隴南市廢棄礦山環(huán)境修復(fù)治理措施研究
——以西和縣某礦山為例

馮寶琪 章道勇 王佳玥

美麗華夏生態(tài)環(huán)境科技有限公司 北京 100176

礦山環(huán)境修復(fù)治理的方法為一是治理,二是修復(fù)[1]。治理主要是采取工程措施,比如削坡、護(hù)坡、場地整治等[2-3];修復(fù)主要是通過生態(tài)修復(fù)[4-6]和生物修復(fù)[7]來達(dá)到整體環(huán)境恢復(fù)的效果。在開展多種型式礦山環(huán)境調(diào)查[8]的基礎(chǔ)上,依據(jù)礦山環(huán)境問題的特征[9]、性質(zhì)[10]、表現(xiàn)形式及影響結(jié)果[11-13]對礦山環(huán)境問題進(jìn)行了類型確定。針對治理區(qū)特點(diǎn)，提出了工程措施和生物措施復(fù)合修復(fù)的方式。

1、項目區(qū)概況

項目區(qū)處于西和縣東部，隴南市北部。為大陸性季風(fēng)氣候，雨量較為充沛，屬濕潤和半濕潤區(qū)。多年平均氣溫為8.4°C，相對濕度78%，多年平均降水量538.2mm，多年平均蒸發(fā)量1234.6mm，是降水量的2.29倍。其中有河流從治理區(qū)穿過。治理區(qū)內(nèi)巖體抗剪強(qiáng)度較低，表層風(fēng)化一般，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，工程性能較好。研究區(qū)原為采石廠,現(xiàn)已廢棄,不存在大氣污染問題,開采礦種為灰?guī)r，,經(jīng)取樣檢測,研究區(qū)內(nèi)礦渣不含重金屬,采礦方式為露天開采。目前,采石廠已關(guān)閉,責(zé)任主體滅失。

圖1 礦區(qū)交通位置圖

2、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查

（1）采面

礦區(qū)內(nèi)分布有5個采面，采面巖性為灰?guī)r，采面坡度為45°～90°，基巖整體性較好，但局部受巖層和節(jié)理裂隙影響，存在崩塌隱患，采面高度3到50m不等，采面坡度在45°到80°之間。

（2）渣堆與渣坡

礦區(qū)內(nèi)分布有1個渣堆和4個渣坡，為開采灰?guī)r礦石經(jīng)加工后產(chǎn)生的廢渣堆積而成，堆積于渣堆平臺上，堆積寬度約5～8m。渣堆生長植被較少，渣堆邊坡局部有崩塌，坡頂有裂縫，坡向經(jīng)雨水沖刷，有多處沖溝，廢渣粒徑多處2cm之下，含少量碎石。

（3）渣堆平臺

礦區(qū)內(nèi)分布有4個采礦形成的平臺，其中三個平臺為碎石土平臺；另一個平臺為開采灰?guī)r，開挖基巖形成的基巖平臺。平臺局部有落石，落石粒徑0.5～20cm，平臺較平坦。渣坡平臺堆積于采面坡腳，為地表剝離物堆積形成，塊石含量約30%，渣坡長約50m，坡高約38m，坡度為30°～45°。塊石粒徑2～50cm，含巨石，粒徑6m，坡面生長少量植被。

（4）礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患

采石場以開采塊石為主，采礦活動對原有山體形態(tài)和邊坡穩(wěn)定性影響較大。礦山的礦體剝采活動，沒有做到正規(guī)的開采，加之管理不到位，采礦廢石、廢渣隨意堆積于山坡之上，形成陡坎、臨空面，破壞斜坡的自然坡度角，使斜坡的穩(wěn)定性受到影響，加之巖體表層節(jié)理裂隙發(fā)育，容易發(fā)生石塊崩塌等失穩(wěn)現(xiàn)象。礦區(qū)內(nèi)的渣堆隨意沿河道堆放，因暴雨期間溝道內(nèi)水流，長期侵蝕坡腳，礦區(qū)發(fā)生滑坡現(xiàn)象較多，直接對周邊人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。同時礦區(qū)處于村莊上游溝道內(nèi)，且溝道匯水面積較大，經(jīng)過資料及現(xiàn)場調(diào)查，屬泥石流易發(fā)區(qū)，因此溝道兩側(cè)的渣堆，易成為泥石流物源。

