陶瓷土矿水保方案.docx
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陶瓷土矿水保方案
1前言
陶瓷业是某县经济的支柱产业之一，该县现有各种规模的瓷厂数十家，陶瓷土原料需求量大。
陶瓷生产旺季，陶瓷土常出现供不应求的现象，尚需外部调运补充。
因此加快某县境内陶瓷土开发利用步伐具有现实意义和经济效益。
洋尾高岭土（陶瓷土）矿位于某县某乡某村，高岭土矿在开采建设中，将大面积扰动地表，产生大量弃土、弃石、废渣，如不及时采取有效的水土保持防护措施，极易造成严重的水土流失，势必影响周边的生态环境，同时也影响项目区的持续发展。
因此，水土保持防护工程必须成为项目区开发建设的重要组成部分。
根据《中华人民共和国水土保持法》等法律、法规的有关规定，从事可能引起水土流失的生产建设单位和个人，必须采取措施保护水土资源，并负责治理因生产建设活动中造成的水土流失。
水土保持方案是开发建设项目总体设计的重要组成部分，是实施水土保持防护措施以及加强水土保持监督管理的技术依据。
水土保持方案的编制和实施有利于遏制对水土资源的破坏和保护，维护生态环境稳定，确保水土资源可持续利用。
按照国家有关法律法规和技术规范的要求，某县某乡某村洋尾高岭土矿对矿山开采的矿区、弃渣场、临时料场、道路应编制水土保持方案报告书，并与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。
安溪县水土保持试验站受业主某县某乡某村洋尾高岭土矿的委托，对该项目进行可研阶段的水土保持方案的编制，经现场实地调查勘测，于2005年10月顺利完成该项目水土保持方案的编制工作。
本水土保持方案的编制是依据开发建设项目区的实际情况，对项目区开发建设过程中可能产生的水土流失进行预测，编制了可行的工程防护措施和植物防护措施，促进项目区水土资源合理开发利用，减少水土流失，确保项目区生态环境得到有效保护。
2方案编制总则
2.1编制目的和意义
某县某乡某村洋尾高岭土矿属于矿山开采开发项目，根据《中华人民共和国水土保持法》和《建设项目环境保护管理条例》等有关法律、法规规定，应编制水土保持方案编制的目的和意义是：
（1）根据“谁开发，谁保护，谁造成水土流失，谁负责治理”的原则，明确项目建设的水土流失防治责任范围；
（2）明确项目建设的水土流失防治目标、防治措施及方案实施进度，编制切实可行的水土流失防治方案，为方案实施提供技术依据，有利于遏制水土资源破坏，保护、恢复和从建生态环境，确保水土资源的可持续利用；
（3）将水土流失防治纳入工程建设的总体安排和年度计划中，便于水土保持工程和主体工程“同时设计、同时施工、同时投入使用”；
（4）为水土保持主管部门对项目建设的水土流失防治工作进行监督检查和管理提供依据。
2.2编制依据
2.2.1任务来源
（1）水土保持方案编制委托书----某县某乡某村洋尾高岭土矿（2005年10月8日）
（2）《福建省某县洋尾矿区（扩界）陶瓷土矿储量核实报告书》（福建省197煤田地质勘探队）2005年9月
（3）《福建省某县洋尾矿区（扩界）陶瓷土矿开发利用方案》（福建省197煤田地质勘探队）2005年9月
2.2.2法律法规
（1）《中华人民共和国水土保持法》（1991年6月）
（2）《中华人民共和国水法》（2002年8月）
（3）《中华人民共和国水土保持法实施条例》（1993年8月）
（4）《建设项目环境保护管理条例》（国务院253号令）
（5）《中华人民共和国河道管理条例》（1988年6月）
（6）《福建省实施〈中华人民共和国水土保持法〉办法》（1995年1月）
2.2.3部委规章
（1）《开发建设项目水土保持方案编制编报审批管理规定》（水利部第5号令）
（2）《水土保持生态环境监测网络管理办法》（水利部第12号令）
（3）《开发建设项目水土保持方案管理办法》（水利部、国家计委、国家环保局“水保[1994]513号”文）
