廢棄礦山生態(tài)環(huán)境治理措施探討

田園園 顏冬娜

摘 要：為了探索廢棄礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理的新途徑，以河北省曲陽縣某廢棄礦山為例，通過地形測繪、野外調(diào)查、物探勘查等方法，對研究區(qū)內(nèi)的現(xiàn)狀環(huán)境進(jìn)行了綜合調(diào)查。結(jié)果表明，當(dāng)前主要的礦山環(huán)境問題是土地資源破壞、地形地貌景觀破壞、大氣污染以及地質(zhì)災(zāi)害隱患等。通過臺階式降坡卸荷方式消除地災(zāi)隱患，再采取工程措施及生物措施相結(jié)合的方式進(jìn)行復(fù)綠。研究成果可為廢棄礦山生態(tài)環(huán)境治理提供參考。

關(guān)鍵詞：廢棄礦山;治理措施;生態(tài)環(huán)境;環(huán)境治理

中圖分類號 X171.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）05-0139-04

Abstract： In order to explore a new way to restore and control the ecological environment of abandoned mines， taking an abandoned mine in Quyang County of Hebei Province as an example， the current environment in the study area was comprehensively investigated by means of topographic mapping， field investigation and geophysical exploration. The research showed that the main environmental problems are the destruction of land resources， the destruction of topography and landscape， air pollution and geological hazards. To eliminate the hidden danger of geological disasters through step-down slope unloading， and then adopt the combination of engineering measures and biological measures for greening. The research results can provide a practical case reference for the ecological environment treatment of abandoned mines.

Key words： Abandoned mine; Control measures; Ecological environment; Environmental governance

廢棄礦山是指歷史遺留及責(zé)任主體已滅失的礦山統(tǒng)稱[1]。我國廢棄礦山數(shù)量多、成因雜，礦區(qū)生態(tài)破壞嚴(yán)重[2]。大量的廢棄礦山導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境惡化，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到了嚴(yán)重制約。對廢棄礦山開展環(huán)境治理，讓“白茬山”重披綠衣裳，是踐行“兩山理念”的重要舉措。

礦山周圍地質(zhì)環(huán)境和土地資源如何治理恢復(fù)，一直是許多礦山企業(yè)和國內(nèi)外研究學(xué)者關(guān)注的熱點問題[3]。近年來，許多學(xué)者針對不同類型的廢棄礦山治理措施開展了有針對性的研究工作，如廢棄煤礦[4-6]、廢棄建材類礦[7-11]、廢棄鐵礦[12]等。綜合各類研究成果，礦山環(huán)境治理措施主要采取工程措施，如削坡、護(hù)坡、場地整治等[13]。

本研究以曲陽縣某廢棄礦山為對象，分析了存在的礦山環(huán)境問題，并提出了有針對性的治理措施，以期為廢棄礦山環(huán)境治理提供參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于河北省保定市曲陽縣，華北平原西部，屬暖溫帶大陸性氣候、丘陵地貌。面積0.22km2，海拔高度362～479m，西高東低，溝谷發(fā)育，坡度較緩，一般采面整體坡度較陡，地貌較復(fù)雜。周邊人類活動以農(nóng)業(yè)耕作為主，兼作林果業(yè)。研究區(qū)原為礦山開采區(qū)，經(jīng)多年無序開采形成了巨大的裸露采面，礦石以片麻巖為主，不含重金屬，風(fēng)化程度較高。堆積有大量廢渣，渣堆坡體規(guī)模較大，穩(wěn)定性差。受坡向、土壤、地貌等自然因素的影響，研究區(qū)內(nèi)少量植被為野生低矮灌木、草本植物、少量野生喬木。

