廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理研究

摘要：廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理是使由于亂采亂挖而殘破的山體恢復(fù)了生機(jī)，同時保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，這是地質(zhì)環(huán)境治理最終所要達(dá)到的目標(biāo)。本文結(jié)合工作中工程施工設(shè)計的具體的實例，通過對凌海市雙羊鎮(zhèn)久字村北部的廢棄礦山地質(zhì)條件分析討論，確定礦山地質(zhì)環(huán)境治理的方法與施工措施。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)環(huán)境；地質(zhì)災(zāi)害；治理工程；廢棄礦山

礦產(chǎn)資源開發(fā)，曾經(jīng)在相當(dāng)一個時期內(nèi)對地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了支撐作用，然而強(qiáng)烈的礦業(yè)活動，尤其是露天采礦不僅對土地資源造成了嚴(yán)重破壞，從而形成了高陡邊坡，還造成生態(tài)環(huán)境、自然景觀的破壞【1】，如與道路相鄰還會危及過往車輛和人員的安全。把這些礦山所破壞的土地恢復(fù)到原來的自然狀態(tài)，這是礦山地質(zhì)環(huán)境治理所要最終達(dá)到的目標(biāo)，可謂是“功在當(dāng)代，造福萬代”。

久字取土場為已廢棄多年的小型礦山，過去開采主要是提供碎石和表土，位于遼寧省凌海市雙羊鎮(zhèn)久字村北部，北臨秦沈快速鐵路，周邊分布有102國道、錦阜高速、京沈高速等交通干線，交通便利，面積0.06km2。

1.地質(zhì)環(huán)境背景

1.1自然地理

1.1.1氣象

治理區(qū)地處中緯度地帶，屬暖溫帶大陸性半濕潤半干旱季風(fēng)氣候區(qū)。區(qū)內(nèi)多年平均氣溫8.9℃。降水多集中在6～9月份。無霜期為170天，多年凍土深度1.2m。

1.1.2水文

治理區(qū)內(nèi)無河流或沖溝，區(qū)域上屬大凌河流域，東距大凌河約8.5km。

1.1.3土壤植被

治理區(qū)內(nèi)土壤主要為棕壤性土和粗骨土；植被多為天然次生雜木林或灌木雜草。由于采石、取土，表土被剝離，區(qū)內(nèi)土壤植被破壞嚴(yán)重。

1.2地形地貌

治理區(qū)地貌類型為剝蝕低丘，總體地勢東高西低，相對高差43.5m。丘頂呈圓頂狀，坡度較緩，地面自然坡度15～20°。陡坡坡高5～20m，坡角多為50°～70°，最大坡角可達(dá)80°。坡面凸凹不平，在邊坡的中上部可見松動懸掛巖塊， 時有碎塊沿坡面剝落。

1.3水文地質(zhì)條件

該地段地下水類型單一，為碎屑巖類風(fēng)化裂隙水，地下水埋藏不穩(wěn)定，水量貧乏。地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，以徑流排泄為主。

2.地質(zhì)環(huán)境治理工程

崩塌和滑坡的防治措施主要為【2】：在坡面修筑排水工程。加強(qiáng)坡面排水，防治坡面積水，以減少雨水滲入坡內(nèi)。在坡腳一定距離處砌筑擋墻。當(dāng)坡體發(fā)生變形滑塌時，坡腳處修建擋墻可起到支擋的作用，使坡面滑下的物質(zhì)不能繼續(xù)前進(jìn)，起到了阻擋的作用，防止對鄰近鐵路路基的毀壞。

2.1排水工程

根據(jù)坡面形態(tài)及坡體工程地質(zhì)條件，以“截、排和引導(dǎo)”為原則，布置地表排水工程，在坡頂修建截水溝（如圖1）、坡面修建排水溝。

根據(jù)類似地區(qū)排水工程建設(shè)經(jīng)驗，結(jié)合場地區(qū)地形地貌及降雨條件確定排水溝規(guī)模。截水溝內(nèi)側(cè)梯形上底、下底和高的尺寸分別為：0.6m、0.4m、0.4m。M7.5水泥砂漿抹面截水溝兩側(cè)面底部，砂漿抹面采用防水砂漿，厚度為20mm。排水溝為矩形，高、寬的尺寸為：0.4m、0.8m，采用漿砌石砌筑，M7.5水泥砂漿抹面排水溝兩側(cè)面底部，砂漿抹面采用防水砂漿，厚度為10mm。