3、治理原則

3.1 治理邊界確定原則

（1）土地權(quán)屬明確；

（2）符合當(dāng)?shù)赝恋乩靡?guī)劃；

（3）與周圍村莊及山體自然銜接。

3.2 治理工程部署原則

（1）礦山環(huán)境治理與地質(zhì)災(zāi)害相結(jié)合的原則

針對礦山開采形成的高陡渣堆渣坡，局部存在崩塌隱患，采取地形整治、護(hù)坡工程、植被恢復(fù)工程等方式進(jìn)行治理，最大可能的消除區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患和礦山地質(zhì)環(huán)境問題。

（2）恢復(fù)治理與規(guī)劃相結(jié)合的原則

礦山開采破壞了原有的自然環(huán)境和植被，本次礦山地質(zhì)環(huán)境治理項目的實(shí)施與西和縣旅游和保護(hù)區(qū)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃西和縣十四五規(guī)劃相結(jié)合，盡可能的為西和縣后期發(fā)展提供服務(wù)。

（3）礦山地質(zhì)環(huán)境治理兼顧景觀的原則

本礦山環(huán)境治理方案本著因地制宜的原則，由于距離公路及村莊較近的勘查區(qū)，適當(dāng)考慮后期景觀效果，以利于收獲較好的社會效益。

（4）技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的原則

本次方案設(shè)計以渣堆就地處置為主，盡量減少土石方工程量，對于局部治理效果不明顯，治理投資較大的高陡巖壁，暫不治理。

（5）不產(chǎn)生二次破壞的原則

生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理工程要以保護(hù)生態(tài)、美化環(huán)境為前提，為了不對勘查區(qū)外產(chǎn)生影響，各勘查區(qū)土石方工程爭取做到區(qū)內(nèi)平衡。

4、修復(fù)治理措施

圖2 礦區(qū)工程布置平面圖

采用渣堆/渣坡分級平整+坡腳石籠擋墻壓腳+擋墻后覆土綠化+坡面覆土種植綠化+平臺覆土栽植喬木+平臺修建截（排）水溝和緩坡縱向排水溝+局部坡危巖面噴播綠化+河岸渣堆一側(cè)修筑混凝土擋墻的治理方案，在保證邊坡穩(wěn)定性的同時解決疏排水問題，排除地災(zāi)安全隱患，輔以生物綠化措施，恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)。

4.1 土石方工程

本次治理工程設(shè)計主要通過削高填低治理形成多級平臺。為保證邊坡穩(wěn)定性，邊坡坡度設(shè)計除最上級邊坡坡度偏大，約40°，其他經(jīng)修整后的邊坡坡度均小于等于30°，一般為27°。為了便于施工，平臺寬度設(shè)置為不小于4m。治理后區(qū)內(nèi)東部共形成6個平臺，共形成8個邊坡。

4.2 擋墻工程

（1）混凝土擋墻

為了防止河道沖刷坡腳，且保證設(shè)計邊坡的穩(wěn)定性，沿河邊的邊坡設(shè)置混凝土擋墻，總長度307.1m。擋墻上游154.2范圍內(nèi)，擋墻有基礎(chǔ)，埋深2m，下游為基巖，擋墻基礎(chǔ)埋深0.5m。

（2）漿砌石擋墻、護(hù)岸

1）漿砌石擋墻。沿礦區(qū)第三級平臺外沿道路一側(cè)，修筑漿砌石擋墻。治理區(qū)漿砌石擋墻直角梯形結(jié)構(gòu)，墻背直立，墻高2m，基礎(chǔ)埋深0.8m，頂寬0.6m，底寬0.8m。

2）漿砌石護(hù)岸。礦區(qū)溝道西岸，長期受流水沖刷，局部已造成道路路基垮塌。為防止流水進(jìn)一步侵蝕路基，威脅道路通行安全，沿道路修筑漿砌石護(hù)岸，護(hù)岸長度61.63m，采用漿砌石砌筑，護(hù)岸高2.5米，厚0.4m。擋墻每隔15m設(shè)置一條變形縫，縫寬20mm。

