豫西矿区生态环境水土流失防治的措施探究
李俊超 王湛
摘要：豫西是河南省矿产资源分布及开采的重要地区，矿山开采及加工虽对当地社会经济发展起到了重要作用，但也加剧水土流失，使生态更加脆弱。本文通过对矿区水土流失特点及防治措施的综合分析，提出开展豫西矿区水土流失防治体系研究的思路，以期为该区域水土保持、土地复垦与矿山地质环境恢复治理工作提供理论依据。
关键词：生态环境；水土流失；综合防治；研究思路；豫西矿区
中图分类号：X171.4 文献标志码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0049-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.029
Abstract： Western He'nan is an important area for the distribution and mining of mineral resources in He'nan province. Mining and processing have played an important role in the development of local social and economic development， but it also aggravates soil erosion and makes the ecology more fragile. Based on the comprehensive analysis of soil erosion characteristics and control measures in the mining area， this paper puts forward the research ideas of soil and water loss prevention and control system in the western He'nan mining area， in order to provide theoretical basis for soil and water conservation， land reclamation and the restoration and treatment of mine geological environment in this area.
Key words： Eco-environment； Soil and water loss； Comprehensive prevention and control； Research train of thought； West He'nan mining area
豫西山區位于我国第二阶梯向第三阶梯的过渡带，又是黄土高原与黄淮海平原的交接地带，地质条件较为复杂，加之该区域处于我国南北分界线上，使得该区域生态环境极其脆弱，地质灾害频发。据统计，豫西黄土丘陵区面积约2.78万km2，其中中度以上侵蚀面积1.31 km2。同时，豫西是河南省矿产资源分布及开采的重要地区，形成了煤炭、铝土矿及金矿基地。矿山开采及加工虽对当地社会经济发展起到重要作用，但也加剧水土流失，恶化生态环境，使灾害发生频次逐年增加和危害愈发严重。
豫西矿山开采造成的水土流失及生态资源环境问题，是矿区亟需解决的问题。目前对豫西水土流失特点相关研究主要针对区域性、单一矿种，而对于豫西矿区整体研究鲜见报道。综合目前矿区水土流失特点，充分考虑他人研究中存在的不足，针对豫西矿区自然条件，分析不同性质矿山条件下矿区水土流失影响因素及响应作用，进而探寻豫西矿山采矿过程中水土流失发生特点及发展规律，以矿区生态环境为目标，提出豫西矿区水土流失防治关键措施及配置模式，建立防治措施体系，有效防治矿区水土流失，实现该区域可持续发展，具有重要的理论与实践意义。
因此，本研究开展豫西矿区水土流失特点及防治，可为矿区水土保持、土地复垦与矿山地质环境恢复治理工作提供理论依据。
1 矿区水土流失特点研究现状分析
1.1 矿区水土流失概念
李文银等[1]提出矿区水土流失主要原因是人为因素导致水土资源的破坏和损失，进而引起土地生产力下降甚至完全丧失土地功能。
1.2 不同类型矿区水土流失特点研究进展
1.2.1 采矿塌陷地水土流失特点研究
