西北地區(qū)礦山生態(tài)治理探討

何平卿

（甘肅建投生態(tài)建設(shè)集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730050）

0 引言

西北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境在人為因素和歷史原因下出現(xiàn)了極大破壞，生態(tài)體系變得極為脆弱。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)引發(fā)了激烈沖突，為發(fā)展經(jīng)濟(jì)而犧牲了生態(tài)環(huán)境。近年來，隨著生態(tài)環(huán)境破壞而產(chǎn)生了一系列環(huán)境污染、物種滅絕、耕地退化等問題，因為發(fā)展經(jīng)濟(jì)而破壞的生態(tài)環(huán)境開始制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

西北地區(qū)的資源開發(fā)遺留了很多歷史問題，形成了大量的廢棄礦山，對生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)造成了很大的影響。對西北地區(qū)礦山進(jìn)行生態(tài)治理，要從西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境的特點出發(fā)，研究制定一套可行的礦山生態(tài)治理方法。

1 西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境特點

長期以來，西北地區(qū)由于氣候變遷和人類活動影響，形成了復(fù)雜的地貌條件，包括高寒荒漠、高山冰川、凍土凍原、高原戈壁、荒漠草原、河岸綠洲、農(nóng)牧交錯帶等。這使得西北地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱，被劃為生態(tài)脆弱區(qū)[1]。西北的典型生態(tài)如圖1所示。

圖1 西北典型生態(tài)

西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，但是面積約為300多萬平方公里，間接影響全國的生態(tài)環(huán)境。西北地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境有以下特點[2]。

1.1 水資源匱乏，水土流失嚴(yán)重

多年以來，西北地區(qū)水資源匱乏，氣候干旱，降水量少，蒸發(fā)量大，年平均水資源量僅占全國的5.84%，遠(yuǎn)低于全國平均水平，常年處于極度缺水狀態(tài)。此外，由于西北地區(qū)植被覆蓋率極低，地表難以儲存水分，存在嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，西北地區(qū)的資源開采活動更加劇了水土流失的速度。

1.2 荒漠化嚴(yán)重

西北地區(qū)存在大面積沙漠。由于氣候干旱、常年缺水以及對樹木植被的砍伐破壞，造成西北地區(qū)荒漠化嚴(yán)重。雖然近年來在防沙治沙上投入了大量的人力物力，但是荒漠化治理是一個漫長的過程，治理后的土地生態(tài)系統(tǒng)也非常脆弱，如果維護(hù)不及時、不到位，植被極易被破壞，再次出現(xiàn)土地沙化。

1.3 高原生態(tài)區(qū)廣闊

我國西高東低的地理條件造成西北地區(qū)大部海拔較高，屬高原生態(tài)體系，其特點是土地凍融作用顯著，平均氣溫低，晝夜溫差大，植物種類較單一，生長周期長，地表土壤層極薄，對外力侵?jǐn)_極為敏感，一旦發(fā)生破壞很難恢復(fù)。

1.4 人口過載

西北地區(qū)地廣人稀，由于大部分土地并不適合居住，因此人口居住較集中，人口密度遠(yuǎn)大于干旱、半干旱地區(qū)的最大人口載量，激化了人與土地的矛盾。

2 西北地區(qū)礦區(qū)環(huán)境特征

由于西北地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境，該地區(qū)的礦山存在大量的水污染、水土流失、鹽堿化、地面塌陷、滑坡危巖、泥石流、大氣污染、沙漠化等問題，主要分為三類，如表1所示。

表1 西北地區(qū)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題分類

3 西北礦山生態(tài)治理措施

我國自然和氣候環(huán)境復(fù)雜多變，國內(nèi)學(xué)者在大量調(diào)研基礎(chǔ)上進(jìn)行了生態(tài)區(qū)域劃分，總體上分為東部濕潤半濕潤、西部干旱半干旱和青藏高原高寒3個生態(tài)大區(qū)，并細(xì)分為13個生態(tài)區(qū)[4-5]。

根據(jù)不同生態(tài)區(qū)的自然環(huán)境、氣候環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境和人文環(huán)境等特點，結(jié)合相應(yīng)的礦山開采類型，將我國劃分為14個廢棄礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)[6]，如圖2所示。

由圖2可見，西北地區(qū)主要處于黃土高原區(qū)、干旱半干旱森林草原區(qū)、干旱半干旱草原農(nóng)牧區(qū)、干旱半干旱防風(fēng)固沙區(qū)、青藏高原草甸農(nóng)牧區(qū)。根據(jù)不同的礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)的特征，分別提出礦山修復(fù)的措施。

圖2 廢棄礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)[6]