2 生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及存在問題

2.1 現(xiàn)狀 研究區(qū)現(xiàn)有5處采面、6處廢渣邊坡、3處開采平臺。采面總面積0.6萬m2，巖性主要為片麻巖，開采形狀呈不規(guī)則狀，采面微-中風(fēng)化，平整度一般，局部裂隙發(fā)育，整體較為穩(wěn)定，偶見植被發(fā)育。渣石堆積總量約為1.3萬m3，采礦廢渣碎石堆積渣坡粒徑一般在1～3cm，偶見大塊石，坡高2～40m不等，渣坡坡度為10～40°，堆積層厚度0.2～5m。有3處開采山體形成的平臺，占地面積達(dá)660m2，平臺整體呈不規(guī)則帶狀分布，較平整，局部基巖出露（見圖1）。

2.2 存在問題

2.2.1 土地資源破壞 研究區(qū)土地資源破壞主要表現(xiàn)在選礦廢渣得不到充分利用而雜亂無章地堆放，廢棄渣石隨意傾倒至溝道內(nèi)、山坡中，形成了廢渣邊坡。這些廢渣邊坡壓占了大量自然山體，并破壞了原有的土地資源。且堆放在道路周邊的廢渣影響了路基的整體穩(wěn)定性，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活留下了安全隱患（見圖2）。據(jù)統(tǒng)計，土地壓占損毀面積達(dá)7839m2。

2.2.2 地形地貌景觀破壞 研究區(qū)原露天開采時不規(guī)范，導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)大面積地表強(qiáng)風(fēng)化層被剝離，原生態(tài)植被被毀，采礦廢渣堆、廢棄地裸露于地表，掌子面巖石裸露，區(qū)內(nèi)及周邊受擾動山體植被皆被破壞殆盡（見圖3）。礦渣沿坡面及坡腳隨意堆放造成的與周邊植被生長茂盛的山區(qū)綠色生態(tài)環(huán)境極不協(xié)調(diào)，破壞了原生的地形地貌景觀，與周邊自然山體的自然和諧生態(tài)景觀極不相稱。經(jīng)統(tǒng)計，地貌景觀嚴(yán)重破壞面積約為1萬m2。

2.2.3 大氣污染 大面積裸露堆放的渣土顆粒細(xì)小，干燥，廢渣在風(fēng)力吹揚(yáng)作用下，形成新的風(fēng)沙源，不僅對大氣環(huán)境造成污染，還會造成植物枯萎衰退，特別是隨意堆放的廢渣土產(chǎn)生的揚(yáng)塵已成為大氣污染的重要因素污染空氣，降低了大氣環(huán)境質(zhì)量，影響了周圍村民的生活質(zhì)量，損壞了該地對外形象。

2.2.4 存在地質(zhì)災(zāi)害隱患 長期開采活動導(dǎo)致邊坡裸露、產(chǎn)出大量廢石，廢渣雜亂堆積在溝谷極易受重力及外力的作用影響而垮塌。廢渣隨意堆放，渣坡最高可達(dá)49m，沖溝長度最大可達(dá)40m，一旦遇強(qiáng)降雨易引發(fā)泥石流災(zāi)害，存在地質(zhì)災(zāi)害隱患。其不良影響已經(jīng)威脅到周邊高速公路安全，渣坡下方緊臨鄉(xiāng)村道路，受雨水沖刷，浮渣已發(fā)生滑落，掩埋道路。

3 治理思路

針對現(xiàn)狀生態(tài)環(huán)境問題，綜合采用削坡整形+擋墻+集排水+綠化及養(yǎng)護(hù)措施對研究區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)治理。通過恢復(fù)地形地貌景觀，為綠化工程布設(shè)提供基礎(chǔ)，提高邊坡植被覆蓋率，達(dá)到與周邊自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的效果。以安全長效，因地制宜，喬灌草、觀花與觀果相結(jié)合為原則，遵循植物群落的自然演替規(guī)律，以培育喬灌草型群落為目標(biāo)，同時對地質(zhì)災(zāi)害隱患起到治理作用[14]。