（4）《开发建设项目水土保持设施验收管理办法》（水利部第16号令）
2.2.4规范性文件
（1）《国务院关于加强水土保持工作的通知》（国发[1993]5号文）
（2）《全国生态环境保护纲要》（2000年）
（3）《福建省人民政府关于划分水土流失重点防治区的通知》（闽政[1999]文205号）
2.2.5规范标准
（1）《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204-98）
（2）《水土保持综合治理规划通则》（GB/T15772-1995）
（3）《水土保持综合治理技术规范》（GB/T16453.1~16453.6-1996）
（4）《水土保持综合治理施验规范》（GB/T15773-1995）
（5）《水土保持综合治理效益计算方法》（GB/T15773-1995）
（6）《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190-1996）
（7）《水土保持监测技术规范》（SL277-2002）
（8）《造林技术规程》（GB/T15773-1995）
（9）《福建省水利水电基建工程设计慨算编制办法》（闽水电[1997]计766号）
（10）《福建省水利水电建筑工程预算定额》（闽水电[1997]计201号）
（11）《规范水土保持方案编报程序、编写格式和内容的补充规定》（水利部保监[2001]15号）
（12）《关于水土保持补偿费收费标准的批复》（福建省物价委员会、财政厅闽价[1996]费字393号）
2.3设计深度
根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204-98）规定，水土保持方案编制深度与主体工程设计深度相当。
因此，本水土保持方案编制设计深度亦为可行性研究阶段。
2.4设计水平年限
水土保持方案设计水平年指水土保持工程建成，初具规模并开始发挥作用的时间。
本水土保持方案设计水平拟定为2009年。
3、项目及项目区概况
3.1项目的名称、地理位置、项目性质
3.1.1项目名称：
某县某乡某村洋尾高岭土矿
3.1.2地理位置：
某县某乡某村洋尾高岭土矿位于某县城北东210，直距约12km处的洋尾一带，行政区划属某县某乡某村。
某县城至某乡县道柏油路从矿区西部经过，矿区至某乡汽车站3.5km，交通较方便。
原矿区东西长150m，南北宽80m，面积约为0.012km2。
地理坐标为：
118020/03//——118020/08//，北纬：
25026/20//——25026/25//。
矿区面积为0.274km2。
3.1.3项目性质：
某县某乡某村洋尾高岭土矿属于小型露天开采与硐采相结合的矿山矿类；属某县矿产资源开发与保护规划图中的可采区；矿区由某县某乡企业管理中心出资开采，属集体企业性质。
3.2矿区建设规模和矿区现状
3.2.1矿区建设规模：
根据《福建省某县洋尾矿区（扩界）陶瓷土矿开发利用方案》资料提供，该矿资源量（333）为19.20万t，开采资源量14.09万t，年开采量5万t，服务年限2.8年。
3.2.2矿区现状：
Ⅰ号矿体：
矿区南部原有一个旧采坑，以山坡露天式开采沙质陶瓷土。
采坑长150m，宽80m，高12—32m：
据业主介绍，从1997年起已有露天断续开采，2001年办证以后形成规模开采，该露天采场经长期采掘，浅层陶瓷土资源已近枯竭，由于后期回采成本较高，利润又少。
在这种情况下，业主提出申请扩界开采位于矿区中北方向的Ⅱ号矿体。
两矿相距约350m。
Ⅱ号矿体：
矿区中北部有一个调查性质的露天采坑，平均长12m，平均高3.5m，面积约60m2。
3.3施工工艺及废弃特点
3.3.1施工工艺：
