浅谈城固县矿山水土流失防治措施
中图分类号:O741+.2文献标识码:A 文章编号:
一、基本情况
城固县位于陕西省西南部,地处汉中盆地中部,东经107°03′至107°30′,北纬32°45′至33°40′之间。地貌轮廓为南北?{起、中间低平、东西敞开的不完整盆地。县境呈狭长地形,汉江横贯中部,东西宽42km,南北长101km,全县土地总面积2265km2,水土流失面积为928.27km2,占总面积的42.7%。
城固县矿产资源丰富,已开发的矿种主要有硅矿、大理石、花岗岩、石灰石、石英石、钾长石等。全县有矿山企业有57家,均为小型矿山,多以露天开采方式。年开采矿石200多万吨。矿山开发为县域经济持续稳定发展做出贡献的同时,也使县域内人为水土流失不断加剧,防治矿山水土流失刻不容缓。
二、矿山水土流失成因及危害
(一) 矿山水土流失成因
1、水力侵蚀
城固县位于属北亚热带气候秦巴区,雨量充沛,年平均
降水量约为1000mm,降水集中在夏季7―10月,多以暴雨形式出现。全县矿山企业多以露天开采,矿区水力侵蚀类型主要有面蚀、沟蚀和暴雨引起的山洪侵蚀。
2、重力侵蚀
矿山开采作业形成的高陡边坡,在人工采掘和爆破等任何一种营力作用时,在自重力为主的作用下,高陡边坡失去平衡而产生破坏。主要为崩塌和滑坡二类。
(二)矿山水土流失危害
(1)植被破坏
全县矿山企业多以露天开采,由于要剥离
表
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土,就必然毁坏地表的树木、灌木、草皮等地表附着物,对原生地表的水土保持设施造成破坏,在很大程度上加剧了开采区内的水土流失程度。
(2)弃土弃渣
矿山企业在其生产过程中将产生的大量弃土、弃渣,堆积在山坡、沟谷,一遇暴雨和连阴雨,便会随洪水涌入沟谷。堆放渣场如无拦挡和截(排)水设施,每遇大强度降雨,就成为产生水土流失的物源,同时弃渣堆积体在雨水渗透后其抗滑稳定性就大大降低,极易造成滑坡和泥石流,危及堆积体下方的建筑物和人民群众的生命安全,加快下游塘库泥沙淤积速度,缩短水利设施的使用寿命,淤积河床,给经济发展和社会安全造成更大的损失。
(3)破坏自然景观及污染水体
露天采矿剥离表土,挖损土地,破坏地表植被,以及堆放尾矿、矿渣等,破坏了原有地貌,造成了自然景观和生态环境的破坏。
三、矿山水土流失防治措施
我县的矿山水土流失防治措施按照“因地制宜、因害设防、总体设计、全面布局、科学配置,并与周边景观相协调”原则分区布设防治措施。矿山水土流失防治分区一般分为采场防治区、矿山专用公路防治区、弃渣场防治区、附属设施防治区等分区。各分区因地制宜布设
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
措施、植物措施、临时措施等。
1、拦渣工程
根据弃土、弃石、弃渣等堆放的位置和堆放方式,结合地形、地质、水文条件,弃渣场可分为拦沟型渣场、临河(沟)型渣场、谷坡型渣场【1】。按其所处位置的重要程度和河道的等级分别确定,并应进行相应的洪峰流量计算和安全稳定性
分析
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。
①工程等级和防洪
标准
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拦渣工程主要有拦渣坝(尾矿库)、挡渣墙、拦渣堤三种形式,其防洪标准及设计标准,根据《开发建设项目水土保持技术规范》、《堤防工程设计规范》和《防洪标准》,综合考虑各渣场堆渣量、堆渣高度及其与主体工程的关系等因
素,按水土保持治沟骨干工程的防洪标准【2】确定工程等级和防洪标准。
我县矿山弃渣场一般为V等工程,主要建筑物为4级,防御标准为20年一遇设计,50年一遇校核。临河(沟)型渣场防御标准为30年一遇设计,100年一遇校核。矿山弃渣场挡渣坝(墙、堤)坡脚一般应高于设计洪水位线1.0m以上,有效防止渣场淹没的危害。
②设计及校核洪峰流量计算
设计及校核洪峰流量计算按照由实测流量资料推求设
计洪水公式Qm设p=(F设/F站)2/3×Qm站p推求和区域经验公式Qp=CpFn计算。
公式Qm设p=(F设/F站)2/3×Qm站p
式中:Qm设p―设计流域的设计洪峰流量(m3/s);
Qm站p―水文站处计算的设计洪峰流量(m3/s);
F设、F站―分别为设计流域,水文站控制的流域面积(km3)。
公式Qp=CpFn
式中:Qp―频率为p的设计洪峰流量(m3/s);
Cp、n―频率为p的经验参、指数。
③稳定性分析
挡渣坝(墙、堤)稳定主要涉及抗滑、抗倾稳定和地基承载力3个方面, 采用在工程计算上应用较广的库仑土压力
理论计算,堆渣坡面稳定性分析采用条分法,这里不再赘述。
弃渣场拦挡工程破坏多发生在雨季,渣体基本处于饱和状态,排水孔、暗沟等排水设施失效淤塞后,作用在拦挡工程上除了渣体土压力外,还包括静水压力。因此在弃渣场的稳定分析中应包括静水压力,以确保稳定分析准确性和工程的安全性。
2、防洪排导工程
防洪排导工程一般应包括截排水沟渠、排洪渠等设施。截水沟一般布置在矿山采场坡顶线距离5m以上,将采场上边坡坡面径流截到场外以保证矿山开采安全。在采场内设立排水十字沟、边坡排水沟、坡脚排洪渠等排水系统。坡面截(排)水工程的设计洪水流量可按下列公式计算:Q
=0.278kiF,式中Q为设计洪水流量,m3/s;k为洪峰径流系数;i为汇流历时内平均降雨强度,mm/h;F为集水面积, km2 。截(排)水沟渠断面形式一般为梯形,采用半挖半填,内边坡比1:1,外边坡比1:1.5,宽深比一般取2.0。截(排)水沟、排洪渠一般采用浆砌石或砼衬砌,出口处应设消力池。
3、斜坡防护工程
矿山开采作业完成后一般会形成高陡边坡,应采用削坡开级措施,削掉非稳定体的部分,减缓坡度;通过修筑阶梯或平台,达到相对截短坡长,改变坡型、坡度、坡比,降低荷载重心,维持边坡稳定,最终边坡角应小于45°;阶梯高
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