4 治理措施

4.1 削坡整形 削坡整形措施主要為坡面浮石清理、削坡及場地平整。露天開采過程中由于開采的深度與高度不斷增加，導(dǎo)致邊坡的穩(wěn)定性不斷惡化，加上坡面有一定的風(fēng)化碎石，不利于植物生長。將采礦形成的基巖裸露邊坡，利用原始地形圍繞坡面清理渣土，平均清除厚度約0.3m，渣土清理方量約900m3。將高陡邊坡削坡卸載，保證其穩(wěn)定和坡面綠化苗木的立地條件，控制削填坡度45°以內(nèi)，削坡至原始基巖坡面，修剪成若干個臺階。臺階寬度4m，清理渣土及削坡方量填于地勢低洼地區(qū)，壓實找平后覆土30cm。對研究區(qū)進(jìn)行削坡整形為達(dá)到良好的綠化效果奠定地形基礎(chǔ)。

4.2 擋墻 為確保每級臺階邊坡安全穩(wěn)定，攔擋土石，穩(wěn)固坡腳，防止水流沖刷，在每級階梯邊緣向坡腳處推進(jìn)0.5m處的位置砌筑漿砌石擋墻，墻寬1.0m，高1.0m，入土深度0.2m。共布置石籠擋墻2道，總長255m。擋墻內(nèi)側(cè)回填土方，為后期綠化奠定土壤基礎(chǔ)。在邊坡坡腳布置漿砌石擋墻，擋墻斷面呈直角梯形，頂寬0.6m，底寬0.9m，基礎(chǔ)埋深0.5m，墻高1m，以高速底部涵洞為起點砌筑同規(guī)格擋墻，主要對涵洞的匯水進(jìn)行導(dǎo)流。共布置漿砌石擋墻3道，總長310m。

4.3 集排水 根據(jù)集水面積、降雨強(qiáng)度、歷時和徑流方向?qū)ζ旅媾潘M(jìn)行整體規(guī)劃和布置。研究區(qū)集排水工程主要布置在高速涵洞兩側(cè)的邊坡坡腳及坡頂處。在距坡頂線一定范圍內(nèi)設(shè)置坡頂截排水溝，坡頂截排水溝與坡腳排水溝須貫通。匯水方向由坡頂中間向兩側(cè)排水至坡腳排水溝，排水溝末端連接涵管，涵管長10m，孔徑40cm。最后將雨水有組織地引向溝道。共布置截、排水溝4條，總長度425m。截排水溝設(shè)計過水?dāng)嗝鏋樘菪?，底?.5m，開口寬0.804m，有效深度0.5m，溝壁超高0.2m，壁厚0.418m。

4.4 綠化及養(yǎng)護(hù) 在地形地貌整治后，開展裸露巖面及設(shè)計平臺綠化工程。根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)、水文條件，結(jié)合環(huán)境特征，選取抗旱能力強(qiáng)、生命力強(qiáng)以及適應(yīng)性強(qiáng)的本土植物作為綠化物種。分別選取了喬木側(cè)柏，灌木紫穗槐、連翹，坡腳攀緣類植物地錦作為綠化用物種。高速公路沿線開展綠化工作時，為保障綠化效果，對綠化區(qū)域進(jìn)行了土壤改良。

平臺開挖圓形60cm×50cm（穴徑×穴深）種植穴（Ⅰ類），穴內(nèi)種植1株側(cè)柏，選取胸徑3.0～3.9cm，帶土球，土球（直徑×高）30×40cm，開挖株間距2m，行間距2m，梅花形布置;2個Ⅰ類種植穴中間開挖圓形50cm×40cm種植穴（Ⅱ類），穴內(nèi)種植紫穗槐、連翹，選取樹高0.8～1.0m，裸根栽植，開挖株間距2m，行間距2m，梅花形布置。種植穴開挖后先鋪設(shè)防滲膜再回填種植土。采面坡腳處開挖種植槽（0.5m×0.5m）種植攀緣類植物，3株/m，起到遮擋裸露巖面，增加綠化面積的作用。共栽植苗木側(cè)柏1026株，紫穗槐5318株，連翹5318株，攀緣類植物3432株。

