论植被在露天煤矿排土场中控制水土流失的作用研究

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摘要：为了研究露天煤矿排土场植被控制水土流失作用，按照生态学原理，在分析了露天煤矿排土场水土流失类型及危害，本文针对排土场的边坡侵蚀区、平台侵蚀区以及坡脚沉积区的侵蚀特点，从改善土壤结构、提高土壤肥力，进而择一些先锋植物植被来控制水土流失的角度出发，提出露天煤矿排土场3种主要植被配置类型，即平台植被设置类型，边坡植被设置类型以及坡脚沉积区的植被设置类型。评价了植被设置中存在的一些问题，指出了未来研究重点与方向。

关键词：露天矿；水土流失；类型；危害；植被配置模式

前言

人工开挖的露天煤矿排土场一般体积庞大，呈台阶式塔状分布，土质较为疏松，其植被类型、土壤的结构、地形和地质条件有别于原地貌，容易发生水土流失。如果土层受人为扰动过大，或者受雨水侵蚀严重，很容易发生滑坡等地质灾害。覆土一般较为疏松，结构不稳定，所以应及时着手对排土场的植被配置工作，以防止或者减轻水土流失带来的损失，恢复排土场土地的生产力，同时也加强了对矿区生态环境保护。露天煤矿排土场上部为平台侵蚀区，平台一般经过机器处理，碾压。边坡侵蚀区处于坡脚和平台之间，坡度较大，在雨水较多的情况下易发生集流现象。坡脚沉积区位于排土场底部，一般为各种排气物和疏松土的混合体。研究排土场的水土保持问题应根据自然界的客观规律，以生态学、土壤学、农林学为理论依据选用不同的植被设置模式，以便发挥最大的生态效益和经济效益。

1.排土场水土流失类型及危害

1.1平台侵蚀区的水土流失

排土场的平台一般要经过人工压实，易受风蚀作用影响，因此排土场周围可以配置护林。土体受人工扰动较大，土质疏松，在雨水较多时容易形成径流区。平台具有一定坡度，易形成集流现象，经过冲刷坡面时，很容易发生沟体侵蚀。一般情况下，细沟侵蚀如果得不到很好的补救处理，容易产生沟体放大效应。当水下渗到排土场与原地面接合处，接触面易发生水分富集，易诱发滑坡灾害，威胁人类生命财产安全，破坏土体生物结构，进而影响矿区的生态平衡。

1.2边坡侵蚀区的水土流失

边坡一般受重力侵蚀为主，沟蚀一般在雨水较多的情况下较为严重，对于多风地区，应考虑风蚀，而对于风蚀，由于风级和空气湿度等因素不同，其风蚀作用不同，应具体地区具体分析。边坡在上述作用下易发生崩塌、滑坡等地质灾害。调查表明，如果坡体石多土少，其渗透性较大，不易发生侵蚀；如果石少土多，细沟侵蚀较为严重；如果坡体全由大砾石构成，即使没有何水保措施，边坡也一般都处于稳定状态。

1.3坡脚沉积区的水土流失

坡脚处堆积有各种冲刷物，冲刷物掩埋了大片的土地，造成土地资源浪费，变废地为宝地是防治水土流失研究的重点方向。

2.排土场植被配置主要类型与模式

2.1植被在平台上的设置

排土场面积较大，但土质较差，渗透性差，而且土壤坚实。除此之外，其表面经反复碾压，土质僵硬，而边缘土质较为疏松，很容易放生水土流失。为了解决上述问题可采取生物措施。根据植被的用途，主要应用以下三种植被配置模式：

（1）永久性林业用地植被配置模式 林业用地对场地土质的条件要求并不严格。速生林是轮伐周期短的人工林，选择合适的场地种植速生林是一种便捷高效的植被种植方式，或者用材林，如刺槐、杨树、油松、榆树等。场地条件不好的地方可以设法种植生态林，生态林的培植种类应综合考虑当地的各种自然环境因素，如地理位置，气候特点以及地形地貌等。

（2）永久性农业用地植被配置模式 如果排土场土地相对肥沃，则可以考虑在排土场种植适合其生长的农作物，而且农业用地对地块面积的大小没有严格的要求。种植适合当地气候条件的农作物或经济作物，如高粱、玉米、大豆、小麦等。农业用地易于管理，流程单一，做到了生态效益和经济效益并举。

（3）永久性畜牧业用地植被配置模式 平盘较为辽阔，土壤肥沃，在当地畜牧业较为发达，对牧草有需求的地区可考虑永久性畜牧业用地植被配置模式。同时种植牧草可改良土地。牧草的种类选择应综合考虑以下几个方面的因素：

1、根据畜禽养殖品种选择；2、根据地理气候条件选择；3、根据土壤地质状况选择；4、多种牧草互补性选择；5、结合当地资源开发选择

2.2边坡植被配置

在岩土混合物排弃过程中形成排土场坡面，图纸结构复杂，土体结构不稳定，容易形成沟蚀现象。在边坡种植植被，能有效地防治水土流失。由于岩石和土壤混合程度不尽相同，因此我们可以把坡面分为纯岩坡面、纯土坡面以及混合坡面。对于纯岩坡面质地坚硬，不易发生滑坡现象，一般不做任何加固措施。对于岩土纯土边坡和混合边坡，由于土质疏松，尤其土体湿度较大的情况下易发生滑坡现象，不利于水土的保持，治理难度较大，因此覆土后应该立即着手植被的恢复工作，配置坡面的永久性植被。根据在土地复垦时对水土保持的基本要求，归纳并研究水土流失的一般规律，确定合理的植被栽植方案。确保植物沿等高线布置，一般在坡体中上部采用以沙棘为主的小型灌木与豆科、禾本科牧草混播，构成灌草结构，中下部宜构成以乔木、灌木为主的乔灌草混交林结构。其次应在边坡脚做好排水系统，如修筑排水渠道，减少边坡冲刷防治因过度冲刷而形成沟壑区。在鱼鳞坑整地工程进行的同时，应同时考虑边坡植被配置问题，以便创造有利的配置条件。

3.结 论

研究表明，露天煤矿排土场水土流失主要发生在平台侵蚀区，边坡侵蚀区和坡脚沉积区，而三者之间相互影响。我国露天煤矿大多分布在北部地区，气候和地质条件相差不大，因此排土场植被恢复模式大体相同，而个别有差异的地区应做到具体问题具体分析。根据排土场水土流失的位置不同，植被配置模式主要有：平台区植被配置，边坡植被配置和坡脚沉积区植被配置。植被栽植后也可能发生一些模式失效的情况，如模式生成后系统不稳定，植被种类单一，造林技术和方法不当，造成植被成活率低等，因此应做好相应的补救预案。对于植被配置，目前国内还没有形成具体的技术规范或标准，因此生产实际操作面临一定的困难，有待进一步研究。目前，为了更好地实现对废弃地生态环境的恢复改善，我可以从加强管理和经营，总结经验和技术，深入研究，并且做好相应的应急预案，促进合理科学的模式生成。（作者单位：辽宁工程技术大学）

参考文献：

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[3]程冬兵，刘士余.生物措施在水土保持中的应用探讨[J].江西农业大学学报，2003，12（2）： 144～146.