四種不同礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)適用性分析
——以湖北黃石地區(qū)某礦山為例

李 悅 王仁琮

湖北省地質(zhì)局冶金地質(zhì)勘探大隊(duì) 湖北 黃石 435000

1 項(xiàng)目區(qū)地理地質(zhì)環(huán)境

1.1 氣象水文

本區(qū)具亞熱帶氣候特征,四季分明,雨量充沛,冰凍期短。春季天氣變化較大,多陰雨,夏季濕熱,秋季涼爽,冬季干冷。據(jù)氣象部門有關(guān)資料,黃石年平均氣溫16.7～17.8℃,7～8月最高氣溫可達(dá)40.1℃,1月最低氣溫可達(dá)零下10℃。區(qū)內(nèi)降水季節(jié)性明顯,3～8月為雨季,暴雨多發(fā)生于7～8月,年最大降雨量1964mm,最小降雨量1094mm,年均降雨量974.9～1722.6mm,年蒸發(fā)量1300mm。本區(qū)春夏多東南風(fēng),秋冬多西北風(fēng),但全年最多風(fēng)向是東偏南、西,偏北次之。

2 地質(zhì)環(huán)境

2.1 地形地貌

項(xiàng)目區(qū)屬鄂東南低山丘陵區(qū),地處幕阜山向長江沖積平原過渡地帶。西北、西南、東南部多低山,且向東、中部傾斜,構(gòu)成不完整山間盆地。東北部臨江,境內(nèi)地形復(fù)雜,地貌破碎,整個(gè)地勢走向由西南向東北傾斜。父子山、大德山、石角山、后腦山等山脈錯(cuò)綜分布,崗巒綿亙,丘陵起伏。最高峰為陽新境內(nèi)的七峰山主峰南巖嶺,海拔867.7米(吳淞高度),最低點(diǎn)富水下游河床8.7m。

項(xiàng)目區(qū)屬丘陵地貌,地形總體趨勢為北高南低,區(qū)內(nèi)最高山峰獅子頭海拔161.3米,最低位于礦區(qū)東北角的下叉湖底,標(biāo)高約17米(為礦區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面),地形坡度角10至25度,山坡巖石部分裸露,植被發(fā)育一般,多為灌木。

2.2 地層巖性

項(xiàng)目區(qū)及其外圍出露的地層主要為二疊系上統(tǒng)大隆組(P2d)、三疊系下統(tǒng)大冶組第一～四段(T1d1-4),第四系(Q)。現(xiàn)由老至新分?jǐn)⑷缦拢?/p>

2.2.1 二疊系上統(tǒng)大隆組(P2d)：出露于礦界北東部,深灰,灰黑色含海綿骨針硅質(zhì)巖。硅質(zhì)粘土巖,頂部夾生物屑-凝灰質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r,凝灰?guī)r及礫屑灰?guī)r,底部夾薄層生物屑粉晶灰?guī)r,巖層走向近東西,傾向南,傾角42°。分布于礦區(qū)中部。

2.2.2 三疊系下統(tǒng)大冶組第一段(T1d1)：淺灰色、黃灰色薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r夾中厚層狀灰?guī)r,下部為褐黃色鈣質(zhì)頁巖,巖層走向近東西。分布于礦區(qū)中部。

2.2.3 三疊系下統(tǒng)大冶組第二段(T1d2)：淺灰色中厚層狀微～細(xì)晶灰?guī)r,具泥質(zhì)條帶及縫合線構(gòu)造,常見小褶曲,位于礦區(qū)南部,巖層走向近東西,傾向南,傾角48°,是本區(qū)建筑碎石用石灰?guī)r礦床的重要層位。

2.2.4 三疊系下統(tǒng)大冶組第三段(T1d3)：灰色、深灰色中厚層狀微～細(xì)晶灰?guī)r夾薄層狀微～粉晶灰?guī)r,偶見少量生物碎屑。巖層走向北西～南東,傾向南西,傾角58°,分布于礦區(qū)南部,是本區(qū)建筑碎石用石灰?guī)r礦床的重要層位。

2.2.5 三疊系下統(tǒng)大冶組第四段(T1d4)：青灰色、深灰色厚層狀～巨厚層狀微～細(xì)晶灰?guī)r,水平層理發(fā)育,頂部為灰色、灰白色、肉紅色、淺灰?guī)饧t色厚層狀含粒灰?guī)r,以縫合線構(gòu)造,粒屑結(jié)構(gòu)為其特征,分布于礦區(qū)南部。

