關停礦山生態修復技術探討
——以濟南市章丘區為例

魏海東，盧茜茜

（1.山東省地質測繪院，山東 濟南 250002；2.山東省水工環地質工程有限公司，山東 濟南 250013）

章丘礦產資源賦存豐富，包含多種優勢礦種，以往礦權分布較多，由于歷史性礦產材料開采形成了多處大小不等的采坑和高陡的不穩定邊坡，致使原始地形地貌、生態地質環境遭到較嚴重破壞，存在一定的安全隱患，造成了水土流失及嚴重的視覺污染。我院在省內外開展了較多的破損山體修復治理工作，取得了較好的效果。本文以濟南市章丘區關停礦山為例，探討一下當地適宜的生態修復技術。

1 概況

1.1 關停礦山現狀

章丘區露天開采關停礦山數量多、分布范圍廣，破損面積大，據統計，2013年以來，章丘區委、區政府為貫徹落實“山水林田湖草是一個生命共同體”和“綠水青山就是金山銀山”的發展理念，先后關停石料廠54處，涉及9個鎮街，面積達61.2km2，其中“三區兩線”范圍內的就有12家石料廠。石料廠均為露天開采，形成的裸巖陡壁相對高差較大，邊坡總體坡度多在60°～80°之間，多為直線或折線型，局部地段直立甚至反傾。

伴隨著高陡開采立面的產生，在石料廠底部形成了低洼的采坑、廢棄的工業廣場、散亂堆積的渣石堆及毀壞的植被等，壓占了一定的土地資源，與周邊自然環境存在明顯反差，嚴重破壞了章丘區的整體形象。

1.2 自然條件及地質概況

章丘區屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，四季分明，雨熱同季。關停礦山的立面均為巖質邊坡，其中北部關停礦山巖性以火山碎屑巖為主，巖石裂隙發育、破碎嚴重；南部關停礦山巖性以石灰巖為主，以層狀產出，整體較完整，節理發育處存在危巖體。礦區內地表土層較薄，受人工擾動影響較大，使其附著力降低，在部分地段形成水土流失。山體原生植物以側柏、刺槐為主，伴有野生的酸棗、荊條、胡枝子等灌木。

1.3 關停礦山存在的問題

隨著生態文明建設的實施，以往城市及近郊的關停礦山，均已結合地產開發、生態旅游等方式，進行了生態修復、實現資源化利用；而處在“三區兩線”可視范圍、農村及偏遠山區的關停礦山尚未得到有效修復，其存在的礦山地質環境問題主要表現為：崩塌地質災害隱患、地形地貌景觀破壞、生態環境破壞和視覺污染等。

（1）崩塌地質災害隱患：因開采形成的高陡立面主要巖性為石灰巖，其巖石水平層理和垂向節理裂隙發育較深，風化程度較嚴重。由于人工采石破壞了地層原有的應力結構和坡面形態，造成邊坡存在不穩定的危巖體。在長期風化及雨水沖刷的作用下表面破碎的巖石隨時可能崩塌或滑落，具有一定的安全隱患。

（2）地形地貌景觀破壞：關停礦山內原始地形地貌因前期采石活動已經受到嚴重破壞，形成了大面積的基巖裸露、高陡的開采立面、破碎的危巖體、廢棄的采坑、毀壞的植被等，與周邊原生的自然環境及不協調。

（3）生態環境破壞：采礦時會破壞大量的土地，清除表土亦毀壞地表原有的樹木、草皮等地面附著物，對生態環境產生了巨大破壞，導致山體裸露、土石松散，蓄水保土和地表抗阻能力大大降低，容易形成礦山荒漠化，加速水土流失。同時，開采立面底部及采坑內的渣石堆結構松散，遇到大風天氣，易造成粉塵污染，危害周邊生態地質環境，對城鎮經濟社會可持續發展已構成威脅。

（4）視覺污染：關停礦山存在大面積的基巖裸露，高陡的開采立面、破碎強烈的危巖體、廢棄的采坑、毀壞的植被等，宛如一道傷疤，嚴重破壞了當地生態壞境，存在嚴重的視覺污染。

