京津冀地區(qū)廢棄礦山生態(tài)復墾方案探討

李欽韜，彭 濤，楊 健，何劍奇，王建偉

（中冶成都勘察研究總院有限公司，四川 成都 610023）

京津冀地區(qū)是我國社會經濟發(fā)展的重要引擎，礦產活動為該地區(qū)的經濟社會發(fā)展提供了資源支持，帶動相關產業(yè)迅速發(fā)展的同時，也帶來嚴重的地質及生態(tài)環(huán)境問題。據統(tǒng)計，京津冀地區(qū)已開發(fā)礦產地4455處（國土資源部中國地質調查局天津地質調查中心，2015）[1]。礦山開采作業(yè)形成大量的開采面、掌子面、渣堆、殘山等，山體滑坡等地質災害隱患嚴重，嚴重阻礙礦山廢棄地的安全復墾。礦產開采過程中，需剝離礦區(qū)表層土壤，破壞區(qū)域植被，導致基巖裸露，直接影響礦山廢棄地的生態(tài)恢復。

京津冀地區(qū)礦山廢棄地的環(huán)境和生態(tài)現狀與新時代踐行綠水青山就是金山銀山的理念嚴重不符，亟需生態(tài)復墾治理。

目前，國內現有的廢棄礦山治理技術主要有四類：消災修復技術、工程修復技術、生態(tài)修復技術、生物修復技術[2]。我國多項廢棄礦山修復工程均結合區(qū)域自然條件，根據礦區(qū)實際存在的問題，提出了先進可行的治理模式。劉民生[3]等針對四川鈣芒硝礦山的地質環(huán)境問題，提出了以地質災害治理和生態(tài)修復為核心的治理思路，為四川地區(qū)的鈣芒硝礦山修復提供了參考。趙學宏[4]等對內蒙古地區(qū)典型煤礦礦區(qū)的地質環(huán)境和生態(tài)問題進行了評估，并提出分區(qū)設計制定修復方案，大力推薦生態(tài)復綠技術。

本研究簡述了京津冀地區(qū)廢棄礦山的生態(tài)環(huán)境問題，闡述了該區(qū)域的自然條件，探討了京津冀地區(qū)廢棄礦山生態(tài)復墾的方案，為區(qū)域礦山修復提供了參考。

1 京津冀地區(qū)廢棄礦山地質及生態(tài)環(huán)境問題現狀

我國正處于社會主義初級階段，生產方式落后，開山取礦的現象十分普遍。尤其是擴建礦山工程規(guī)模的工作區(qū)域，在經濟與生態(tài)的對立中，礦山生態(tài)環(huán)境的保護遠遠比不上人們對礦產資源的需求。

據統(tǒng)計：我國共有大中型礦山9000多座，小型礦山約26萬多座，采礦侵占土地面積已經接近40000km2，由此而廢棄土地面積可達到330km2/a。礦山廢棄地如得不到及時的重建，將可能引發(fā)一系列的生態(tài)環(huán)境問題，造成水土流失、水資源污染、水量減少、礦區(qū)固體廢棄物污染等，將直接影響社會、經濟與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1.1 京津冀地區(qū)廢棄礦山的地質環(huán)境問題

京津冀地區(qū)的鐵礦、采石場等廢棄礦山普遍存在基巖破碎、地形切割強烈、溝谷縱橫等地質環(huán)境問題。礦山開發(fā)過程中巖土體天然應力—應變狀態(tài)的改變極大的提高了廢棄礦山發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等地質災害風險。京津冀地區(qū)廢棄礦山地質環(huán)境問題分類見表1。礦山開采產生的廢棄石渣、尾礦占壓、損毀自然植被、人工林地、農業(yè)用地，導致礦區(qū)植被覆蓋率降低、農作物減產。同時伴隨著水土流失、地面沉降等問題。資料顯示，大型廢棄礦山的揚塵影響范圍達10～12km2[5]，對下風向區(qū)域的污染最為嚴重，嚴重影響區(qū)域大氣環(huán)境。礦山廢棄地生態(tài)重建所面臨的問題：①地質表層受到破壞導致缺乏植被能夠自然生根和伸展的介質、水分缺乏、營養(yǎng)物質不足、毒性物質含量過高；②存在限制植物生長的物質，例如重金屬含量過高、PH值太低或鹽堿化等；③缺乏必要的營養(yǎng)元素，例如有效磷濃度低、含氮量極低；④生物因素除了上述土壤條件逐漸惡劣外，生物種類的減少或喪失給礦區(qū)廢棄地恢復帶來了更加不利的影響。