井工开采过程中造成地面塌陷导致土体、植被及生态资源破坏，加剧土壤侵蚀，威胁人类的生产生活。李文银等[1]将矿区塌陷分为水动力致塌的岩溶塌陷和采空致塌的矿山塌陷。地面塌陷极易破坏土壤结构，减少土壤含水量，降低土壤容重，增加地表水入渗量，加快土壤风蚀，改变土壤地表微地形，改变径流流向和流速[2]，引起严重的水土流失和土壤沙化，进而降低植被覆盖度，破坏自然景观。同时，塌陷更会造成土壤养分的淋溶和流失，恶化土壤微生物的生长环境[3]。
1.2.2 矸石山水土流失特点研究
我国目前堆积煤矸石达15～20亿t，每年新增1.5亿t，占用土地6700 hm2。李德平等[4]通过对矸石山的地形地貌、降水特征和植被覆盖程度的研究得出：雨强越大、坡度越长、坡度越陡，土壤侵蚀程度越大；植被覆盖度越高、水土流失量越小。
1.2.3 排土场水土流失特点研究
排土场是在露天开采过程中由大量剥离物人工堆垫形成的特殊巨型地貌。土壤均为复填土，层序紊乱、理化性质变坏、养分丢失。表层土容重大，渗透系数低，且非均匀沉降产生沉降裂缝，造成地表径流严重，植物扎根困难。白中科等[5]从露天矿排土场的边坡坡度、土壤容重、土体物质组成与土壤侵蚀之间的关系研究入手，对排土场水土流失进行分类和评估，认为其侵蚀程度与堆积物的组成、堆积坡向、坡位及植被覆盖度均有密切关系。
2 矿区水土流失防治研究现状分析
2.1 矿区水土流失防治研究现状
国外关于矿区水土流失防治源自于土地复垦。李香云等[6]分析相关文献认为，西方发达国家的矿产资源开发利用已成功转型，其水土流失防治更加注重法律保障，且法律体系健全，防治技术成熟，并和旅游业等行业紧密结合，初步实现生态效益与经济效益、社会效益的协同发展。新中国成立前，我国矿区水土保持研究尚属空白。新中国成立后，随着采矿、冶金业的迅猛发展，其造成的水土流失问题逐渐引起重视，矿区的水土保持工作才开始起步。近年来，越来越多的科研工作者投身到矿区水土保持的研究中，也取得了不少成果。白中科等[5]通过对露天矿废弃地复垦技术的研究，从中筛选出包括黄土直接铺盖工艺、植被综合修复在内的6种新技术。
2.2 矿区水土流失防治研究存在的问题
矿区水土流失防治措施体系研究具有以下特点：（1）针对某一矿区和单一矿山水土流失防治措施应用研究较多，水土流失综合防治措施体系研究较少；（2）针对矿区单项水土流失防治措施研究深入，综合防治措施体系及配置模式研究较少，防治措施多结合水保方案编制提出；（3）针对多矿种矿区水土流失防治关键措施及配置模式研究较少。
3 豫西矿区水土流失防治措施的思路探究
针对目前国内外对矿区水土流失研究出现的问题，并结合豫西地区特殊的自然条件，我们提出从以下三个方面对豫西矿区水土流失防治进行探究：
3.1 不同性质矿山矿区水土流失影響因素及响应作用研究
通过资料收集获得豫西不同性质矿山开采空间分布格局及开采现状，利用豫西现有观测资料探究不同性质矿山矿区水土流失影响因素。通过现场勘查，利用因素分解法等分析豫西矿区水土流失影响因素之间响应作用。
3.2 采矿过程中水土流失发生特点及发展规律研究
针对豫西不同性质矿山采矿过程，利用土壤侵蚀发生原理，采用GIS分析法，探求豫西矿区水土流失发展规律。
3.3 豫西矿区水土流失防治关键措施配置模式及防治体系研究
通过豫西矿区水土流失发生特点及发展规律研究，基于景观生态原理，在豫西矿区生态重建研究基础上，针对豫西矿区提出水土流失防治关键措施及配置模式，建立有效的防治措施体系。
参考文献
[1]李文银，王治国.蔡继清.工矿区水土保持[M].北京：科学出版社，1996.
[2]赵国平，毕银丽，杨伟等.神府煤田风沙区采煤塌陷对粒度成分特征的影响[J].中国沙漠，2015，（6）：1461-1466.
[3]Tripathi N， Singh R S， Singh J S. Impact of post-miningsubsidence on nitrogen transformation in southern tropical drydeciduous forest， India[J]. Environmental research， 2009，109（3）： 258-266.
[4]李德平，张玉梅，方继臣等.煤矸石水土流失规律与防治措施的研究[J].水土保持研究，2001，8（3）：22-25.
[5]白中科，王文英，李晋川等.试析平朔露天煤矿废弃地复垦的新技术[J].煤炭环境保护，1998，12（6）：47-50.
[6]李香云.国外生态用水管理制度与启示[J].水利发展研究，2013，（9）：83-86.