本矿山Ⅰ号采矿体和Ⅱ号采矿体6块段采用露天开采，采用人工爆破采矿技术，由上而下，台阶式逐层往下开采，矿石经人工手选后，以原矿或粉矿（块度不大于0.036m3）作为陶瓷配料直接销售给厂家。
Ⅱ号采矿体6块段采用硐采开采（根据该开发利用方案提供），采用阶段平硐开拓，分600m和625m两个水平进行开采，首先在南西近矿界处设计主井，在主井硐口沿南东1280方位，开拓600m水平运输巷道到直距43m处，往北东400方位施工上山斜井，到直距43m处的最高点。
在主井北东240方位，直距50m设计风井。
在风井硐口沿南东1300方位，开拓水平巷道到直距20m处。
从最高点至风井硐口为人行巷道。
在主井北东180方位，直距27.5m处设计副井，在副井硐口沿南东1300方位，开拓625m水平运输巷道到直距28m；此时，主井、副井和风井通过斜井相互贯通，形成完整的开拓系统。
开拓完成后，通过穿脉巷道分阶段开采矿石。
矿石通过溜槽运送至各阶段平硐，然后用拖拉机、手板车运出，矿石经人工手选后，以原矿或粉矿（块度不大于0.036m3）作为陶瓷配料直接销售给厂家。
3.3.2废弃特点：
该矿区的矿产资源较好，部分裸露在外，被丢弃的弃土较少。
本矿山的渣量主要体现在开采矿体的表层和开挖矿产品筛选时产生的弃土、石、弃渣。
项目在作业过程中，产生大量的弃土、石、渣，如果没有采取防治措施，将会造成水土流失，危害项目区周边林树、农田、河道行洪及自然生态潜在危害等。
3.4总投资及主要经济指标
经济类型属个体承包经营。
本矿可产高岭土产品约14.09万t。
年生产高岭土5万t，日产量为180t，每班次采出矿石90t。
服务年限2.8年以上的矿山，预计矿山建设总投资为100万元。
据了解，高岭土目前的销售价为80元/吨左右（矿山价），其生产成本（包括设备折旧、材料、工资、管理费用、税收等）65元/吨左右，开采每吨矿石净利润15元，则矿山尚有一定的潜在经济效益。
3.5自然概况
该矿区处戴云山脉中南端，总体地貌属构造剥蚀低山类型，地形坡度200—320。
区内最高点位于矿区的东部山顶，标高765.2m，最低侵蚀基准面位于矿区北部的河谷，标高575.0m，相对高差190.2m。
境内气候属南亚热带海洋季风气候，冬暖夏凉。
年平均气温200C，无霜期260天，雨量充沛，水资源丰富，大气降水是该项目的地下水主要补给源，年均降水量1686mm。
主要溪流和矿体有一定距离且低于矿体赋存深度，对矿体开采影响不大，露天开采应注意强降雨水的径流影响。
每年常有热带风暴侵袭，多暴雨，有时可造成重大灾害。
主要是台风雨和锋面雨，一般均发生在3—9月，其中3—6月由梅雨形成，占50%，7—9月由风暴雨形成，亦占50%。
项目区森林属南亚热带雨林。
地表为第四系残坡积层所覆盖，厚度1.5—3m。
地貌变化大，地形复杂，属侵蚀剥蚀台地，部分矿体裸露于地表，山体植被主要为稀疏马尾松、低矮杂木、杂草覆盖，植物覆盖度65%。
项目区内末发现有珍稀保护的动植物资源。
3.6社会经济条件
2004年全乡总人口9216人，其中农业人口9032人，劳力5990人；土地总面积33.8hm2，其中耕地393hm2，山地2577hm2，森林覆盖率达65.3%。
全乡工农业总产值22300万元，其中农业总产值4500万元，工业企业总产值17800万元。
人均纯收入4530元。
3.7水土流失现状
全乡水土流失面积196hm2,其中轻度水土流失面积154hm2，中度水土流失面积24hm2，强度水土流失面积11hm2，极强度水土流失面积5hm2，剧烈水土流失面积2hm2。
水土流失面积占总面积占总土地面积的7.09%。
平均侵蚀模数203.85t/km2.a，流失地平均侵蚀模数203.85t/km2.a。
根据《福建省人民政府关于划分水土流失重点防治区的通告》（闽政[1999]205号文，项目区所在某乡不属于省级水土流失重点防治区。
4、水土流失预测
4.1预测基础