2 生態修復原則

根據章丘區自然環境與社會經濟發展情況，按照經濟可行、技術科學合理、綜合效益最佳和便于操作的要求，結合關停礦山實際特征，體現以下原則：

（1）安全原則。在設計修復方案時，要充分考慮關停礦山穩定性程度，首先做好對危巖體的清除或加固，消除地質災害隱患，而后進行復綠，確保各項修復工程能夠安全施工。

（2）堅持“預防為主、全面規劃、綜合治理、因地制宜”的原則。設計修復方案要根據每個開采面的位置、破損程度、開采面高度和地質環境條件等實際形態特征，因地制宜，對關停礦山進行全面規劃，使其與周邊環境相融合，做到安全美觀。

（3）采取“標本兼治，綠色設計和綠色施工，保護和美化環境”的原則。在設計修復方案開展施工的過程中，要注重節能環保、減少對周邊環境的破壞，注重復綠效果與周邊地形地貌、植被等一致，達到修復和美化環境的目的；同時建立防護措施，預防私挖亂采。

（4）采取“技術可行、經濟合理”原則。根據礦山地質環境現狀，盡量減少大面積改造，做好渣土、山石的平衡調運，降低工程投入。

3 生態修復技術探討

根據關停礦山現狀及存在的問題，借鑒以往礦山修復的成功經驗，按照因地制宜的原則，針對每座關停礦山的不同特點，研究確定不同的治理方法，使修復治理與社會效益、環境效益及經濟效益密切結合，達到消除安全隱患，改善礦山生態地質環境的目的。具體的修復方式主要有土地整治同步治理、建設項目同步治理和工程綠化綜合治理等。

3.1 土地整治同步治理

對遺留的破損面高差較小、廢棄的工業廣場面積較大、周邊存在未利用地等符合土地復墾整理條件的關停礦山，結合土地開發整理項目實施同步治理，進行整理造地開發利用。如章丘市官莊閆家峪村石料廠二采區、文祖街道辦事處南部區域部分關停礦山即采取了該治理方法，在治理關停礦山的同時，可盤活土地資源，增加土地指標，達到生態修復與經濟效益的雙贏。

3.2 建設項目捆綁治理

對開發建設項目臨近的關停礦山，可與項目建設捆綁治理，統一規劃，同時施工，實現效益和環境的雙贏。這類治理方式主要針對面積較小，周邊存在建設項目且毫無保留價值的廢棄山體，通過市場化運作，將其整治為建設用地，治理資金由建設方承擔，可節約政府投資。采用這種修復方式的關停礦山有章丘市曹范振興石料廠南區，該處殘留的破損山體與山東世紀鑫峰建筑科技有限公司的建設項目捆綁實施，既治理了破損山體、消除了安全隱患，又美化了周邊環境、給建設項目提供了場地，便于綜合利用。

3.3 工程綠化綜合治理

對適宜修復綠化的關停礦山，進行工程綠化綜合治理，采用平立面結合的方式，因地制宜的選取坡面排險、回填續坡、削坡造臺、平臺綠化、魚鱗坑、掛網噴播、截排水工程及種植綠化等方法。

在關停礦山生態修復治理方法選取時，要根據開采立面的高差、底部可利用腹地的寬度、立面是否存在平臺以及投資概算等要素進行綜合選取。根據以往治理案例的總結分析，治理方法的選擇要在經濟合理的基礎上本著效益優先的原則，優先順序依次為回填續坡、平臺綠化、削坡造臺、魚鱗坑、掛網噴播。

（1）坡面排險：開采立面不可避免的存在裂隙、浮石及危石甚至局部反傾等，生態修復的首要任務便是采取人工和機械相結合的方式將開采面上存在的浮石、危石等予以排除，排險的危石可就近用于底部的回填續坡（圖1）。

圖1 上部排險與底部續坡相結合

（2）回填續坡：主要針對治理資金充裕、周邊有渣土源、下部存在足夠可利用腹地的破損立面，通過外側砌筑擋土墻，內部回填渣土、種植土進行山體修復，然后栽植苗木，最大限度的修復破損山體，要求最大續坡角度不超過30°，渣土壓實系數不小于0.9。

（3）平臺綠化：對存在臺階或可整理出小平臺的關停礦山，在平臺外側砌筑擋土墻其內回填渣土和種植土進行小規模地續坡綠化。該方法常與回填續坡結合使用，可最大限度的利用現有平臺，提升立面修復效果，節約治理資金。