截水溝設(shè)計流量Q與所在地區(qū)的氣候，匯水區(qū)域的大小、坡度、土質(zhì)和植被狀況以及設(shè)計降雨重現(xiàn)期有關(guān)，其計算式為：

Q=16.67 C·I·F

式中：I——降雨強(qiáng)度（mm/min），與設(shè)計重現(xiàn)期P和降雨歷時t有關(guān)；無降雨資料時：I=Cp·Ct·I5，10 錦州地區(qū)I5，10取1.3；Cp取1.22（10年重現(xiàn)期）；Ct取0.4（根據(jù)各場區(qū)匯水歷時）；

C——徑流系數(shù)，與坡面狀況有關(guān)。

F——匯水面積 （km2）。

在強(qiáng)降雨或久雨時，雨水夾帶少量泥沙碎石沿所設(shè)計修建的排水溝流下，其條件與稀性泥石流相仿，可根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220--2006）附錄I中形態(tài)調(diào)查法計算設(shè)計頻率地表水最大匯流量，其公式為：

QC=VC·WC

式中：WC——過流斷面面積（m2）；

VC——斷面平均流速（m/s）；平均流速VC采用鐵三院經(jīng)驗公式

a=（ * +1）1/2

式中 —泥石流平均泥深（m）； —泥位縱坡率，以溝道縱坡率代替； —泥石流固體物質(zhì)重度（t/m3）； —泥石流泥沙修正系數(shù)；

通過計算，坡頂截水溝過水流量為0.3m3/s，設(shè)計頻率地表水最大匯流量為0.21m3/s，可滿足排水要求。

3.植被恢復(fù)

山體的綠化，植被的繁茂是地質(zhì)環(huán)境治理的目的，一方面有利于防治地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，減少對過往車輛和行人的威脅，另一方面也可以發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，有利于美化環(huán)境和提高當(dāng)?shù)鼐用袷杖搿?】。

3.1場地平整

對于堆積的大塊碎石，可采用大型推土機(jī)將其推放到斜坡底部，對于小塊的碎石可采用推土機(jī)進(jìn)行平整、壓實。靠近斜坡邊緣的壓實作業(yè)應(yīng)采用人工或輕型設(shè)備，防止滑坡。

3.2植被種植

植被恢復(fù)應(yīng)與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)一致，根據(jù)附近的植物種類確定樹種和草種，推進(jìn)喬灌草套種混播、喬灌藤草相結(jié)合、植被綠化與工程護(hù)坡相結(jié)合。

根據(jù)附近山體植被發(fā)育情況，可選擇2年生的刺槐或榆樹等耐旱耐低溫適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境的喬木樹種，種植間距2m×2m；灌木樹種可選擇荊條或沙棘，種植間距1m×1m；其它地面播種草籽，首選高羊茅、黑麥草、早熟禾和紫花苜蓿，選擇噴播方式。

4.結(jié)論

治理工程是典型的公益性工作，可提高區(qū)內(nèi)居民的生活質(zhì)量，使原來風(fēng)起時沙滿天的景象在小區(qū)域內(nèi)得到遏制。治理工程項目的實施，可改善本區(qū)生態(tài)環(huán)境；對提高人民的生產(chǎn)、生活、健康水平亦有重要作用，可實現(xiàn)區(qū)內(nèi)社會效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益多贏。

通過邊坡整治、場地整平、植被恢復(fù)等治理措施，將使原來傷痕累累荒山禿嶺變成蔥綠秀美的青山，使地質(zhì)災(zāi)害隱患得到消除。通過植樹、造綠、種草，將在小區(qū)域內(nèi)有效改善自然環(huán)境，使裸露的荒山、廢棄物遍地的土地變綠后，可減少沙塵的來源，從而改善水土結(jié)構(gòu)和田間小氣候，增加抵御自然災(zāi)害的能力，從而改變生態(tài)環(huán)境和人民生活環(huán)境。如推廣至全區(qū)、全省及全國，則可改善近期頻頻出現(xiàn)的霧霾天氣，而如針對越趨惡劣的生態(tài)環(huán)境投入專項治理工程，則耗資巨大，故該項工程長期潛在效益更可觀。

參考文獻(xiàn)：

【1】劉洪，陳福春.盱眙縣礦山地質(zhì)環(huán)境問題和治理模式【J】.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2014，25（2）：54-57.

【2】何偉民.礦山常見地質(zhì)災(zāi)害類型及治理對策【J】.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2014，25（3）：30-34.

作者簡介：張穎（1983-），女，工學(xué)碩士，水工環(huán)工程師，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)工作。