淺談礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)及發(fā)展模式

白曉敏 范東明 王澤元 雷 東 王可可

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

0 引言

礦產(chǎn)資源不僅是人類生存和社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是實(shí)施經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的資源保障。隨著我國(guó)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求增加及礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，因礦山開采造成的生態(tài)環(huán)境破壞問題日漸突出，尤其是露天采礦，不但破壞自然環(huán)境，甚至還會(huì)造成水土流失，誘發(fā)山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。因此，對(duì)礦山生態(tài)修復(fù)理論和技術(shù)的研究顯得尤為重要。

1 生態(tài)修復(fù)的涵義

專家學(xué)者對(duì)生態(tài)修復(fù)理論的研究很多，但是因研究目的和方向的差異使得人們對(duì)生態(tài)修復(fù)概念的認(rèn)識(shí)也有所不同。綜合分析前人對(duì)生態(tài)修復(fù)的定義，結(jié)合自身對(duì)生態(tài)修復(fù)理論的研究實(shí)踐，筆者認(rèn)為生態(tài)修復(fù)指利用人工條件協(xié)助遭到損傷、退化或破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)、重建和修整，使其更加符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的過程。礦山生態(tài)修復(fù)需要根據(jù)不同的區(qū)域特點(diǎn)，采用合適修復(fù)技術(shù)，進(jìn)行修整重建，打造出一個(gè)適應(yīng)新時(shí)代社會(huì)發(fā)展需要的礦山生態(tài)修復(fù)新模式。

2 礦山生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)

礦山生態(tài)修復(fù)應(yīng)堅(jiān)持“預(yù)防為主、防治結(jié)合、過程控制”的基本原則，將礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)治理貫穿在礦山開采的全過程，采取有效的預(yù)防和保護(hù)措施，避免或減輕礦山開采造成的生態(tài)破壞和環(huán)境污染。礦山生態(tài)修復(fù)不刻意追求完全恢復(fù)原有生態(tài)系統(tǒng)，而是通過合理確立修復(fù)分區(qū)，優(yōu)化空間格局，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)必要的結(jié)構(gòu)和功能。利用新技術(shù)、新工藝、新模式提高礦山生態(tài)修復(fù)水平，實(shí)現(xiàn)與周邊自然景觀相協(xié)調(diào)，與當(dāng)?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展相吻合的礦山生態(tài)修復(fù)目標(biāo)。

3 礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)措施

3.1 邊坡穩(wěn)定治理

礦山開發(fā)時(shí)，邊坡的穩(wěn)定情況，直接關(guān)系著礦山開采人員的安全及設(shè)備的損傷。只有采取一些措施保持邊坡的穩(wěn)定性，才可以避免山體滑坡、坍塌等現(xiàn)象的出現(xiàn)。根據(jù)不穩(wěn)定邊坡的因素，一般可采取削坡分級(jí)、坡腳攔擋和坡面防護(hù)工程等。

3.1.1 削坡分級(jí)

原有不穩(wěn)等的高陡邊坡經(jīng)過削坡后可以減緩坡度，成為穩(wěn)定的坡面。考慮減緩坡面徑流流速，高度在12m以上結(jié)構(gòu)松散的土質(zhì)邊坡可把削坡的斷面做成階梯形，每一階平臺(tái)的寬度和平臺(tái)間的高差根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤陱搅髑闆r確定，坡比一般緩于1∶1[1]。削坡后土質(zhì)疏松易滑落，通常在距底部坡腳1m處設(shè)置排水溝渠。

3.1.2 坡腳攔擋

坡腳攔擋的措施主要是干砌石擋墻和漿砌石擋墻，在礦區(qū)選石材容易，施工簡(jiǎn)單易行，可以結(jié)合其他措施同時(shí)布設(shè)。干砌石擋墻透水性相對(duì)較好，適用于防護(hù)等級(jí)要求較低的排土場(chǎng)邊坡；漿砌石擋墻穩(wěn)定持久，可用在高度大于6m的排土場(chǎng)邊坡。

3.1.3 坡面防護(hù)

邊坡防護(hù)有單純的坡面砌石護(hù)坡，可起到穩(wěn)定坡體的作用；也有漿砌石框架+植物綜合防護(hù)體系，既能穩(wěn)定邊坡又可減輕坡面水土流失。

3.2 礦山植被恢復(fù)

礦山植被恢復(fù)可直觀地改善礦山生態(tài)環(huán)境，分為人造綠地和天然綠地兩種。人造綠地恢復(fù)周期短，美觀性高，這也是目前礦山生態(tài)修復(fù)的主要措施。人造綠地主要從兩個(gè)角度出發(fā)，即生長(zhǎng)環(huán)境的準(zhǔn)備和植物類型的選擇[2]。