（4）削坡造臺：針對立面高陡，底部腹地有限，且政策允許削坡的關停礦山，可在立面上部通過機械或爆破等方式營造1～3級平臺進行綠化修復，要求各平臺高差不超過15m，平臺寬度不小于4m，削坡控制坡度不大于70°。削坡產生的石方可直接在立面底部堆積，形成小范圍續坡，以節約物料（圖2）。但因該方法多由專業爆破隊伍開展、施工監管難度大、且在章丘區政策傾向較弱，目前利用率相對較低。

圖2 削坡造臺與續坡相結合治理

（5）魚鱗坑：對于立面不同高度上存在的不連續小平臺，可根據平臺地形，靈活布置魚鱗坑，力求自然。修建的魚鱗坑容積盡量大，便于承載更多的基質，為綠化植株提供充足的養分。砌坑采用的石材以本山體石塊為宜，砌筑砂漿采用M7.5水泥砂漿。魚鱗坑為點綴性的修復方式，根據實際情況進行取舍，多結合續坡等方式進行。

魚鱗坑內的植物配置模式可根據魚鱗坑的大小進行靈活選擇：若魚鱗坑的寬度＞50cm，可采用“上爬下掛中間擋”的植物配置模式；若魚鱗坑的寬度＜50cm，則可結合景觀設計方法，選擇合適的攀援性植物、垂吊型植物或灌木。

（6）掛網噴播：針對立面坡度≤70°、底部可利用空間有限和不具備削坡條件的立面，可運用團粒噴播植被恢復技術對坡率滿足施工要求的邊坡進行噴播復綠，快速恢復山體植被，保持水土，恢復良好的生態環境。噴播前首先清除表面松散塊石及雜物，然后采用鍍鋅鐵絲網固網，固網工序完成后，即可將攪拌配合好的底層基質和種子層基質分兩次用噴播機噴射至坡面和鐵絲網上，最終噴射基質平均厚度為5cm～8cm。

掛網噴播多應用在“三區兩線”可視范圍內、修復規格要求高的關停礦山，但該方法工程造價高、后期養護成本高，要根據實際情況和建設單位需求進行適當選擇。另外，該方法因地層巖性的不同治理效果存在差異，章丘區北部以火山碎屑巖為主的關停礦山，巖石破碎、裂隙發育，且基巖風化后可為植被生長提供養分，技術上比較適宜掛網噴播；南部以石灰巖為主的關停礦山，應用此方法時應重點選擇巖石裂隙發育及薄層狀的地段，并在下部結合續坡達到最佳的修復效果。

目前應用比較成功的案例有章丘市文祖鎮三德范文霄石料廠礦山復綠，通過上部掛網噴播，底部利用排險清理的渣石續坡，多措并舉，打造立體化修復效果（圖3）。

圖3 掛網噴播與續坡相結合治理效果

（7）截排水工程：為避免雨水沖刷修復面，確保修復效果，要因地制宜的設計截排水溝。若修復面上游存在較大匯水區域，須在坡頂設計截排水溝，截排水溝的橫斷面尺寸要根據所控制山坡集雨匯流面積的地表徑流量進行計算確定；若關停礦山修復面上部不存在匯水面或匯水面面積較小，則無需設計截排水工程，節約工程造價。

（8）種植綠化：土石方工程完成后，綠化植株要進行合理搭配，要以濟南地區樹種為主，結合攀緣植物、喬木、花灌木、地被植物進行植物配置，降低養護管理成本，保證礦山生態修復質量，提升多層次的綠化效果。

為保證與周邊環境的協調性，合理確定常綠植物與落葉植物的種植比例。常綠喬木可選擇：側柏、龍柏、蜀檜等；落葉喬木選擇：毛白楊、刺槐、臭椿、黃櫨；花灌木選擇：迎春、連翹、薔薇；攀援植物選擇：五葉地錦、扶芳藤；地被植物選擇：黑麥草、高羊茅、結縷草、狗牙根等。種植時按照花灌木在前、低矮喬木其次，高大喬木再次、攀援植物最后的原則，形成功能復合的生態體系。

4 結論

關停礦山生態修復對改善環境、涵養水土、提高人民群眾幸福感起著重要的作用；對于促進城市可持續發展、深入持續推進生態文明建設、建設現代山水園林城市具有十分重要的意義。堅持保護優先，自然恢復為主，因地制宜的選擇經濟合理、技術可行的方案，是確保修復效果的關鍵，隨著關停礦山生態修復的全面實施，可加快完善多層次、成網絡、功能復合的基本生態體系，建設天藍、地綠、水凈、景美的美好家園。