新田岭钨矿区矿山废弃地水土流失评价

贺尧刘佳

关键词：矿山废弃地；新田岭钨矿区；特征信息水土流失；评价

1引言

我国的经济正处于快速发展期，国家对矿产资源的需求迅速增加及矿业经济迅猛发展，矿山生态环境破坏严重。矿产资源的开采虽促进了国民经济的发展，但同时也扰动了大量的土地，极大地破坏了生态环境，导致了矿区不可逆转的水土流失问题，这一问题引起政府的重视，成为我国乃至世界各国实施可持续发展战略的一个亟待解决的问题。研究矿山废弃地水土流失评价因子，建立矿山废弃地水土流失评价指标体系和评价模型是判断矿山废弃地水土流失危害程度，制定矿区环境治理方案的重要依据，也是实现矿区土地复垦和生态建设动态管理和评价的重要手段。

2新田岭钨矿区基本情况

湖南新田岭钨矿是20世纪50年代发现，80年代初探明的特大型接触带矽卡岩型钨矿床，储量位居全国之首。矿区所在地区为南岭山系的中段骑田岭北东侧中部的低山—丘陵地带，沟谷切割很深。矿区内地势总的趋势为西高东低、南高北低，矿区内海拔最高为775.6m，最低处为东部小溪口海拔约301.0m，相对高差474.6m。土壤为红壤性土、黄壤及黄棕壤，发育母质为花岗岩、板岩及第四纪红土，土层、质地为砂壤土至壤土。植被类型属于亚热带常绿阔叶林带，植被树种以马尾松、油茶、杉木为主，伴生着枫香、檫木、石楠、甜楠、茶叶等。侵蚀模数高达25000t/(km2·a)，大规模的采矿活动大规模的采矿活动使本已十分脆弱的生态环境进一步恶化。

新田岭钨矿区存在多个尾矿库，有的已经闭库，本次调查选取大溪尾矿库（复垦1a）、桥里冲尾矿库（复垦3a）、废弃尾矿库A（复垦5a以上）、废弃尾矿库B（复垦5a以上）为研究对象。

3水土流失评价模型的建立

3.1评价因子的选取

新田岭钨矿水土流失的形式除了原地貌存在的各种侵蚀外，还有原地貌上少见的重力侵蚀、砂砾化面蚀、土砂流泻和坡面泥石流等特殊形式。本文针对研究对象的特殊性，确定了矿山废弃地水土流失的6个评价因子，筛选过程如下：

（1）地表物质组成

土壤的抗蚀强度通常用可视性因子表示。尾矿库这种特殊的土石混排松散人工堆积体，组成物料成分复杂，目前，矿山的水土流失研究还不深入，缺乏组成物料可蚀性的定量化数据。因此，在致灾因子筛选时可选用地表物质组成替代可蚀性因子。

（2）地形坡度

坡度对土壤侵蚀有很大影响。一般坡度与径流、冲刷均成正比，但总趋势是坡度对径流的影响不大，对冲刷的影响则十分突出。

（3）植被覆盖度和植被配制模式

植被是防治水土流失的重要因子。草灌乔混交的植被配置模式的水保效果最好，随着乔木的生长、植被覆盖度的增大，草本植物的退化，纯牧草模式的水保效果反不如纯乔木模式。

（4）工程水土保持措施

工程水土保持措施对排土场水土治理效果十分明显，修建截排水措施的区域，水土流失量较小，有效的拦蓄雨水，防止水土流失的发生。

（5）容重

容重是土壤紧实度的反映，与土壤孔隙的大小和数量关系密切。

3.2单因子评价层的生成

（1）数据准备

以新田岭钨矿区矿山废弃地为评价对象，依据湖南有关单位的调查观测资料，对该地自然特征数据进行系统的分析整理，将各评价因子落实到废弃地不同复垦时期的地类单元。以此作为该地水土流失评价以及模型建立的基础资料。

（2）评价因子影响度生成

该过程即为研究各评价因子水土流失影响度。针对评价因子本身的特点，采用专家评分方法确定单因子影响度（Ai，其中i为因子类型），该值可用(0，1)区间的数值来表示。影响度为水土流失影响因子对水土流失危害程度的贡献率，某一因子对水土流失的影响度接近0，表示其对水土流失的影响很小；而当某一因子对水土流失产生重大影响时，则其水土流失影响度接近1。

（3）评价因子权重确定

层次分析法（AHP）将两个指标相对重要性的比较变换为1～9的一个数（即Saaty的1～9标度）。其中1，3，5，7，9分别表示一个因素与另外一个因素相比，同等重要/稍微重要/明显重要/强烈重要/极端重要。2，4，6，8代表上述两相邻判断的中值，倒数，代表后者比前者重要。判断矩阵是以上一级的某一元素作为评价目标，通过对本级各指标的相对重要性进行两两比较来确定矩阵中的元素，建立判断矩阵。

3.3评价模型的建立

引入水土流失影响度综合评价指数S对土壤侵蚀影响度进行评价。综合评价指数为某一单元上的各种评价因素对水土流失危险度的影响总和，S越大，土壤侵蚀的程度越严重。

3.4水土流失危害级别的划分

该过程即是利用相关的研究结果，对水土流失的评价模型中水土流失综合评价指数S进行级别划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ五个等级，对矿山废弃水土流失综合评价指数S进行聚类分析，利用频率和频数直方图，结合对矿山废弃地水土流失形式和程度的野外调查验证，确定出水土流失程度级别。当S>0.75，0.6~0.75，0.45~0.60，0.30~0.45，0.15~0.30，≤0.15时，相应的危害程度分别为极严重、严重、较严重、较轻微、轻微和无，级别分别为Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ。

4结束语

鉴于本文的研究，在今后的矿山废弃地土地复垦和生态建设过程中，应针对存在的问题采取相应的治理措施，提高水土流失治理效果，改善矿区生态环境。

参考文献

[1]王礼先.水土保持工程[M].北京:中国林业出版社,1991.

[2]梁嘉骅,张志耀,阎骏,等.环境管理系统工程[M].北京:科学技术出版社,1992.

[3]庄凯.福建不同类型矿山废弃地植被的恢复与重建研究[D].福建:福建农林科技大学,2009.

[4]张灵,白中科,景明,等.黄土区大型露天煤矿复垦排土场植被恢复立地类型划分——以安太堡露天煤矿为例[J].水土保持研究,2014,21(6):54-60.