2.2.6 第四系(Q)：零星分布在礦區(qū)礦體表層和礦區(qū)東部山腳坡地及垅崗地,厚0.8m～4m,為殘積物,其主要組成為棕紅色粘土和亞粘土。

3 邊坡基本特征

邊坡高程為+65m,相對最大高差71.68m。主要出露巖性為三疊系下統(tǒng)大冶組灰色中厚層狀灰?guī)r,產(chǎn)狀一般為217～225°∠40～48°。巖層大部分裸露地表,局部坡腳有采礦廢渣堆積。

4 生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)

4.1 坡面平臺(tái)外側(cè)布設(shè)封邊墻

該技術(shù)主要適用于有馬道且馬道寬度不小于1m坡面。主要技術(shù)措施為：在平臺(tái)邊緣不小于0.5m布設(shè)一道封邊墻,防止雨水對平臺(tái)上覆種植土形成沖刷。封邊墻一般采用鋼筋混凝土澆筑,每10m布設(shè)一道伸縮縫,沿封邊墻底部布設(shè)一排泄水孔。

4.2 覆土綠化

該技術(shù)主要適用于坡度不大于30°的坡面,以及坡面上的馬道、平臺(tái)和平整的場地。主要技術(shù)措施為：在封邊墻內(nèi)側(cè)以及采場底盤進(jìn)行覆土,覆土厚度一般不小于50cm。覆土后選擇適宜本地氣候的喬木、灌木、草本等植物進(jìn)行栽植,已達(dá)到生態(tài)修復(fù)的目的。

4.3 高次團(tuán)粒噴播綠化

該技術(shù)主要適用于坡度在30°～60°的坡面,主要采用經(jīng)特殊生產(chǎn)工藝制成的客土材料,加入植物的種子,并添加許多必要的其他材料,通過噴播、機(jī)械或人工作業(yè)的方式制成最適于植物生長的土壤培養(yǎng)基。這種“人工土壤”具有特殊的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),既有保水性,又有透水性、透氣性,適于植物生長,又能有效抵抗雨蝕和風(fēng)蝕,防止水土流失。主要工藝包括：坡面整形、鋪網(wǎng)、釘網(wǎng)、噴射基質(zhì)及種子,噴播植物種子后表面采用無紡布覆蓋,防止雨水沖刷和水分蒸發(fā)。

4.4 陸地鎧甲綠化

該技術(shù)主要適用于坡度在70°～80°的高陡巖質(zhì)邊坡坡面,該技術(shù)是一種新型綠化方法,在傳統(tǒng)的客土噴播技術(shù)上進(jìn)行了改良,主要適用于破損山體尤其是陡峭巖質(zhì)邊坡,坡面的養(yǎng)分、水份、土壤供給困難,立地條件極差,夏季熱輻射高,干燥失水嚴(yán)重,靠自然條件很難恢復(fù)的區(qū)域。該方法主要是利用人工制造出具有優(yōu)異性能的鎧甲催化保墑層(稱之為“生物溫床”),一方面,這種類似于孵化器的結(jié)構(gòu),像海綿一樣具有超強(qiáng)的吸水性、保水性、保肥性,同時(shí)又具有透水性和利于空氣流通交換,適于植物生長,并且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更好,抵抗雨水沖刷能力強(qiáng),防止水土流失。當(dāng)遇到干旱惡劣天氣時(shí),它會(huì)形成保水遮擋載體,防止深層土壤的水分持續(xù)蒸發(fā),從而保持土壤濕潤的狀態(tài),維系生長的需求。另一方面,它吸附著大量養(yǎng)分,供植物生長,同時(shí)具備優(yōu)異的保水和透氣的功能,可棲息多種多樣的土壤微生物。植物生長發(fā)育的枯枝與落葉、昆蟲等生物的的代謝骸體,等經(jīng)過微生物降解,可轉(zhuǎn)化為補(bǔ)充植物生長的天然介質(zhì),如此循環(huán)建立可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境。

5 結(jié)語

礦山生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)復(fù)雜p的系統(tǒng)工程,在項(xiàng)目的實(shí)施過程中需要各部門的配合,項(xiàng)目的開展存在一定的不確定因素。同時(shí),在工程的設(shè)計(jì)和施工過程中可能會(huì)根據(jù)實(shí)際情況及可能變化的因素而對原方案進(jìn)行修改。因此在設(shè)計(jì)、實(shí)施過程中,要因地制宜,對不同的地區(qū)、不同的坡面要選用不同的方法,這樣才能達(dá)到較好的綠化效果。