本矿区在建设过程中，矿山表面盖层残积土层的剥离、高岭土筛选产生的弃土石排放和工房区、矿山运输道路、储矿场等的修建将破坏原有地形、地貌和地表植被。
矿床开采造成的裸露地表和弃土弃渣堆放造成的松散土壤，在降雨侵蚀和径流冲刷下，在不采取任何防止措施，均会产生较严重的水土流失，对周边的林树、果树、池塘、道路及河道行洪、自然生态潜在危害。
4.2水土流失预测时段、项目区的划分
4.2.1水土流失预测时段：
某县某乡某村洋尾高岭土矿属于生产类项目，根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204-98），按建设项目所处的不同阶段，预测水土流失分为两个时段：
矿区建设期和生产运行期。
主要预测该矿在3年内的水土流失量。
某县某乡某村洋尾高岭土矿水土流失预测时段为生产运行3年（2005年至2008年），闭坑期1年，共计4年。
4.2.2项目区划分：
按《福建省某县洋尾矿区（扩界）陶瓷土矿开发利用方案》的开采方式和结合矿山的具体情况，本项目区划分为采矿体区、排渣场区、储矿场区、矿山道路区。
4.3水土流失预测内容和方法
按矿山开采方式和结合实际情况，对矿区建设期和生产运行期可能造成水土流失情况进行分析预测，其预测的内容和方法见表：
4.3。
水土流失预测内容和方法表
表：
4.3
序号
预测项目
预测内容
预测方法
一
扰动面积
在开采过程中扰动各类地表的面积数量
通过项目开采工艺分析，确定项目开采造成扰动地表地段，对其开采扰动面积进行预测
二
损坏水土保持设施面积
原地貌、植被、土地和水土保持设施破坏的程度和数量
利用实地直接量测的方法进行来确定
三
弃渣
开采过程中将产生的弃渣的渣源、数量，占地面积、堆放高度等
根据项目初设报告土石方开挖开采工艺分析及土石方平衡分析预测
四
可能造成的水土流失
水土流失形式和水土流失量的预测
根据某县某乡某村洋尾高岭土矿开采设计的具体情况，并结合当地地形、地质、土壤、植被、降雨等综合判断可能发生的水土流失形式
五
可能造成的水土流失危害
水土流失对周边的民房、林树、果树、池塘、道路及河道行洪、自然生态潜在危害
在综合上述各项预测的基础上，根据可能造成的水土流失形式、数量、位置及其周围自然环境特点进行预测。
4.4水土流失预测
4.4.1扰动地表面积
由于在开挖采矿体会破坏地表原貌和植被，以及在剥离和取矿石过程中，产生大量的弃土弃渣，在降雨侵蚀和径流冲刷下，均会产生较严重的水土流失。
根据《福建省某县洋尾矿区（扩界）陶瓷土矿开发利用方案》提供的数据和现场堪测，Ⅰ号采矿体扰动地表面积12000m2,Ⅱ号采矿体6块段扰动地表面积1000m2，Ⅱ号采矿体7块段扰动地表面积3250m2。
采矿体合计扰动地表面积为16250m2。
如果不采取任何措施，均会造成严重的水土流失。
在Ⅱ号采矿体边修建工房，面积为500m2；在Ⅱ号采矿体的正下方修建一个储矿场，面积为1000m2；在Ⅰ号采矿区与Ⅱ号采矿体区之间修建一条3.5m宽、长350m的运输道路，其运输道路宽度4—6m，取平均值3.5m，则扰动面积为1225m2；道路边坡剖面破坏为0—3.0m，取值1.0m，则扰动面积为350m2。
两者合计扰动面积为1575m2。
如果修建不当，均会造成严重的水土流失。
在Ⅱ号采矿体区正右下方、储矿场右边的低凹处修建一个堆渣场用于堆渣，堆渣场面积3321m2。
如果修建不当或设施不完善，均会造成严重的水土流失。
因此，该项目的合计扰动面积为22646m2。
祥见扰动地表面积统计表：
4.4.1
扰动地表面积统计表
表4.4.1
编号
损坏水土保持设施分区
扰动地表面积（m2）
备注
1
采矿体区
Ⅰ号采矿体
12000
Ⅱ号采矿体
6块断
1000
7块断
3250
2
矿区道路区
1575
3
储矿区
1000
4
工房区
500
5
弃渣场区
3321
6
合计
22646
4.4.2弃土弃渣量预测
