在承德露天礦山地質(zhì)環(huán)境修復(fù)治理勘查設(shè)計中的思考

多曉松，鄧朝文，胡 沖

（1.華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊，河北承德067000；2.承德市礦產(chǎn)資源評審中心，河北承德067000；3.河北省地礦局第四地質(zhì)大隊，河北承德067000）

《自然資源部關(guān)于探索利用市場化方式推進礦山生態(tài)修復(fù)的意見》的出臺，礦山地質(zhì)環(huán)境修復(fù)概念過渡到礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)，不但包含了滅失礦山跡地，還包括正在開采中的不受礦業(yè)活動影響的區(qū)塊的生態(tài)環(huán)境修復(fù)，將傳統(tǒng)的礦山地質(zhì)環(huán)境問題擴大為土地、土壤、林草、地表水與地下水、礦區(qū)大氣、動物種群、植物群落、微生物群落等問題，以逐步恢復(fù)與重建生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自組織能力，是礦山地質(zhì)環(huán)境修復(fù)概念的延伸。河北省自然資源廳根據(jù)自然資源部的意見，于2020年4月出臺的《關(guān)于探索利用市場化方式推進礦山生態(tài)修復(fù)的實施辦法》（下稱“實施辦法”），延續(xù)了礦山生態(tài)修復(fù)的概念，踐行了習(xí)近平總書記生態(tài)環(huán)境保護“綠水青山就是金山銀山”的指導(dǎo)理念。承德市正在推進國家級綠色礦業(yè)發(fā)展示范區(qū)建設(shè)，“實施辦法”的出臺，極大的推進了礦山安全生產(chǎn)達標(biāo)、露天礦山環(huán)保達標(biāo)、礦山生態(tài)修復(fù)三項攻堅行動的實施。

1 承德露天礦山概況

承德是礦業(yè)大市，礦產(chǎn)資源儲量在河北省名列前茅，部分礦產(chǎn)資源在全省乃至全國占有重要地位（釩鈦資源），資料顯示，承德地區(qū)發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)達101種，經(jīng)勘查并有儲量記載的有59 種,開發(fā)利用的礦產(chǎn)52 種，利用的礦種尤以鐵礦資源居多。據(jù)統(tǒng)計，承德市目前擁有礦山740 處之多，金屬礦山363 個，非金屬礦山356 個，其他礦產(chǎn)礦山21個，露天礦山占礦山總數(shù)的一半，目前已累計壓減礦權(quán)347個，取締關(guān)閉礦山230家。根據(jù)承德市綠色礦業(yè)發(fā)展示范區(qū)建設(shè)方案，至2020年底，使固體礦山數(shù)控制在640個以內(nèi)。

受礦床賦存條件的限制，承德地區(qū)采用露天開采方式的礦山占總數(shù)的一半，剝離大量山皮后直接將采掘空間敞露。露天開采能充分利用資源，回采率高，貧化率低，適合用大型機械設(shè)備開采，因此產(chǎn)量大，生產(chǎn)效率高，也相對地下開采較安全。但露天開采對環(huán)境的影響破壞較大，占用較多的農(nóng)田，壓占損毀土地植被資源，采掘受氣候變化影響因素大等。通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，承德地區(qū)露天鐵礦區(qū)的空氣污染物指標(biāo)TSP、SO2等呈上升趨勢，且從1988年開始至今上升速度也在加快，同時Ⅴ級惡劣水質(zhì)增長趨勢明顯[1]。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境主要問題

礦山地質(zhì)環(huán)境問題是產(chǎn)生和加劇的各種不良地質(zhì)現(xiàn)象與作用[2]，因此采礦活動必然帶來這些問題。礦山根據(jù)一定的礦山工程布局，進行礦產(chǎn)的勘查、開采、選礦、儲存、運輸?shù)裙芾砘顒?，其主要的場所有露天采場、地下采場（含豎井提升系統(tǒng)）、廢渣堆（排土場）、辦公生活區(qū)、選廠、尾礦庫、運礦道路等等。礦業(yè)活動必然帶來一定的地質(zhì)災(zāi)害隱患、含水層破壞、地形地貌景觀破壞、土地及植被資源壓占等礦山地質(zhì)環(huán)境問題，這些問題都是礦山地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)對受到礦業(yè)活動輸入后的響應(yīng)與輸出（見圖1）。礦山地質(zhì)環(huán)境問題是打破了巖石圈與地球表面的自然平衡狀態(tài)，在礦山生產(chǎn)過程中使平衡發(fā)生偏移而存在變量，例如礦山露天采場，隨著開采深度及面積的增加，造成邊坡失穩(wěn)；廢渣堆的不合理堆積形成溝谷型及坡面型泥石流物源；挖損、壓占大量的土地、植被資源；不合理開采形成白茬山，形成景觀破壞及視覺污染（如承秦高速甲山段可視區(qū)灰?guī)r露天礦山）等，同時礦山廢渣堆淋濾水、采礦廢水、尾礦庫廢水、選廠廢水等造成水土污染，對當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活灌溉用水造成民生問題。這些礦山地質(zhì)問題貫穿于勘采選冶全過程中，都是在礦山開采的不斷推進而產(chǎn)生。