3.2.1 改善土壤環(huán)境

植物生長(zhǎng)需準(zhǔn)備良好的土壤環(huán)境，礦山山體開采時(shí)先對(duì)表層土進(jìn)行集中堆存保護(hù)，把深層土和污染嚴(yán)重的土壤遠(yuǎn)離礦區(qū)，然后對(duì)開采后的廢墟土地進(jìn)行整治，待土地平整完成后，對(duì)表層土進(jìn)行回覆，保證一定的土壤厚度和疏松性有利用植物的發(fā)芽和生長(zhǎng)。在土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)中，土壤內(nèi)部微生物及土壤動(dòng)物也對(duì)土壤起到了非常重要的作用，可以有效的提高土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)，為植被生長(zhǎng)提供良好的條件。對(duì)于土壤極度缺乏的礦區(qū)，可采用異地取土方法進(jìn)行修復(fù)。

3.2.2 合理選擇植被

根據(jù)不同的環(huán)境選擇合理的植被類型，同時(shí)兼顧一定的景觀效果。通常在平地栽種高大喬木和具有景觀功能的灌木，在喬灌木之間鋪設(shè)草坪。在緩坡地帶種植草皮，在陡坡地帶和垂直性裸露巖層下方種植爬山虎等藤蔓類植物。此外，植被的選擇應(yīng)考慮當(dāng)?shù)貧夂蚝铜h(huán)境。如我國(guó)西北地區(qū)，由于空氣干燥，風(fēng)力較大，應(yīng)盡量選擇當(dāng)?shù)爻Ｒ娭参?，并建立防風(fēng)墻，保護(hù)植物幼苗。總體而言，礦山植被恢復(fù)應(yīng)當(dāng)在植被類型上優(yōu)先選擇成活率高、生命力頑強(qiáng)、景觀效果較好的植物。

3.2.3 植被恢復(fù)技術(shù)方法

礦山平地面的植被恢復(fù)把握好土壤條件和植被選擇基本可達(dá)到恢復(fù)效果，礦山邊坡的植被恢復(fù)則需要考慮邊坡穩(wěn)定和生長(zhǎng)條件問題。礦區(qū)邊坡裸露，坡度大，無土壤，難以保水保肥，對(duì)植物生存生長(zhǎng)極為不利，生態(tài)恢復(fù)非常困難。因此，礦山邊坡的植被恢復(fù)方法一般采用草方格和毯式草皮進(jìn)行植被恢復(fù)，草皮具有密集程度高，成活率高和水源涵養(yǎng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于高陡邊坡，應(yīng)做好排水措施，有效引導(dǎo)降水流入到規(guī)定的區(qū)域。經(jīng)國(guó)內(nèi)外礦山邊坡綠化實(shí)踐可知，目前礦山邊坡植被恢復(fù)主要技術(shù)方法有液壓噴播植草技術(shù)、高次團(tuán)粒噴播技術(shù)、厚層基材植物護(hù)坡技術(shù)、土工格（網(wǎng)）植草護(hù)坡技術(shù)、生態(tài)石籠護(hù)坡技術(shù)、植生帶（袋）護(hù)坡技術(shù)、人工植板槽法、平臺(tái)法和景觀再造法等。

3.3 尾礦庫(kù)修復(fù)

尾礦庫(kù)在礦山占地面積中最大，但是利用效率最低。因此，先根據(jù)尾礦庫(kù)的污染物類型與污染物濃度等，確定合適的覆土厚度進(jìn)行客土回填，提高土層的穩(wěn)定性，增加土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)和土壤孔隙度，改善通氣狀況和透水性，提高土壤熟化，改良初期采用綠肥的種植結(jié)構(gòu)，基肥以有機(jī)肥為主，合理使用化肥，達(dá)到培養(yǎng)土壤的目的[3]。

4 礦山生態(tài)修復(fù)發(fā)展模式

單一的廢棄地復(fù)墾和植被恢復(fù)是早期的礦山生態(tài)修復(fù)發(fā)展模式。隨著時(shí)代的發(fā)展，如今的礦山生態(tài)修復(fù)是建立在以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為核心，兼顧社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人文、歷史的創(chuàng)新性可持續(xù)發(fā)展模式，充分調(diào)動(dòng)社會(huì)資本參與，推行市場(chǎng)化運(yùn)作、科學(xué)化治理，通過良好的生態(tài)環(huán)境帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”的理念。

4.1 生態(tài)修復(fù)+農(nóng)林漁牧

此種模式依據(jù)“宜農(nóng)則農(nóng)、宜林則林、宜漁則漁、宜牧則牧”的原則，在一些生態(tài)破壞較輕微，環(huán)境污染較小的區(qū)域進(jìn)行復(fù)墾，改造之后可進(jìn)行綜合利用。如河南的永城煤礦廢棄地，就是將深層塌陷區(qū)域進(jìn)行復(fù)墾用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，將淺層塌陷區(qū)域進(jìn)行復(fù)墾用于種植，使有限的土地資源得以可持續(xù)利用。平原地區(qū)可通過土地復(fù)墾發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，建成以當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)農(nóng)作物為主，兼顧土特產(chǎn)種植和加工一體化的商品糧生產(chǎn)基地。利用廢礦場(chǎng)、尾礦庫(kù)的生態(tài)修復(fù)，發(fā)展生態(tài)林果產(chǎn)業(yè)，可栽種蘋果、桃、板栗等，并栽種有關(guān)的樹種護(hù)坡，在獲得生態(tài)效益的同時(shí)，也獲得經(jīng)濟(jì)效益。如鞏義市小關(guān)鎮(zhèn)豐門溝村在打造綠色礦山的同時(shí)發(fā)展生態(tài)觀光農(nóng)業(yè)，發(fā)揮了生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

