廢棄采石場的生態(tài)恢復(fù)與利用——南水北調(diào)中線工程盤石頭采石場水土保持措施設(shè)計

□姜 楠 □戴鵬禮 □張立強（河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司）

1 引言

近年來，我國經(jīng)濟、社會發(fā)展迅速，水利、交通、工業(yè)、市政等各行業(yè)工程建設(shè)規(guī)模及總量不斷擴大，石材需求量不斷增加，因此產(chǎn)生了大量的采石場。由于普遍存在不合理的開采方式，且開采后整治不到位，導(dǎo)致采石場區(qū)域水土流失嚴重，生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞，形成一塊塊灰色的“傷疤”，特別是位于城市、公路、鐵路及水利工程周邊的廢棄采石場，極其影響區(qū)域環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。隨著公眾環(huán)保意識的不斷提升，環(huán)境問題日漸成為社會發(fā)展中的主要矛盾，因此，對廢棄采石場的生態(tài)恢復(fù)迫在眉睫。為了提高土地資源的利用效率，落實黨中央、國務(wù)院提出的“建設(shè)資源節(jié)約型社會”的要求，在對廢棄采石場進行生態(tài)修復(fù)的同時，還應(yīng)充分考慮場區(qū)的后期利用，使生態(tài)恢復(fù)工程盡量為土地資源的重復(fù)利用服務(wù)。文章以南水北調(diào)中線工程安陽段盤石頭采石場水土保持設(shè)計為例，探討如何通過實施水土保持措施對廢棄采石場進行生態(tài)修復(fù)，并適當考慮場區(qū)的后期利用需求。

2 采石場概況

盤石頭采石場位于河南省鶴壁市西北20km，淇河左岸，盤石頭水庫溢洪道北側(cè)，原為盤石頭水庫工程石料場，2006年開始為南水北調(diào)中線工程安陽段提供砂石料，總占地面積12.44hm2，開采砂石料總量約360萬m3。

采石場區(qū)域位于海河流域漳衛(wèi)河水系衛(wèi)河支流淇河中游，屬華北山地與高原區(qū)向東部低地過渡地帶，低山綿延、溝壑發(fā)達。該區(qū)域地處暖溫帶，屬典型的季風氣候，多年平均氣溫13.50℃，極端最高氣溫41.70℃，極端最低氣溫-21.70℃。全年無霜期200d，最大風力7級，多年平均陸面蒸發(fā)量520mm，多年平均降雨量720mm，分布極不均勻，年際變化也大。該區(qū)地處太行山迎風坡，是暴雨多發(fā)地區(qū)，暴雨發(fā)生時間多在7-8月份。

采石場范圍原地面高程235~425m，地貌為荒坡地，土層較薄，地表為荒草和小型灌木覆蓋，水土保持狀況良好。石料開采時，開挖、爆破施工導(dǎo)致表層風化土和植被均被破壞，開采區(qū)域內(nèi)地表凹凸不平、起伏很大，無用料堆放松散、混亂，施工道路布設(shè)較為隨意，標準不高，區(qū)內(nèi)也沒有截、排水系統(tǒng)。開山取石、無用料堆棄形成的邊坡坡度不一，平均在40°以上，部分巖壁超過60°。有十余處用作砂石料生產(chǎn)加工、臨時堆放的平臺，地勢略為平緩，邊界不甚明顯，面積大小各異，隨高程不同在場區(qū)內(nèi)無序分布。采石場范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境惡劣，極易產(chǎn)生水土流失。

3 總體設(shè)計思路

根據(jù)《河南省水土流失重點防治區(qū)劃分圖》，盤石頭采石場位于河南省水土流失重點治理區(qū)內(nèi)。場區(qū)南側(cè)緊鄰淇河，下游約30km處即為鶴壁市區(qū)。作為鶴壁市城市水源，淇河水質(zhì)常年可達國家二級標準，是鶴壁市重點生態(tài)環(huán)境保護對象。因此，應(yīng)盡快對盤石頭采石場采取邊坡防護、覆土綠化等有效的水土保持工程、植物措施，恢復(fù)因石料開采而被破壞的區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

盤石頭采石場毗鄰盤石頭水庫，東側(cè)與水庫管理局相隔不遠，交通順暢，地理位置優(yōu)越，非常適合作為旅游開發(fā)的建設(shè)用地，具有較強的利用價值?？紤]場區(qū)后期可開發(fā)利用方向，在水土保持措施設(shè)計時，應(yīng)盡量對場區(qū)進行合理分級、平整，以擴大可利用面積；在現(xiàn)有施工道路的基礎(chǔ)上，根據(jù)分級、平整情況，布置區(qū)內(nèi)道路，以滿足場區(qū)交通需求；根據(jù)場區(qū)分級、平整以及道路布設(shè)的情況，規(guī)劃科學(xué)合理的排水體系，以滿足場區(qū)防洪排水需求。

