作者：陳東 單位：中煤國際工程集團 沈陽設計研究院

水土保持生態修復是指在水土流失區采取一定的人工輔助措施，使自然界本身固有的再生能力得以最大限度地發揮，促進植被的持續生長發育和演替，從而保護并改善受損的生態系統。在煤礦建設和煤炭開采過程中，因改變地形地貌對自然景觀造成了難以恢復的破壞。礦區的開發不僅破壞土壤環境，而且各種廢棄物直接或間接地污染河流、水庫、地下水等。采礦業對生態環境的危害現受到社會廣泛關注，礦山生態環境治理也已成為世界性的課題之一。現以山西省侯甲煤礦項目為研究對象，針對礦區開發建設過程中產生的水土流失和生態問題，提出水土保持及生態修復措施，以期為當地的礦產資源開發和生態環境修復提供科學依據和技術支撐。

1項目區概況

項目區礦井位于太行山南段西側，區內溝谷（多呈“V”字型）縱橫，地形起伏較大。西部與南部主要為黃土丘陵階地區，東部與北部主要為侵蝕劇烈的低山區。井田呈不規則多邊形，東西寬1.40～2.10km、南北長1.34～2.22km，面積為3.6381km2。井田的設計可采儲量為12054kt，服務年限為10.3a。項目區位于山西省級水土流失重點監督區沁水煤田區內，為縣級水土流失重點治理區，以水力侵蝕為主；氣候屬東亞暖溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候，多年平均降水量583.9mm，多年平均蒸發量1735.7mm，多年平均氣溫11.8℃。由于人為破壞及受自然條件限制，項目區常見的植被為旱生落葉灌叢植被。

2水土保持生態修復分區防治措施

2.1工業場地防治區

2.1.1水土保持工程措施工業場地防治區的主要防治對象為場內揚塵污染、周邊風沙及坡面徑流產生的水土流失等。因此，主體設計了場區排水溝、涵洞、護坡、場區擋土墻、防風抑塵網等攔擋工程。在末煤儲的煤場周邊及回車場地周邊布置了580m長的防風抑塵網，有效降低了風速，防止了大風天氣的風蝕。在工業場地內部設計斷面尺寸為0.4m×0.5m的漿砌石排水溝，其中排水明溝長2100m、蓋板排水溝長750m，用分支引流的方式集中排出場地的內部雨水。沿草溝溝底修建半圓拱排水涵洞（斷面尺寸為1.2m×1.4m），導出溝底匯流。排水工程均采用M5水泥沙漿砌MU30片石砌筑，減少了匯流對地面的沖刷，具有較好的水土保持功能。在平臺之間設置漿砌石擋土墻，石量為8480m3。在工業場地內主體設置漿砌石護坡，面積為5300m2。

2.1.2態植被恢復措施工業場地防治區的水土保持措施以綠化為主，主體工程設計的總綠化面積為2.67hm2，綠化系數為23%，在美化辦公環境的同時，也符合水土保持要求。根據當地氣候條件，冬春季以栽植喬木為主，夏季以栽植草坪、花卉為主。闊葉喬木栽前需用水浸根24～48h，使苗木充分吸水。栽植前，對苗木根部進行必要的修剪，剪掉腐根和過長根。剪掉樹冠的病蟲枝和折枝，并適當修剪較稠密的細弱小枝，以使枝條分布均勻。栽后在樹穴四周培土，并及時均勻澆水，待水滲下后，再在表層覆土。花灌木樹種的根量大、須根多，不需剪根系，栽時放入穴內分層覆土踏實，栽后修剪枝條，保留適當高度。

2.2場外道路防治區

2.2.1水土保持工程措施道路建設使地面裸露，對原地貌和植被造成了較大的破壞。再塑地貌在集中強降雨的條件下，容易產生水土流失，故道路兩側的防護措施尤為重要。主體已設計的工程防護措施主要有進場道路挖方側漿砌片石排水溝和填方側漿砌石擋土墻。其中漿砌石排水溝的底寬為0.40m，深度為0.40m，內側邊坡為1.0∶1.5，外側邊坡為1.0∶1.0，斷面為梯形。漿砌石擋土墻采用M7.5漿砌片石結構，砌筑量1100m3。本研究新增的水土保持與生態修復工程措施是在排矸場道路挖方側修建漿砌石排水溝，水溝斷面設計為矩形（尺寸為0.4m×0.4m），砌石厚度0.30m，砂礫石墊層厚0.1m。