按《福建省某县洋尾矿区（扩界）陶瓷土矿开发利用方案》提供的数据，共有矿石资源量19.20万t，开采资源量为14.09万t。
其中：
Ⅰ号矿体采用露天开采，资源量2.52万t。
回采率95%，开采资源量为2.39万t。
经计算得弃土弃渣量为0.13万t，弃土弃渣比重取1.5t/m3，则产生弃土弃渣量为0.09万m3。
Ⅱ号矿体6块段采用露天开采，资源量4.83万t。
回采率95%，开采资源量为2.39万t。
经计算得弃土弃渣量为2.44万t，弃土弃渣比重取1.5t/m3，则产生弃土弃渣量为1.62万m3。
Ⅱ号矿体7块段采用硐采，资源量11.85万t。
回采率60%，开采资源量为7.11万t。
经计算得弃土弃渣量为4.74万t，弃土弃渣比重取1.5t/m3，则产生弃土弃渣量为3.16万m3。
在挖取矿石需要剥离采矿体的表面残积土层，Ⅰ号采矿体在2001年以前以剥离完；Ⅱ号矿体6块段的表面残积土层厚度为0.5—1.5m，取平均值1.0m，破坏面积1000m2，则产生弃土为0.10万m3；
在挖通Ⅱ号矿体7块段的运输巷道等产生的弃土，该运输巷道长1225m，高2.0m、宽2.2m。
经计算产生弃土0.54万m3。
因此，该矿区共产生弃土约为5.51万m3，弃土弃渣比重取1.5t/m3，则产生弃土为8.27万t。
4.4.3损坏水土保持设施面积和数量
该高岭土矿项目扰动地表面积22646m2。
扰动地表的土地类型有林地、耕地、末利用土地等。
这些土地、植被都是现有的水土保持设施，祥见损坏水土保持设施面积统计表：
4.4.3。
损坏水土保持设施面积统计表
编号
损坏水土保持设施分区
损坏水土保持面积（m2）
征地性质
备注
1
采矿体区
Ⅰ号
12000
永久征地
Ⅱ号
6块段
1000
永久征地
7块段
0
永久征地
采用硐采
2
矿区道路区
1575
永久征地
3
储矿区
1000
永久征地
4
工房区
500
永久征地
5
弃渣场区
3321
永久征地
6
合计
19396
表：
4.4.3
4.4.4可能造成的水土流失面积及可绿化面积
该高岭土矿项目扰动地表面积22846m2，损坏水土保持设施面积19396m2，可能造成的水土流失面积19396m2，其中可绿化面积17771m2。
其祥见水土流失面积及可绿化面积统计表表：
4-4-4。
水土流失面积及可绿化面积统计表
表：
4-4-4
编号
水土流失区
水土流失面积（m2）
可绿化面积（m2）
备注
1
采矿体区
Ⅰ号
12000
12000
Ⅱ号
1000
1000
2
矿区道路区
1575
350
3
储矿区
1000
1000
4
工房区
500
100
5
弃渣场区
3321
3321
6
合计
19396
17771
4.4.5新增水土流失量预测
扰动地表水土流失预测采用修正的通用土壤流失方程法（USLE）预测，该数学模型是1986年福建省水土保持委员会科研攻关课题—“福建省土壤流失预报研究”项目的研究成果。
该项目在参考美国通用土壤流失方程基础上，于1986~1987年在我站进行初步观测研究，1988年开始在全省各地布点试验，结合本省实际研究在不同地理气候条件下，降雨因子、土壤可蚀性因子、坡度坡长因子、生物和工程措施因子与土壤侵蚀的定量关系，找到土壤因子K与土壤常规理化分析数据关系，并建立相应模式，首次利用数量化理论确定生物因子和工程因子的量值，提出降水侵蚀力R参数的选择依据，建立了R与常规气象观测数据的关系模式。
对于该矿的流失量预测，采用我站、福建省水土保持试验站与福建农业大学联合研究的《福建省土壤流失预报研究》成果，人工扰动的土壤流失量采用修正的美国通用土壤流失方程法（USLE）预测预报：
A=f·RKLSCP
式中：
A—单位面积土壤流失量（t/km2·a）;
f—换算系数;
R—降雨侵蚀力因子；
K—土壤可侵蚀性因子；
LS—坡度坡长因子；
C—生物因子；
P—控制侵蚀措施因子。
（1）预测模型各参数因子值的确定