4.3 排水溝工程

在平臺內(nèi)側(cè)，設(shè)置排水溝；在坡面上設(shè)置縱向排水溝，來連接排水溝，最后將上部所有匯水排入項目區(qū)河流中。

設(shè)置在平臺上的排水溝，均位于平臺內(nèi)側(cè)，距離坡腳約1m處。排水溝采取矩形斷面，深0.5m，寬0.5m，壁厚及底厚為0.2m。

4.4 植被恢復(fù)工程

（1）覆土種植

在植物種類選擇上，考慮了治理區(qū)氣候降雨等特征，根據(jù)所選植物的生長習(xí)性及所需的種植條件，優(yōu)先選用云杉和核桃。

較緩邊坡和平臺全部覆土0.3m，坑穴換土種植當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)作物核桃，坑穴規(guī)格0.6×0.5m，苗木規(guī)格1.8～2m，種植株行距2×2m。為了使整個區(qū)域地表復(fù)綠，對栽植喬木后的所有覆土區(qū)域，進(jìn)行撒播草籽。

（2）擋墻后覆土綠化

為增強(qiáng)綠化效果，在設(shè)計的各類型擋墻后覆1m厚，相間種植一排云杉，間距2m。

（3）直接客土噴播

對治理區(qū)經(jīng)土石方工程地形整治后的，大于35°的碎石土邊坡，直接客土噴播。噴播面積為7557.79m2。

首先在坡面噴播8cm厚的植生混凝土，作為植物生長的基礎(chǔ)層；然后在上面噴播含混合好的種子高分子團(tuán)粒層，厚度2cm。噴播籽種選用耐寒耐旱的鄉(xiāng)土草種與小灌木。

（4）高次團(tuán)粒掛網(wǎng)噴播

在經(jīng)地形整治后的李崖礦區(qū)的兩個高陡邊坡進(jìn)行高次團(tuán)粒噴播施工，施工順序?yàn)椋呵謇韼r面、坡面整形→坡面鋪設(shè)金屬網(wǎng)→團(tuán)粒噴播→養(yǎng)護(hù)管理。

5 綜合效益分析

5.1 社會效益

礦區(qū)治理由政府出資，進(jìn)行礦山生態(tài)環(huán)境治理，其性質(zhì)是公益性的，因此應(yīng)注重其社會效益和環(huán)境效益。政府資金的投入將產(chǎn)生巨大影響力和號召力，引導(dǎo)更多的社會力量投入到這項利國利民的公益事業(yè)上來。另外，政府資金的投入是一個標(biāo)志，它表達(dá)了國家對礦山地質(zhì)環(huán)境的重視程度，有利于促進(jìn)“和諧社會的建設(shè)”。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益

通過礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理，生態(tài)復(fù)綠面積為22905.72m2（合34畝）。并且通過治理改善周邊環(huán)境，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。同時可逐步推進(jìn)區(qū)域內(nèi)礦山的治理工作，可以控制或減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，減少災(zāi)害損失，促使人類勞動價值的增值，間接的為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

5.3 環(huán)境效益

通過對項目實(shí)施恢復(fù)了治理區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少了區(qū)域內(nèi)的水土流失，減少揚(yáng)塵，保護(hù)大氣環(huán)境。本治理工程改變了治理區(qū)目前惡劣的礦山地質(zhì)環(huán)境及生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，使當(dāng)?shù)氐纳姝h(huán)境從各方面得到了改善。

6 結(jié)論

（1）礦區(qū)主要環(huán)境問題突出，表現(xiàn)為地災(zāi)隱患點(diǎn)，土地資源壓占和景觀地貌破壞；其中土地資源壓占損毀面積為25597.67m2，景觀損毀破壞面積為7473.56m2，需要迫切治理。

（2）通過對礦區(qū)現(xiàn)狀的調(diào)查與分析，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀坏乩砗徒?jīng)濟(jì)基礎(chǔ)概況，提出了渣堆/渣坡分級平整+坡腳石籠擋墻壓腳+擋墻后覆土綠化+坡面覆土種植綠化+平臺覆土栽植喬木+平臺修建截（排）水溝和緩坡縱向排水溝+局部坡危巖面噴播綠化+河岸渣堆一側(cè)修筑混凝土擋墻的治理方案，使遭受嚴(yán)重破壞的礦區(qū)的植被得到有效恢復(fù)，礦區(qū)水土流失大幅度降低，不穩(wěn)定邊坡災(zāi)害隱患基本消除，生態(tài)環(huán)境逐步趨于良性循環(huán)。

（3）通過預(yù)期效益分析，礦區(qū)的治理可以復(fù)綠22905.72m2（合34畝），消除地災(zāi)隱患，保護(hù)了周邊村民的生命財產(chǎn)安全，減少水土流失，通過種植經(jīng)濟(jì)作物，復(fù)綠的同時提高當(dāng)?shù)鼐用竦慕?jīng)濟(jì)收入。