礦山生態(tài)修復(fù)的發(fā)展與典型案例分析

霍曉蘇

（中國電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北武漢430071）

1 國內(nèi)礦山生態(tài)修復(fù)的發(fā)展?fàn)顩r

中國是世界上為數(shù)不多的、礦產(chǎn)資源種類較齊全的、礦產(chǎn)自給程度較高的國家之一。新中國成立以來，隨著中國找礦技術(shù)和礦產(chǎn)開發(fā)技術(shù)的提高以及能源需求量大幅增加，礦山開發(fā)的速度也在不斷加快。礦產(chǎn)的開采、礦山的開發(fā)加快經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的步伐，同時(shí)，也使被開采的礦山及其周邊留下嚴(yán)重的生態(tài)問題甚至是災(zāi)難。

正是基于以上情況，我國也開始對礦山生態(tài)開展修復(fù)工作。礦山的生態(tài)環(huán)境破壞系統(tǒng)主要包括開挖、坍塌、壓占、水土流失等，使原有生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生巨大的變化，是一種典型的退化生態(tài)系統(tǒng)。礦山生態(tài)修復(fù)可以說是緩解土壤流失、防治地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要方法[1]。

礦山生態(tài)修復(fù)工程是利用生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)能力，輔以工程措施，使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展，適用于人類活動(dòng)影響下受到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建工作，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)原本的面貌。

大約在20世紀(jì)50年代，我國就已經(jīng)開始了礦山土地復(fù)墾的工作，但在修復(fù)生態(tài)學(xué)方面的研究工作一直到20世紀(jì)90年代初才開始起步，對礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)科研工作漸漸開展起來，同時(shí)運(yùn)用一些實(shí)用有效的生態(tài)修復(fù)方法和技術(shù)[2]。

2 修復(fù)案例

現(xiàn)就位于荊門市市郊西北側(cè)的葛洲壩水泥廠廢棄的石灰石礦山，討論一下典型的裸露礦山生態(tài)修復(fù)工程。

2.1 主要環(huán)境問題

水泥廠原采石場排土場，主要為南側(cè)的露天開采場和北側(cè)的排土場兩個(gè)區(qū)域，位于城市外環(huán)路內(nèi)側(cè)自然沖溝及斜坡范圍內(nèi)，棄渣順坡堆積，占據(jù)整面山體，該段排土場形成的地質(zhì)環(huán)境問題主要為不良地質(zhì)現(xiàn)象、破壞、地形地貌景觀破壞與土地資源占用等幾種情況[3]。

2.2 不良地質(zhì)現(xiàn)象

由于礦山多年開采，該段排土場渣石成山，坡形高陡，土體結(jié)構(gòu)松散，形成的地質(zhì)災(zāi)害主要為不穩(wěn)定斜坡，其緊鄰?fù)猸h(huán)線，對外環(huán)線運(yùn)營構(gòu)成一定的安全隱患，主要危及坡腳過往行人及施工安全。

2.2.1 威脅對象

不穩(wěn)定斜坡距外環(huán)線50～100m，距外環(huán)線較遠(yuǎn)，對外環(huán)線安全影響較小，坡腳為一施工道路及外環(huán)線排水溝，可能堵塞道路，若不采取防治措施，對施工有較大的安全隱患，威脅過往施工設(shè)備及人員安全。

渣石自坡頂自然堆放，渣石占據(jù)整面山坡，坡腳處渣石阻塞自然沖溝，原始坡形由緩變陡，山體大面積植被占壓、破壞，原本蔥郁的山體變得滿目瘡痍，與周邊自然景觀極不協(xié)調(diào)，其色彩反差大，視覺沖擊力強(qiáng)，嚴(yán)重破壞區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境與自然景觀。

渣石山緊鄰?fù)猸h(huán)線，渣土堆積于其東側(cè)斜坡，斜坡坑洼不平，渣土裸露，與郁郁蔥蔥的周邊山體形成巨大反差，渣石山在環(huán)城路上一覽無余，嚴(yán)重影響城市形象，人文景觀破壞較為嚴(yán)重。

2.2.2 危害性分析

原礦山及其排土場地處城區(qū)，存在的地質(zhì)環(huán)境問題主要危害有如下幾點(diǎn)：

（1）不良地質(zhì)威脅道路及行人

由棄渣構(gòu)成的不穩(wěn)定斜坡規(guī)模約6000m3，其下部為一施工道路，將來在強(qiáng)降雨等不利影響因素作用下，可能形成局部的崩塌及滑坡，一旦失穩(wěn)，造成道路堵塞和威脅行人生命安全，并形成一定的損失和負(fù)面社會影響。（2）嚴(yán)重影響城市規(guī)劃