1）黃土高原區(qū)。該區(qū)域廢棄礦山造成的生態(tài)環(huán)境破壞主要是形成了大量的采空區(qū)、尾礦廢棄物、滑坡泥石流、水土流失和土地沙化，針對以上情況，該區(qū)域的礦山生態(tài)治理以自然修復(fù)為主，控制開采量，避免對生態(tài)環(huán)境的劇烈擾動，對于水土流失嚴(yán)重的區(qū)域，可先平整地表，修緩坡度，輔以人工種植植物的方式進(jìn)行修復(fù)。

2）干旱半干旱森林草原區(qū)。該區(qū)域廢棄礦山造成的生態(tài)環(huán)境破壞主要是地面塌陷、滑坡、崩塌和落石等，該區(qū)域多為戈壁荒漠，土壤鹽堿含量大，采用自然修復(fù)為主、人工干預(yù)為輔的治理方式，如有需要可播散草籽加快植被恢復(fù)。

3）干旱半干旱草原農(nóng)牧區(qū)。該區(qū)域多為小型露天開采礦山，對于荒漠戈壁區(qū)域，應(yīng)以自然恢復(fù)為主，對于農(nóng)田區(qū)域，應(yīng)以工程措施促進(jìn)土地復(fù)墾，對于林地附近區(qū)域，應(yīng)采用自然修復(fù)與工程措施相結(jié)合的方式。

4）干旱半干旱防風(fēng)固沙區(qū)。該區(qū)域的特點是植被覆蓋較差，土質(zhì)貧瘠，土地沙化嚴(yán)重，多為小型露天礦山，以自然恢復(fù)為主，輔以地表整理、土地平整、坡度修緩、恢復(fù)灌溉、防風(fēng)固沙等手段。

5）青藏高原草甸農(nóng)牧區(qū)。該地域大部分較偏遠(yuǎn)，災(zāi)害多為小型崩塌，可采用自然恢復(fù)與人工措施相結(jié)合的方式。

4 黃土地區(qū)礦山生態(tài)治理

黃土地層廣泛分布于西北地區(qū)，是西北地區(qū)最有特點、面積最大的地質(zhì)體。黃土具有松散性、直立性、濕陷性、各向異性等特征，礦山的開采對黃土地區(qū)的生態(tài)平衡造成了極大影響，引發(fā)了水土流失、土壤污染、滑坡、泥石流、地面沉陷等問題。針對黃土地區(qū)的特點，提出適合該地區(qū)的礦山生態(tài)治理技術(shù)流程如圖3所示。

圖3 礦山生態(tài)治理技術(shù)流程

土地平整的工藝流程為測量放樣→清除地面障礙物→土石方挖填→平整場地→標(biāo)高復(fù)核→驗收。要求填土前先清除淤泥、雜物；超過5m邊坡的填方或挖方需修理成臺階狀；需填方的區(qū)域進(jìn)行分層壓實，每層厚度不大于1m。

土壤治理的流程為開采前期表土轉(zhuǎn)換→采礦后土壤放回→覆蓋客土→改善土壤結(jié)構(gòu)。如礦山開采后覆土厚度不足，覆蓋客土?xí)r要對客土進(jìn)行改良，增加營養(yǎng)物質(zhì)；如礦區(qū)土壤酸堿不平衡或孔隙度過低，須采取深耕、添加農(nóng)家肥的措施，拌和生石灰，調(diào)節(jié)酸堿度。

植草綠化的工藝流程為施工準(zhǔn)備→修整清理→覆蓋營養(yǎng)土→鋪種草皮→養(yǎng)護(hù)管理。要求坡面覆蓋適于植被生長的土壤，厚度宜50cm；草皮鋪設(shè)從坡腳向坡頂進(jìn)行；草籽播種前做好催芽處理，播種時要澆水浸濕土地。

地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)及水土流失治理的流程為修建排水溝→修建護(hù)坡→林帶草帶恢復(fù)。要求排水溝每隔10m須設(shè)置伸縮縫；水溝兩側(cè)須分層夯實；護(hù)坡形式的選擇須根據(jù)坡度、地質(zhì)情況綜合考慮；草帶林帶可結(jié)合掛網(wǎng)和格構(gòu)梁種植。

考慮到礦山生態(tài)治理效果很難進(jìn)行人工觀測，為了解礦山生態(tài)修復(fù)效果，預(yù)防二次災(zāi)害發(fā)生，積累相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)將地下水水質(zhì)監(jiān)測、高邊坡位移監(jiān)測等內(nèi)容納入治理方案。

5 結(jié)語

西北地區(qū)地質(zhì)條件和氣候條件復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，作為資源密集型地區(qū)，大量的礦山開采對生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重破壞。在礦山生態(tài)治理過程中，需結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境條件和地域特征，選取經(jīng)濟(jì)可行、科學(xué)合理的治理方法，最大限度減少對原始生態(tài)環(huán)境的影響。