圖1 礦山地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)

基于礦山地質(zhì)環(huán)境概念，采礦活動所影響到的巖石圈、水圈，還包括生物圈，破壞的生態(tài)環(huán)境要素還有土地與土壤、森林與濕地、地表水與地下水、大氣、動物棲息地、微生物群落等，礦山地質(zhì)環(huán)境問題由此擴大至生態(tài)環(huán)境[3]。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境勘查

通過礦山地質(zhì)環(huán)境勘查，能夠查明礦山地質(zhì)環(huán)境問題的類型、現(xiàn)狀分布、成因、影響對象等，按照礦山地質(zhì)環(huán)境綜合影響指數(shù)等相關(guān)技術(shù)方法[4]，定性或定量地評價分析采礦活動對地質(zhì)環(huán)境的影響程度，預(yù)測礦山地質(zhì)環(huán)境的發(fā)展變化趨勢，根據(jù)問題提出治理措施，建立礦山地質(zhì)環(huán)境勘查數(shù)據(jù)庫，為部署整個礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作提供系統(tǒng)性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。礦山地質(zhì)環(huán)境問題查的清楚與否、問題能否徹底解決、工程量計算能否滿足工程措施、投資預(yù)算精準(zhǔn)程度等都與勘查精度與質(zhì)量息息相關(guān)，因此礦山地質(zhì)環(huán)境勘查是決定整個項目質(zhì)量的關(guān)鍵。

礦山地質(zhì)環(huán)境勘查查什么，總結(jié)起來就是“一調(diào)六查一提”，在資料搜集、勘查設(shè)計及野外踏勘基礎(chǔ)上進行。一調(diào)：調(diào)查礦山地質(zhì)環(huán)境背景，主要包括礦山基本情況、資源儲量、開采設(shè)計、自然地理、氣象水文、土壤植被、地層、地質(zhì)構(gòu)造、水工環(huán)條件、人類工程活動、土地類型、土地權(quán)屬等內(nèi)容，匯總歸納、整理分析，以充分了解礦山背景。

六查：①查明礦區(qū)內(nèi)因采礦活動造成的地質(zhì)災(zāi)害類型、成因、規(guī)模、分布、影響范圍、未來發(fā)展情況等，對整個礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況進行評估分析，可采用遙感解譯、地面測繪、訪問等手段，手圖標(biāo)記，拍照留存，并記錄野外調(diào)查表，露天礦山主要以崩塌、滑坡、泥石流三種地質(zhì)災(zāi)害為主，同時不穩(wěn)定邊坡、黃土濕陷等其他不良地質(zhì)現(xiàn)象一并記錄；②查明礦區(qū)及其受開采影響范圍內(nèi)含水層是否遭到破壞、污染，是否影響當(dāng)?shù)厝诵笥盟肮喔扔盟瑢τ克?、水位、水質(zhì)等進行調(diào)查；對具有毒性、放射性等特殊礦種選廠周邊進行水質(zhì)化驗監(jiān)測，水質(zhì)是否污染；③查明礦區(qū)內(nèi)地形地貌景觀、地質(zhì)遺跡、人文景觀的影響和破壞情況，按照礦山工程布局調(diào)查，尤其是露天礦山微地貌改造情況，掌子面、高陡白茬山、不合理堆積的廢渣堆等等對地貌影響嚴(yán)重，對破壞地貌景觀的破壞面積、位置、破壞方式、影響程度等進行調(diào)查；④查明壓占損毀的土地資源分布與面積，礦區(qū)內(nèi)的工程布局不同程度的壓占損毀土地資源，查清楚壓占的土地類型、面積、程度等，礦山土地是否遭到污染，采用礦山及周邊土樣采集測試評價的方式判定；⑤查明礦區(qū)內(nèi)土壤類型、土壤肥力、微生物區(qū)系調(diào)查，摸清礦山鄉(xiāng)土植被種類，適合什么動物區(qū)系生存等。對礦區(qū)內(nèi)“三廢”綜合利用情況進行摸底，排放量、綜合利用方式及利用量等。⑥擬設(shè)工程部位的重點勘查，尤其是壩墻渠溝基礎(chǔ)、削坡及錨固工程巖體工程地質(zhì)條件、植被工程是否滿足栽種等，可通過鉆探、槽探、取樣、化驗等手段獲得相關(guān)參數(shù)。