收稿日期：2018-04-18
作者简介：李俊超（1988-），男，硕士，工程师，研究方向为矿区土壤修复技术与应用研究。
摘要：豫西是河南省矿产资源分布及开采的重要地区，矿山开采及加工虽对当地社会经济发展起到了重要作用，但也加剧水土流失，使生态更加脆弱。本文通过对矿区水土流失特点及防治措施的综合分析，提出开展豫西矿区水土流失防治体系研究的思路，以期为该区域水土保持、土地复垦与矿山地质环境恢复治理工作提供理论依据。
关键词：生态环境；水土流失；综合防治；研究思路；豫西矿区
中图分类号：X171.4 文献标志码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0049-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.029
Abstract： Western He'nan is an important area for the distribution and mining of mineral resources in He'nan province. Mining and processing have played an important role in the development of local social and economic development， but it also aggravates soil erosion and makes the ecology more fragile. Based on the comprehensive analysis of soil erosion characteristics and control measures in the mining area， this paper puts forward the research ideas of soil and water loss prevention and control system in the western He'nan mining area， in order to provide theoretical basis for soil and water conservation， land reclamation and the restoration and treatment of mine geological environment in this area.
Key words： Eco-environment； Soil and water loss； Comprehensive prevention and control； Research train of thought； West He'nan mining area
豫西山區位于我国第二阶梯向第三阶梯的过渡带，又是黄土高原与黄淮海平原的交接地带，地质条件较为复杂，加之该区域处于我国南北分界线上，使得该区域生态环境极其脆弱，地质灾害频发。据统计，豫西黄土丘陵区面积约2.78万km2，其中中度以上侵蚀面积1.31 km2。同时，豫西是河南省矿产资源分布及开采的重要地区，形成了煤炭、铝土矿及金矿基地。矿山开采及加工虽对当地社会经济发展起到重要作用，但也加剧水土流失，恶化生态环境，使灾害发生频次逐年增加和危害愈发严重。
豫西矿山开采造成的水土流失及生态资源环境问题，是矿区亟需解决的问题。目前对豫西水土流失特点相关研究主要针对区域性、单一矿种，而对于豫西矿区整体研究鲜见报道。综合目前矿区水土流失特点，充分考虑他人研究中存在的不足，针对豫西矿区自然条件，分析不同性质矿山条件下矿区水土流失影响因素及响应作用，进而探寻豫西矿山采矿过程中水土流失发生特点及发展规律，以矿区生态环境为目标，提出豫西矿区水土流失防治关键措施及配置模式，建立防治措施体系，有效防治矿区水土流失，实现该区域可持续发展，具有重要的理论与实践意义。
因此，本研究开展豫西矿区水土流失特点及防治，可为矿区水土保持、土地复垦与矿山地质环境恢复治理工作提供理论依据。
1 矿区水土流失特点研究现状分析
1.1 矿区水土流失概念
李文银等[1]提出矿区水土流失主要原因是人为因素导致水土资源的破坏和损失，进而引起土地生产力下降甚至完全丧失土地功能。
1.2 不同类型矿区水土流失特点研究进展
1.2.1 采矿塌陷地水土流失特点研究