2.2.2生態植被恢復措施施工結束后，對需要進行植被恢復的區域進行全面整地，整治面積為0.24hm2。在進場道路一側栽植兩排行道樹，采用垂柳與碧桃株間混交的方式。在爆破材料庫道路兩側各栽植一排行道樹，樹種也為垂柳與碧桃株間混交；排矸場道路兩側各栽植一排行道樹，樹種為刺槐與白蠟株間混交。單行栽植的株距為3m，兩行栽植的株行距為3m×2m。為防治路基邊坡水土流失，在雨季向邊坡撒播白羊草草籽1.20kg。

2.3排矸場防治區

排矸場的最大堆渣高程為780m，庫容為8.15萬m3，壩址以上的流域面積為0.04km2。根據《防洪標準》（GB50201-94），工程采用20年一遇設計標準、50年一遇校核標準。排矸場壩高、面積及庫容的關系見圖1。

2.3.1水土保持工程措施由于建設場內的地形起伏較大，且年降雨量較集中，因此矸石的排放及堆置會造成較大的水土流失。根據主體工程的排矸特點，矸石山的水土流失主要表現為排矸過程中的揚塵和矸石堆置過程中的水蝕。為防止矸石流失，攔擋工程設計為漿砌石擋渣墻初期壩和堆矸坡面復合型擋渣工程。排矸場擋渣墻建成后，從擋渣墻墻背處開始自下而上采取分段分層的排放方式。排矸場設有3道堆矸坡面，坡面高5.0m，坡度為1.0∶2.5，兩堆矸坡面之間留5.0m寬的馬道。馬道內側設排水溝，與排矸場兩側布設的截、排水溝相連。擋渣墻的斷面見圖2。

2.3.2生態植被恢復措施矸石堆置時間較長，在風力作用下將加重水土流失，因此排矸場的生態植被恢復尤為重要。對排矸場堆矸平臺的表面、坡面及馬道覆土，然后進行植樹造林綠化。在堆渣坡面栽植金銀花綠氏進行護坡，栽植方式為穴植，株距為1.0m，行距為1.2m；在堆矸平臺（包括馬道）栽植喬木，樹種為常綠樹種油松和彩葉樹種元寶楓，采用行間混交方式，株距2.0m，行距3.0m，呈“品”字形排列。馬道及平臺在植樹前進行整地作業，規格為40cm×40cm。

2.4場外輸電線路防治區

在施工過程中，輸電線路的管線敷設、臨時施工便道的修建、立桿、回填等最易造成水土流失，施工結束后應盡快恢復原有地貌。施工結束后，對需要進行綠化措施的區域進行全面整地，整治面積為4.57hm2，然后采取種草方式進行植被恢復。草種選用白羊草，播種方式為條播，共撒播草籽137.1kg。

2.5采空沉陷影響區

該礦區主要為黃土丘陵階地區，沉陷區土地復墾以充填復墾為主。對沉陷區進行綜合整治，及時堵塞裂縫，平整沉陷耕地，以恢復沉陷耕地使用能力和防止水土流失。全井田受沉陷影響的耕地主要為旱地。對塌陷穩定、坡度小于25°的坡耕地采取坡改梯技術，以提高作物產量。梯田復墾主要沿地形等高線方向修筑。修正田面時，應將推平的梯田面修正為外高里低的內傾式逆坡，坡度為l～3°，并在棱坎頂部筑一蓄水埂（頂寬25cm，埂高20cm）。梯田設計示意圖見圖3。復墾井田內受沉陷影響的林地時，一般采取兩種方案：一是及時扶正樹體，填充裂縫，保證其正常生長；二是根據海拔、坡向、坡度、土壤質地、土層厚度等，采取適宜的征地措施，選擇適宜的品種，增加植被覆蓋率。緩坡地應全面整地，清除雜草、灌木、石塊，復墾為林地；較陡坡地多采用魚鱗坑方法修復。布置魚鱗坑時，從山頂到山腳每隔一定距離挖一排月牙型坑，每排坑均沿等高線挖，上下兩坑既交叉又互相搭接，呈“品”字形排列（見圖4）。等高線上的魚鱗坑間距（株距）為1.5m（約為坑徑的2倍），上下兩排的坑距為1.5m，坑深為0.5m。挖坑取出的土應培在坑外沿，并筑成半圓埂，以增加蓄水量。埂中間高兩邊低，可使水從兩邊流入下一個魚鱗坑。