30 m/s，而該時(shí)段很少發(fā)生有效降水，十年九旱是當(dāng)?shù)囟杭竟?jié)常態(tài)，旱風(fēng)同季導(dǎo)致煤矸石坡地極易發(fā)生風(fēng)力侵蝕。

淄博礦區(qū)煤矸石區(qū)域土壤侵蝕的危害嚴(yán)重。一是水蝕、風(fēng)蝕和重力侵蝕聯(lián)合作用，尤其是暴雨天氣形成地表徑流沖刷，導(dǎo)致很不穩(wěn)定的煤矸石坡面產(chǎn)生嚴(yán)重水土流失，甚至發(fā)生坍塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，破壞生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重威脅區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施和居民生命財(cái)產(chǎn)安全。二是污染危害大，煤矸石風(fēng)化物流失造成區(qū)域水體、土壤的酸性水污染和有毒金屬污染，對(duì)水體、大氣、人居環(huán)境造成生態(tài)破壞，而且在多風(fēng)季節(jié)，產(chǎn)生揚(yáng)塵天氣，煤矸石風(fēng)化后的細(xì)微粉塵顆粒被吸入人體后，對(duì)肺、呼吸道以及鼻、眼等器官造成傷害。三是治理難度大，煤矸石山坡度大坡體不穩(wěn)定，坡面工程治理措施不易實(shí)施，有機(jī)質(zhì)含量低，林草成活率低，長勢(shì)較差，總體上生態(tài)治理難度較大。

2 煤矸石區(qū)域坡地水土流失治理措施

近年來，淄博礦區(qū)煤矸石區(qū)域先后實(shí)施了礦山綜合整治、生態(tài)環(huán)境治理等諸多行動(dòng)，尤其近年來通過實(shí)施“生態(tài)賦能行動(dòng)”，創(chuàng)建綠色礦山，實(shí)施了一系列行之有效的控制煤矸石區(qū)域土壤侵蝕的措施和方法，逐步完善了煤矸石區(qū)域水土流失綜合治理措施，10 多處歷史礦山成功創(chuàng)建“綠色礦山”，治理成效顯著。

2.1 治本治源，強(qiáng)化煤矸石資源化利用

隨著自然資源管理的不斷強(qiáng)化，各類取土、挖沙、采石等活動(dòng)得到有效控制，淄博礦區(qū)歷史遺留的煤矸石山逐步成為寶貴資源。按照礦山治理治標(biāo)治源的思路，礦區(qū)各有關(guān)單位不斷加強(qiáng)煤矸石資源化利用，從源頭上消除矸石山，減少了矸石山占地，取得了一定的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。一是配建岱莊、唐口等煤矸石綜合利用發(fā)電廠，充分利用煤矸石作為低熱值燃料發(fā)電，提供了電力資源；二是利用煤矸石作為建材制作原料，生產(chǎn)生態(tài)透水磚、彩色路面磚、砌塊、標(biāo)磚、多孔磚、路沿石、草坪磚、水泥等，解決了當(dāng)前建材生產(chǎn)原料來源不足問題；三是作為筑路和破損山體恢復(fù)整治材料，將煤矸石用作筑路基層材料或者破損山體礦坑整治回填料，解決了相關(guān)工程建筑材料緊缺問題，減少了對(duì)土地資源破壞。

2.2 平矸覆土，恢復(fù)土地資源生態(tài)利用

對(duì)周邊有整治空間、不存在重要設(shè)施且綜合利用不充分的矸石山，科學(xué)規(guī)劃整平，消除矸石坡面，分層壓實(shí)后，上部覆土恢復(fù)生態(tài)。表土資源豐富的區(qū)域，覆土50～60 cm，恢復(fù)耕種；表土資源缺乏的區(qū)域，有效利用區(qū)域高速公路、房地產(chǎn)等建設(shè)項(xiàng)目棄土，覆土30 cm 以上，改良后種植喬灌草，建設(shè)生態(tài)公園。如有百年歷史的博山區(qū)城東街道青龍?jiān)沸^(qū)北側(cè)煤矸石山，最高達(dá)41.53 m，土壤流失嚴(yán)重，安全隱患巨大，2014—2017 年綜合利用矸石約45 萬m3后，整治覆土恢復(fù)土地約10 hm2，復(fù)綠建成綠地公園。

2.3 穩(wěn)定坡體，建設(shè)煤矸石坡面綜合防護(hù)體系

對(duì)短期內(nèi)難以綜合利用或恢復(fù)土地的煤矸石山，采取工程、植物措施，穩(wěn)定坡體、綜合防護(hù)。首先在坡腳設(shè)置擋墻，坡面采取等高線脊、水平臺(tái)階、斜坡階地、水平溝等工程措施穩(wěn)定坡面；然后沿著等高線開挖截水溝、排水溝，配置縱向排水溝和急流槽，消除上游匯水和坡面徑流沖刷；最后科學(xué)配置植物措施，考慮矸石坡面立地條件，植物措施配置以灌草為主，選擇適宜鄉(xiāng)土樹草種，如刺槐、火炬樹、榆樹、臭椿、山皂角、山杏、華北衛(wèi)矛、側(cè)柏、爬山虎、紫穗槐、胡枝子、錦雞兒、高羊茅等，采取多種樹草種混合噴播或撒播的方式種植，必要的狀況下，采取魚鱗坑整地+植苗方式配合，提升植物成活率和防護(hù)效果。坡度較大，削坡處理?xiàng)l件不足的矸石坡面，可采取漿砌石拱+六棱磚+灌草混播護(hù)坡的綜合防護(hù)型式，雖然成本較高，但既能夠滿足坡面穩(wěn)定要求，又能有效排水，防護(hù)效果較好。

3 結(jié)語

綜上，煤矸石及區(qū)域坡面具有自身獨(dú)特的特征和土壤侵蝕特點(diǎn)，合理推廣應(yīng)用淄博礦區(qū)治理實(shí)踐成效顯著的矸石坡面水土保持綜合防護(hù)措施勢(shì)在必行，隨著自然資源管理與煤矸石綜合利用研究地不斷進(jìn)展，拓展矸石綜合利用是治本之策，各煤企應(yīng)牢固樹立‘綠水青山就是金山銀山’的生態(tài)文明理念，認(rèn)真履行水土保持生態(tài)治理職責(zé)，全力做好“山青、水秀、林綠、景美”的綠色礦山建設(shè)。