井工开采过程中造成地面塌陷导致土体、植被及生态资源破坏，加剧土壤侵蚀，威胁人类的生产生活。李文银等[1]将矿区塌陷分为水动力致塌的岩溶塌陷和采空致塌的矿山塌陷。地面塌陷极易破坏土壤结构，减少土壤含水量，降低土壤容重，增加地表水入渗量，加快土壤风蚀，改变土壤地表微地形，改变径流流向和流速[2]，引起严重的水土流失和土壤沙化，进而降低植被覆盖度，破坏自然景观。同时，塌陷更会造成土壤养分的淋溶和流失，恶化土壤微生物的生长环境[3]。
1.2.2 矸石山水土流失特点研究
我国目前堆积煤矸石达15～20亿t，每年新增1.5亿t，占用土地6700 hm2。李德平等[4]通过对矸石山的地形地貌、降水特征和植被覆盖程度的研究得出：雨强越大、坡度越长、坡度越陡，土壤侵蚀程度越大；植被覆盖度越高、水土流失量越小。
1.2.3 排土场水土流失特点研究
排土场是在露天开采过程中由大量剥离物人工堆垫形成的特殊巨型地貌。土壤均为复填土，层序紊乱、理化性质变坏、养分丢失。表层土容重大，渗透系数低，且非均匀沉降产生沉降裂缝，造成地表径流严重，植物扎根困难。白中科等[5]从露天矿排土场的边坡坡度、土壤容重、土体物质组成与土壤侵蚀之间的关系研究入手，对排土场水土流失进行分类和评估，认为其侵蚀程度与堆积物的组成、堆积坡向、坡位及植被覆盖度均有密切关系。
2 矿区水土流失防治研究现状分析
2.1 矿区水土流失防治研究现状
国外关于矿区水土流失防治源自于土地复垦。李香云等[6]分析相关文献认为，西方发达国家的矿产资源开发利用已成功转型，其水土流失防治更加注重法律保障，且法律体系健全，防治技术成熟，并和旅游业等行业紧密结合，初步实现生态效益与经济效益、社会效益的协同发展。新中国成立前，我国矿区水土保持研究尚属空白。新中国成立后，随着采矿、冶金业的迅猛发展，其造成的水土流失问题逐渐引起重视，矿区的水土保持工作才开始起步。近年来，越来越多的科研工作者投身到矿区水土保持的研究中，也取得了不少成果。白中科等[5]通过对露天矿废弃地复垦技术的研究，从中筛选出包括黄土直接铺盖工艺、植被综合修复在内的6种新技术。
2.2 矿区水土流失防治研究存在的问题
矿区水土流失防治措施体系研究具有以下特点：（1）针对某一矿区和单一矿山水土流失防治措施应用研究较多，水土流失综合防治措施体系研究较少；（2）针对矿区单项水土流失防治措施研究深入，综合防治措施体系及配置模式研究较少，防治措施多结合水保方案编制提出；（3）针对多矿种矿区水土流失防治关键措施及配置模式研究较少。
3 豫西矿区水土流失防治措施的思路探究
针对目前国内外对矿区水土流失研究出现的问题，并结合豫西地区特殊的自然条件，我们提出从以下三个方面对豫西矿区水土流失防治进行探究：
3.1 不同性质矿山矿区水土流失影響因素及响应作用研究
通过资料收集获得豫西不同性质矿山开采空间分布格局及开采现状，利用豫西现有观测资料探究不同性质矿山矿区水土流失影响因素。通过现场勘查，利用因素分解法等分析豫西矿区水土流失影响因素之间响应作用。
3.2 采矿过程中水土流失发生特点及发展规律研究
针对豫西不同性质矿山采矿过程，利用土壤侵蚀发生原理，采用GIS分析法，探求豫西矿区水土流失发展规律。
3.3 豫西矿区水土流失防治关键措施配置模式及防治体系研究
通过豫西矿区水土流失发生特点及发展规律研究，基于景观生态原理，在豫西矿区生态重建研究基础上，针对豫西矿区提出水土流失防治关键措施及配置模式，建立有效的防治措施体系。
参考文献
[1]李文银，王治国.蔡继清.工矿区水土保持[M].北京：科学出版社，1996.
[2]赵国平，毕银丽，杨伟等.神府煤田风沙区采煤塌陷对粒度成分特征的影响[J].中国沙漠，2015，（6）：1461-1466.
[3]Tripathi N， Singh R S， Singh J S. Impact of post-miningsubsidence on nitrogen transformation in southern tropical drydeciduous forest， India[J]. Environmental research， 2009，109（3）： 258-266.
[4]李德平，张玉梅，方继臣等.煤矸石水土流失规律与防治措施的研究[J].水土保持研究，2001，8（3）：22-25.
[5]白中科，王文英，李晋川等.试析平朔露天煤矿废弃地复垦的新技术[J].煤炭环境保护，1998，12（6）：47-50.
[6]李香云.国外生态用水管理制度与启示[J].水利发展研究，2013，（9）：83-86.
收稿日期：2018-04-18
作者简介：李俊超（1988-），男，硕士，工程师，研究方向为矿区土壤修复技术与应用研究。