4 水土保持措施設(shè)計

設(shè)計在現(xiàn)有開挖平臺的基礎(chǔ)上對場區(qū)進行分級平整，為擴大場區(qū)后期可利用面積，盡量將相鄰且現(xiàn)狀高程相差不大的區(qū)域合并，整理成同一高程。經(jīng)過現(xiàn)場查勘，并對現(xiàn)狀地形圖進行分析后，確定共分為12個平臺，編號A~L，平臺總面積7.18hm2，高程237.00~323.00m不等。挖填平整時，各平臺在本區(qū)域內(nèi)挖高填低，達到挖填平衡，先由專業(yè)人員鉆孔、爆破，再對碎巖進行撬移、解小、翻渣、清面，然后由人工配合推土機進行推運，最后平場。挖填整治后，對平臺表層進行覆土，設(shè)計覆土厚度0.30m，共需土料2.16萬m3，集中取自采石場南側(cè)約2km處的土料場，取土?xí)r由挖掘機挖運，自卸汽車運至場內(nèi)。覆土后由人工配合推土機進行土地平整，并直播種草、栽植灌木，兩級平臺之間的邊坡坡腳栽植攀援植物、坡頂栽植下掛植物。為防止平臺邊緣發(fā)生塌坡、落石，降雨時雨水順坡下泄沖刷坡腳，設(shè)計在相鄰兩級平臺的邊坡坡頂設(shè)置漿砌石擋坎，坡腳設(shè)置漿砌石排水溝。各平臺面積、高程見表1。

表1 各平臺面積、高程參數(shù)表

由開挖石料直接形成的巖坡一般整體性較好，較為穩(wěn)定，設(shè)計對此類邊坡進行人工修整，由施工人員系安全帶、安全繩，從上而下清理危石，清理后基本維持現(xiàn)狀。部分開挖巖坡在石料分級開采時，留有分級戧臺，經(jīng)清理、修整、覆土后，實施直播種草、栽植灌木、栽植攀援及下掛植物等措施。

由無用料堆棄、平臺挖填整治形成的邊坡坡面較為松散，設(shè)計由人工配合挖掘機進行坡面整治，控制坡比1:1.50以下。為滿足各平臺間人員通行需要，在相鄰兩平臺之間邊坡較緩處修建漿砌石人行踏步。人行踏步的坡比與邊坡坡比一致，寬3m。

為滿足場區(qū)內(nèi)車輛通行需要，設(shè)計在現(xiàn)有臨時施工道路的基礎(chǔ)上布設(shè)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3條場內(nèi)永久道路，將面積較大的平臺與采石場南側(cè)原有公路相連，長度分別為407m、310m、135m，混凝土路面，路寬6.50m。為防止道路臨空側(cè)發(fā)生塌坡、落石，在道路外側(cè)設(shè)置漿砌石擋坎；道路內(nèi)側(cè)設(shè)置漿砌石排水溝，與各平臺排水溝相連接，形成料場區(qū)域排水系統(tǒng)，最終匯入盤石頭水庫溢洪道下游淇河。

工程措施設(shè)計中，漿砌石擋坎及排水溝均選用M7.50漿砌石材料，矩形斷面，砌筑厚度0.40m。擋坎砌筑高度1.20m，其中埋深0.40m；排水溝底寬1.20m，深1.00m。

植物措施設(shè)計中，草種采用沙蒿，播種量8g/m2，晚春、夏、秋均可播種，播種后覆蓋2~4cm混有肥料的細土及時鎮(zhèn)壓。灌木、攀援植物、下掛植物分別采用沙棘、爬山虎和葛藤，栽植前穴狀整地，挖坑穴徑0.30m，坑深0.30m，每穴1株，春季栽植，栽植密度2株/m2。

5 效果分析與評價

該設(shè)計在采石場各區(qū)域設(shè)置了多種水土保持措施，考慮場區(qū)后期開發(fā)利用方向，對場區(qū)進行了合理的分級、平整，布置了場內(nèi)交通及排水體系。水土保持工程實施后，可極大提高地表的抗侵蝕能力，基本治理場區(qū)由于工程建設(shè)造成的水土流失，并對其后期的開發(fā)利用提供了便利的條件。采石場范圍內(nèi)的植被恢復(fù)改善了該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，同時也相應(yīng)提高了當?shù)鼐用竦沫h(huán)境保護意識，具有較強的環(huán)境效益、社會效益。工程的實施對其他同類工程將具有較強的參考價值。

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