表1 京津冀地區(qū)廢棄礦山地質環(huán)境問題分類

1.2 京津冀地區(qū)廢棄礦山的自然條件

京津冀地區(qū)屬典型暖溫帶大陸性氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，春季干燥多風，秋季涼爽短促。京津冀地區(qū)屬低山丘陵區(qū)，地形切割中等，地表水排泄條件相對良好。礦區(qū)內大部分地區(qū)基巖裸露，不利于水分滲流。

地下水補給來源為大氣降水滲入，并多以地表徑流形式排泄，只有部分補給地下水。區(qū)域自然條件決定了京津冀地區(qū)廢棄礦山生態(tài)重建困難，需要采取工程措施促進區(qū)域生態(tài)重建。

2 京津冀地區(qū)廢棄礦山生態(tài)復墾方案探討

2.1 廢棄礦山地形地貌整治

京津冀地區(qū)廢棄礦山存在危巖體多、采坑遍布、開采面滑坡嚴重、尾礦堆積成山等問題。

在生態(tài)復墾前，首先應當完成礦區(qū)地質環(huán)境問題整治。針對廢棄礦山區(qū)內的危巖體，可采用人工+機械的方式進行破除和清理。

在進行礦山綜合治理工程設計時，需確定綜合治理范圍，結合區(qū)域治理目標，確定修復后的復墾地塊平臺標高，盡量實現礦區(qū)內部土石方平衡。然后，采用削高填低模式，破除礦區(qū)孤山、不穩(wěn)定開采面、尾礦堆，并將所得土石方回填至采坑等低洼區(qū)域，形成生態(tài)復墾平面。

2.2 土地復墾

在廢棄礦山地形地貌整治形成的生態(tài)復墾面上，根據區(qū)域自然條件，結合植被生長要求等因素，遵循“因地制宜、切實可行”的原則。

進行客土覆土并配加有機肥，然后進行土壤翻耕、松土及人工精細平整，以增加土壤透氣性，促進土壤中微生物的繁殖，使土、肥相融，改善土壤理化性質和生物特性，提高地力。

完成客土覆土后，結合區(qū)域的自然條件和礦區(qū)植物群落特征，遵照“高低搭配，喬灌搭配”的種植模式，在生態(tài)復綠區(qū)域內種植適宜礦區(qū)自然環(huán)境的先鋒植物，如：爬山虎、新疆楊、油松、側柏等，實現礦區(qū)生態(tài)復綠。在土地復耕地塊內種植經濟型植物，如：油菜花、向日葵等，以提升整體治理效果，提高經濟效益。這種辦法能夠解決上述所面臨的各種問題。但覆蓋土壤的費用相對較高。

挖松緊實的土壤、整理地質層表面的措施是相對較為有效的措施，向土壤中添加堿性物質以便調整土壤的PH值；在土壤內添加營養(yǎng)物質大部分礦山廢棄物和類土壤物質缺乏氮、磷等營養(yǎng)物質，是植物生長的限制因子，去除有害物質在廢棄地恢復過程中，添加物種在礦山廢棄地恢復過程中，通過人工選種植被品種，使礦山地質土壤的物理化學性質得到改良，從而縮短礦山周圍植被演替的進程，加快礦山廢棄地生態(tài)重建進行。

2.3 復綠植物養(yǎng)護

京津冀地區(qū)氣候相對干旱，需強化廢棄礦山生態(tài)復綠植物養(yǎng)護。

結合礦區(qū)地下水文特征，建設灌溉取水井和灌溉管網，確保復綠植物養(yǎng)護需求。

針對區(qū)域內復綠植物的種類，制定灌溉養(yǎng)護方案，定時、定量灌溉和噴水。同時按照綠化植物生長周期和營養(yǎng)元素需求制定施肥方案，促進綠化植物生長繁殖。在植物病害高發(fā)期，按時進行噴藥殺蟲抗病養(yǎng)護，以確保綠化植物存活率。

3 結語

簡要分析了京津冀地區(qū)廢棄礦山的生態(tài)環(huán)境問題和自然條件，提出了地形地貌整治、土地復墾和綠化、復綠植物灌溉養(yǎng)護的總體思路和技術要求，為京津冀地區(qū)礦山修復提供了技術參考，對區(qū)域環(huán)境修復和綠色可持續(xù)發(fā)展具有積極的推動作用。

礦山生態(tài)重組建設是一項重大而艱巨的歷史任務。因此，要因地制宜，在對自然生鏡面調查的基礎上，做出相應的方案選擇，才能到達生態(tài)恢復的目的。