换算系数f
英美对土壤流失量A的单位取用美（制）吨/英亩·年，换算成我国常用的单位（公）吨/公里2·年，即f=224
降雨侵蚀力因子R
R因子是降雨侵蚀力的指标，福建省R值可采用简便算式计算：
式中：
R一年降雨侵蚀力指标值，英制单位（100英尺·吨（力）·英寸/英亩·小时）（Ft·T·In/A·h）；
Pi—每月降雨量（mm）。
由上述公式根据项目区多年平均降雨量为1686mm，计算得该区域降雨侵蚀力R值为275.5。
土壤可侵蚀性因子K
K因子也称土壤对侵蚀的敏感度，K值越大，敏感度高，越易受侵蚀。
它的大小是由土壤质地层（粘粒、粉粒、砂粒）和有机质含量来决定的。
福建省土壤可蚀性（K）值的经验方程为：
K=（164.80-2.31X1+0.38X2+2.26X3+1.31X4-14.67X5）×10-3
式中：
K—土壤可蚀性值，单位为（吨（力）·英亩·小时/100英亩·英尺·吨（力）·英寸）（T·A·H/Ft·A·T·In）；
X1—细砾（3-1mm）含量（%）；
X2—细沙（0.25-0.05mm）含量（%）；
X3—粗粉粒（0.05-0.01mm）含量（%）；
X4—细粉粒（0.01-0.005mm）含量（%）；
X5—有机质含量（%）。
据研究，福建省红壤区土壤可蚀性（K）值变化范围在0.038—0.284，考虑到平台和边坡以花岗岩母质土为主，K值取0.284计算。
坡度、坡长因子LS
根据福建地区的大量研究结果，土壤侵蚀与坡度坡长的关系可采用以下经验公式计算：
LS=（θ/10）0.78·（L/20）0.41
式中，θ为坡面的坡度（°），L为坡面的长度（m）。
本高岭土矿为东高西低，地形坡度20—320，取平均值260。
Ⅰ号采矿体的平均坡长为80m，Ⅱ号采矿体的平价坡长为50m。
经计算Ⅰ号采矿体LS值是3.873，Ⅱ号采矿体LS值是3.563，采矿体合计LS平均值是3.718。
生物因子C
C也称植被覆盖因子，其大小与植被种类、覆盖率有关（参见表3-6）。
开采时植被全部清除，属无植被覆盖的裸地，C取值为1.0。
控制侵蚀措施因子P
P也称水土保持措施因子，在工程区域内地表没有植被覆盖，直接用推土机或铲土机进行施工情况下，P取最大值即P=1.0。
（2）公式法预测的结果
本项目建设年限为2.8年，根据修正的美国通用土壤流失方程（USLE）计算，本项目在建设建设期间未采取必要的水土保持措施的情况下，可能产生新的水土流失面积为19396m2。
经计算，新水土流失量0.35万t。
该高岭土矿的弃土弃渣是8.27万t，按2.8年计，在没有采取任何措施下，泥沙流失量按每年废土石排放量的2%估算，则流失量为4.63万t。
因此，该高岭土矿流失总量为4.98万t。
4.4.6可能造成的水土流失危害分析
（1）发生泥石流、滑坡等灾害
在年降雨量大，暴雨台风活动频繁，废土石组成细、抗侵蚀性能低的条件下，如果没有行之有效的防止措施，必然是泥石流暴发频繁、泥沙流失危害严重，潜在着滑坡和滑坡型泥沙流失灾害的矿区。
（2）淤积河床，影响行洪
大量泥沙流失下泻，淤积下游河道，影响行洪。
（3）影响水质环境
大量弃土石堆放，经雨水冲刷造成水土流失，使溪河水质悬浮物大量增加，水质污染严重。
（4）耕地、果园和水利设施受害
发生泥石流、崩塌等灾害，冲毁下游农田和果园，使大量农田无法复垦，粮食减产，果实无收成。
大量泥沙下泻，影响农田灌溉，危及下游池塘。
（5）破坏生态环境
大量弃土石排放，使植被受破坏，影响生态环境，并使地表裸露面积增加，加上山高坡陡，一遇暴雨，加速地表径流，易造成洪涝灾害。
4.4.7预测结果及综合分析
综上所述，该项目可能造成水土流失主要表现在：
由于在开挖采矿体破坏地表原貌和植被，扰动地表面积22846m2，损坏水
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