栽植區(qū)土壤改良采取營養(yǎng)土混合方法，改善土壤物理、化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而改善土質(zhì)，提高土壤滲透率，降低黏性，為植物根系發(fā)育創(chuàng)造了良好的條件。綠化區(qū)根據(jù)實際情況確定覆土厚度，覆土區(qū)撒播灌草籽，種子選用荊條、紫穗槐、紫花苜蓿、沙打旺、高羊茅、白羊草、黃芪等混合草籽播種，按200kg/hm2播種，局部坡面加播灌草種子。

苗木管理措施主要包括適時適量澆水、疏松土壤、施肥及病蟲害防治等。

5 預(yù)期效益分析

5.1 社會效益 研究區(qū)生態(tài)環(huán)境對周邊村落居民生產(chǎn)生活產(chǎn)生直接影響，社會反響強(qiáng)烈。實施治理措施后不僅有助于推動農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，而且對遏制非法盜采以及維護(hù)社會穩(wěn)定起到了積極的作用。礦區(qū)經(jīng)地形整治、合理排水、植樹種草等系列措施實施后，最直接的收益是大大減緩礦區(qū)土地資源破壞、地質(zhì)災(zāi)害隱患等不良地質(zhì)災(zāi)害對礦區(qū)居民生產(chǎn)及生活的威脅，有利于促進(jìn)礦區(qū)社會穩(wěn)定和諧發(fā)展。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益 研究區(qū)作為當(dāng)?shù)氐木G色生態(tài)屏障之一，是該地區(qū)經(jīng)濟(jì)長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展的保障。治理措施完成后可新增喬木1026株，區(qū)內(nèi)林草覆蓋率不低于80%，平整礦區(qū)內(nèi)可用于耕作的土地資源約1hm2，提高周邊土地資源的價值，可極大地修復(fù)因采礦活動造成的生態(tài)破壞。在該項目實施過程中，可以為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┡R時就業(yè)崗位，增加臨時就業(yè)居民的經(jīng)濟(jì)收入。

5.3 生態(tài)效益 研究區(qū)治理后將徹底改變該區(qū)域局部不良的生態(tài)環(huán)境條件，一改礦區(qū)滿目瘡痍、溝壑縱橫、植被稀疏的景象，豐富當(dāng)?shù)刈匀痪坝^環(huán)境，給人以賞心悅目的效果。栽種的樹木形成成片的林地與周邊的綠地相映生輝，也有減弱高速公路周邊噪音的作用;對廢棄礦山進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，可以實現(xiàn)清潔降塵、源控制減排的目標(biāo)。研究區(qū)綠化措施可新增坡面綠化面積約1萬m2，有效提高坡面植被覆蓋率。生物措施與工程措施相結(jié)合，一改以往春冬時節(jié)漫天風(fēng)沙景象，改善京津冀地區(qū)空氣質(zhì)量，提高當(dāng)?shù)鼐用竦男腋Ｖ笖?shù)。

6 結(jié)語

礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的主要組成部分，對改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境具有重要意義。早期由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需求，對礦產(chǎn)資源不合理的開發(fā)利用導(dǎo)致礦區(qū)生態(tài)環(huán)境惡劣。為使人民群眾對美好生活的追求得到滿足，一改曲陽縣對外的形象，讓綠色發(fā)展成為曲陽縣的代名詞，對高速公路沿線廢棄露天礦山的生態(tài)修復(fù)勢在必行。本研究從地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀入手，結(jié)合其自然地理及地質(zhì)環(huán)境條件，采用削坡整形工程，輔以擋墻、集排水工程，對高速公路可視范圍有針對性地布置綠化工程，最終達(dá)到恢復(fù)研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的目的，以利于曲陽縣山區(qū)生態(tài)涵養(yǎng)功能的進(jìn)一步發(fā)揮，對當(dāng)?shù)貐^(qū)域環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡將起到不可替代的作用。

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