占用大量寶貴的城區(qū)土地資源，導(dǎo)致原本稀缺的、可利用的土地進(jìn)一步減少，再者排土場較大程度的破壞該區(qū)地貌景觀，與周邊秀麗的自然景觀極不協(xié)調(diào)，更是與規(guī)劃中的礦山公園格格不入，一定程度上制約了城市規(guī)劃發(fā)展。

（3）污染環(huán)境

排土場占用大量綠地，導(dǎo)致該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化，防塵固土能力下降，終年暴露在大氣之中的棄渣、棄土，在大風(fēng)天氣下?lián)P起大量粉塵，進(jìn)而污染城市大氣環(huán)境，造成城區(qū)空氣質(zhì)量下降，居民生活質(zhì)量降低。

2.3 治理修復(fù)目標(biāo)

通過有效的生態(tài)恢復(fù)及工程措施，消除或減少地質(zhì)災(zāi)害隱患，改善礦山環(huán)境，修復(fù)城區(qū)生態(tài)景觀，提高人民群眾的生活質(zhì)量，為保障荊門市創(chuàng)建國家衛(wèi)生城市及生態(tài)宜居城市奠定基礎(chǔ)。確定本次治理工程目標(biāo)為：

（1）消除或減少地質(zhì)災(zāi)害對治理范圍內(nèi)行人、車輛的威脅。

（2）保證坡體整體穩(wěn)定的前提下，對修復(fù)區(qū)進(jìn)行復(fù)綠工程，增加綠地面積。

2.4 治理實(shí)施方案

除險(xiǎn)及綠化主體工程包括邊坡整形工程、排水溝工程、建蓄水池、綠化工程。

2.4.1 邊坡整形

坡面整形工程是為了坡面美觀整齊，增加坡體穩(wěn)定性，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，另外同時(shí)為后期綠化工程打下有利的基礎(chǔ)地形。工序依次為：放線→從上至下開挖→外運(yùn)→結(jié)束→復(fù)核坡比。坡比復(fù)核應(yīng)自上而下逐級往下進(jìn)行，逐級坡比復(fù)核→直至清到坡腳、坡腳排水溝在內(nèi)石塊、廢棄渣料清理為以后填種植土做準(zhǔn)備。

2.4.2 排水溝

為充分?jǐn)r截雨季時(shí)的坡面水，同時(shí)避免強(qiáng)降雨時(shí)匯水對坡體的沖刷，在適宜位置設(shè)置排水溝，采用漿砌石結(jié)構(gòu)，在陡坡處設(shè)跌水，自然排入坡腳。工序依次為：放線定位→基槽開挖→墊層鋪設(shè)→砌筑→濾水管安裝→反濾層鋪設(shè)→砂漿抹面→土方回填→養(yǎng)護(hù)。

2.4.3 建蓄水池

為充分?jǐn)r截雨季時(shí)的地表水，用于植被養(yǎng)護(hù)，同時(shí)避免強(qiáng)降雨時(shí)匯水對坡體的沖刷，設(shè)置多個(gè)蓄水池，兼做消能池。工序依次為：放線定位→基坑開挖→基底夯實(shí)→混凝土澆筑→砌筑→砌筑砂漿抹面→土方回填→養(yǎng)護(hù)。

2.4.4 綠化主體工程

綠化工程是治理中的重點(diǎn)工程，綠化工程中質(zhì)量的把控對后期生態(tài)治理的效果起決定性作用。

（1）撒播草種

工序依次為：坡面覆土→鋪設(shè)土工格室→鉚釘固定已拉開的格室→配置種料混合物→撒播→覆蓋生物膜→養(yǎng)護(hù)。

（2）覆土植樹、植藤

工序依次為：清理、平整場地、場地→放線定點(diǎn)→挖種植槽穴、施基肥→鋪設(shè)表土→掘苗運(yùn)苗→栽植→養(yǎng)護(hù)管理。

施工要求：

（1）栽植時(shí)暫時(shí)不用的苗木應(yīng)假植在背陰的地方，隨栽隨取；正在栽的苗木應(yīng)放在塑料袋或盛有水的小桶中，或用濕草覆蓋。當(dāng)天起的苗木最好當(dāng)天栽完。

（2）栽進(jìn)要做到“苗端、根展、深栽、砸實(shí)”。

（3）栽后整穴，留坑蓄水，并覆蓋塑料薄膜，用來保持土壤中的水分，提高樹苗成活率[4]。

2.4.5 綠化工程施工養(yǎng)護(hù)