4.2 生態(tài)修復(fù)+觀光旅游

在修復(fù)后的廢棄礦山發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)，按照景觀生態(tài)學(xué)基本原理，保留一定的廢棄工業(yè)場(chǎng)地、廢棄設(shè)施，通過配套旅游基礎(chǔ)設(shè)施、營(yíng)造景觀概念，將廢棄礦山開發(fā)成礦山地質(zhì)公園、礦業(yè)遺跡博覽園、工業(yè)風(fēng)與現(xiàn)代感相融的旅游度假區(qū)等。如淮安市盱眙象山國(guó)家礦山公園等具有地質(zhì)公園特征的廢棄礦山，有很好的科學(xué)研究和教育意義[4]；湖北黃石礦山國(guó)家公園是一處集旅游、科學(xué)活動(dòng)考察和研究于一體的場(chǎng)所，展示中國(guó)礦業(yè)文化，實(shí)現(xiàn)了人與自然和諧共處的發(fā)展目標(biāo)；浙江紹興東湖風(fēng)景區(qū)，利用原有自然環(huán)境，再加以人工修復(fù)，現(xiàn)成為了一處巧奪天工的大盆景，吸引大量游客前往欣賞美景。

4.3 生態(tài)修復(fù)+地產(chǎn)開發(fā)

此模式是將距離城市較近、場(chǎng)地安全性較高、土地開發(fā)利用價(jià)值較高的區(qū)域，在符合規(guī)劃的前提下進(jìn)行地產(chǎn)開發(fā)，如建設(shè)綠色智能制造產(chǎn)業(yè)園、高端度假區(qū)、會(huì)議中心、物流倉(cāng)儲(chǔ)基地、居民住宅區(qū)、大型商業(yè)綜合體等。如湖州南太湖廢棄礦區(qū)采用PPP模式，實(shí)施全園通盤規(guī)劃、綜合設(shè)計(jì)與治理，建成綠色智能制造產(chǎn)業(yè)園[5]；上海世茂深坑酒店，利用深坑的自然環(huán)境建造的一座五星級(jí)酒店，就是廢棄礦坑開發(fā)再利用的成功創(chuàng)舉，也是自然、人文、歷史的集大成者。

4.4 生態(tài)修復(fù)+健康養(yǎng)生

健康產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為新常態(tài)下服務(wù)產(chǎn)業(yè)的重要引擎，部分原生礦種較為特殊的礦山廢棄地的局部地區(qū)可能具有較高的康養(yǎng)價(jià)值，可打造成集養(yǎng)老公寓、醫(yī)療服務(wù)中心、老年大學(xué)、休閑觀光、修身養(yǎng)性于一體的康養(yǎng)綜合體。如位于羅馬尼亞西部的圖爾達(dá)鹽礦，憑借其天然優(yōu)勢(shì),經(jīng)改造后成為呼吸道疾病人群的康養(yǎng)天堂[6]。

4.5 生態(tài)修復(fù)+綜合利用

此種模式適用于那些位于重要城鎮(zhèn)周邊，且對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境有重大影響的，礦區(qū)面積較大、具有開發(fā)利用價(jià)值的礦山。可以利用礦山廢棄地周邊地區(qū)的生態(tài)優(yōu)勢(shì)和用地優(yōu)勢(shì)，通過延伸城市功能，進(jìn)行綜合整治，打造新興的城市功能板塊，帶動(dòng)周邊地區(qū)發(fā)展。如蘇州旺山利用開山采石留下的10個(gè)廢棄礦坑，通過一系列生態(tài)修復(fù)和景觀重塑設(shè)計(jì)，將廢棄礦坑區(qū)成功打造成了生態(tài)綠洲，被譽(yù)為“蘇州最美山村”。

5 結(jié)語(yǔ)

礦山生態(tài)修復(fù)問題不僅關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境等相關(guān)方面都存在著較大影響。應(yīng)更加注重礦山生態(tài)修復(fù)新理念、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，在全力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的背景下，需基于“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展，合理選擇生態(tài)修復(fù)模式，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)、資源開發(fā)再利用及文化藝術(shù)價(jià)值再現(xiàn)等[5]。在礦山生態(tài)修復(fù)實(shí)踐中，政府還需制定明確的支持政策，提供充足資金保證，再積極廣泛吸收社會(huì)資本投入。有了政策、資金和技術(shù)三重保障，我國(guó)礦山生態(tài)修復(fù)工作才能有效地、可持續(xù)性推進(jìn)，礦山生態(tài)環(huán)境才能達(dá)到新時(shí)代生態(tài)文明的目標(biāo)要求。