施工養(yǎng)護(hù)是最后治理效果好壞的關(guān)鍵。施工完成后，必須定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，后期養(yǎng)護(hù)的目的是保證植物的正常生長，使先鋒植物接受一個(gè)生長周期的檢驗(yàn)，同時(shí)建立鄉(xiāng)土植物的生長環(huán)境，進(jìn)入生態(tài)修復(fù)的自然循環(huán)過程。養(yǎng)護(hù)內(nèi)容包括澆水、施肥、補(bǔ)種、病蟲害防治等，其具體工作包括：

（1）監(jiān)測植物生長過程中對水分、養(yǎng)分的需求，適時(shí)為植物生長補(bǔ)充必要的水分；在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，應(yīng)一直保持坡面濕潤至草種全苗、齊苗。三葉草出苗后，植株矮小、葉色黃的，要施少量氮肥，每畝施10kg尿素或相應(yīng)量的硫酸銨，促進(jìn)壯苗。在3月追1次復(fù)合肥，按每畝30～40kg開溝施入草坪根部，然后澆水，能明顯增強(qiáng)長勢，提高抗高溫的能力，減少死草現(xiàn)象。白三葉苗期生長緩慢，易受雜草侵害，苗期應(yīng)勤除雜草。

（2）監(jiān)測植物生長過程中的抗逆性能，在如強(qiáng)暴雨、長時(shí)間干旱、炎熱、極寒等極端氣候情況下植物生存狀況，采取相應(yīng)的措施來確保植物成活；后期澆水應(yīng)遵循“見干見濕”的原則。在干旱高溫季節(jié)，可覆蓋遮陽網(wǎng)，并且適當(dāng)增加澆水次數(shù)，雨季可視情況而定。待草高度達(dá)4～5cm左右時(shí)，應(yīng)揭開遮陽網(wǎng)，以免阻止植株生長。

（3）監(jiān)測植物生長過程中抵抗病蟲害的能力，對可能發(fā)生病蟲害隱患及時(shí)處理，同時(shí)防止人為和其他動(dòng)物被破壞植物[5]。

2.5 生態(tài)修復(fù)的持續(xù)

通過綠化工程達(dá)到復(fù)綠狀態(tài)，并不是生態(tài)修復(fù)的結(jié)束，是進(jìn)程中的第一步，仍需逐步重新建立完整的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)山體的自然功能。后續(xù)通過植物對土壤、空氣等進(jìn)行生態(tài)修復(fù)；通過微生物改良土壤條件，保障植物的生長基礎(chǔ)；土壤動(dòng)物可以維持土壤肥力，促進(jìn)有效營養(yǎng)物質(zhì)的傳播，改變修復(fù)位置的微環(huán)境，影響土壤中的水分、氣體、物質(zhì)等的轉(zhuǎn)化，改善環(huán)境的生物量和活動(dòng)能力。就這樣通過工程技術(shù)改善地貌和種植植物環(huán)境，抓牢覆土、根系微生物及土壤中的小動(dòng)物維持和豐富土壤有益成分，促進(jìn)植物生長，這樣環(huán)環(huán)相扣，達(dá)到生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的目標(biāo)。

3 礦山修復(fù)的意義

綠水青山就是金山銀山。廢棄礦山的治理修復(fù)，是一項(xiàng)公益、民生工程，具有很重要的意義，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）改善景觀：對廢棄礦山通過地形微整，植被恢復(fù)，變疤痕為生態(tài)優(yōu)環(huán)境美的自然景觀，讓礦山恢復(fù)生機(jī)。

（2）避免次生災(zāi)害：通過治理修復(fù)，能防止狂風(fēng)、暴雨、地震等自然災(zāi)害引起的塌陷、滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，保護(hù)群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全。

（3）經(jīng)濟(jì)效益：復(fù)綠的礦山可以根據(jù)具體情況考慮種植經(jīng)濟(jì)作物，復(fù)綠再復(fù)墾，讓修復(fù)荒山的投資慢慢再給予回報(bào)。

4 結(jié)語

由于采礦破壞了生態(tài)，才有生態(tài)修復(fù)工程的出現(xiàn)，可以通過邊開采邊修復(fù)的技術(shù)，提高土地恢復(fù)率、縮短修復(fù)周期實(shí)現(xiàn)礦區(qū)土地資源的可持續(xù)利用，以及資源開發(fā)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)良性互動(dòng)和可持續(xù)發(fā)展。