一提：礦山地質(zhì)環(huán)境問題查明后，對存在的地質(zhì)環(huán)境問題、土地利用情況進行現(xiàn)狀評價分析及預(yù)測趨勢分析，然后提出相應(yīng)工程、生物等措施，并對礦山地質(zhì)環(huán)境治理成效性進行思考，在勘查內(nèi)業(yè)中要提出至少兩套恢復(fù)方案，并進行比選，從工程施工條件、工程措施合理性、預(yù)算資金額、施工時間、環(huán)境效益、社會效益等多方面考慮，選取最經(jīng)濟合理的方案作為推薦方案，為施工圖設(shè)計打好基礎(chǔ)。

4 礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要設(shè)計理念

礦山地質(zhì)環(huán)境治理涉及到礦區(qū)內(nèi)各利益群體，要協(xié)調(diào)好這些關(guān)系，通過以礦山地質(zhì)環(huán)境問題為導(dǎo)向的勘查工作，查明這些礦山地質(zhì)環(huán)境問題，找到問題就得采取措施來解決問題，就是礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理中要治什么，怎么治，是在設(shè)計階段需要考量的事情。以往礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)設(shè)計主要是單純的從礦山單個區(qū)域設(shè)計的，未綜合考慮當(dāng)?shù)馗黝愐?guī)劃等問題。通過以往治理過的工程發(fā)現(xiàn)，礦山環(huán)境都是先破壞后恢復(fù)，存在恢復(fù)后養(yǎng)護期短，客土覆土是以破壞土源環(huán)境為代價，整體工程人為干預(yù)強度大，剛性工程多而不協(xié)調(diào)，驗收工程以應(yīng)付檢查為過，生態(tài)修復(fù)理念欠缺，景觀再造工程少，修復(fù)后效益少等問題，礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)成效性低。

在設(shè)計階段應(yīng)做好生態(tài)協(xié)調(diào)，本著科學(xué)經(jīng)濟、因地制宜、技術(shù)可行、符合規(guī)范等原則，以近自然生態(tài)修復(fù)、多層次、多技術(shù)、多工法復(fù)合體系、傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合等理念為指導(dǎo)，以消除地質(zhì)災(zāi)害隱患為首要任務(wù)，恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境，達到新景觀再造，并符合當(dāng)?shù)乜傮w利用規(guī)劃（土地、道路、灌溉等）做好土地整治[5]，提高土地綜合利用率，增加當(dāng)?shù)卣恋刂笜?biāo)，打造生態(tài)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)（觀光旅游、康健養(yǎng)老、生態(tài)經(jīng)濟等）等產(chǎn)業(yè)植入。礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理從工程角度講，無非就是工程措施、生物措施、土地整治、綜合措施等，根據(jù)礦山實際情況將這些措施優(yōu)化、美化、協(xié)調(diào)化，消除視覺突兀感，在視覺上看不出原來的采礦痕跡。

礦山消除地質(zhì)災(zāi)害后，從生態(tài)角度符合規(guī)劃下“宜林則林、宜耕則耕、宜園則園、宜牧則牧、宜漁則漁”，礦山生態(tài)修復(fù)主要為林草地修復(fù)、耕地修復(fù)、濕地修復(fù)、建設(shè)用地修復(fù)、礦山公園修復(fù)等五種模式[6]，然而礦山內(nèi)條件復(fù)雜，問題疊加，在設(shè)計中要多工法設(shè)計，如礦山地質(zhì)災(zāi)害消除以削（削坡、爆破）、攔（墻、壩、坑槽類工程）、擋（SNS、格構(gòu)、錨固）、排（截排水溝、排導(dǎo)槽）四大手段為主。露天采坑、掌子面、白茬山等需要削坡錯臺消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，坡度不低于70°，臺階及坑底則需采用“喬、灌、藤、花、草”的生物工程綠化，面狀區(qū)塊以喬灌結(jié)合，帶狀區(qū)塊喬灌草花結(jié)合為主，坡底上攀坡頂下垂類藤類，綠化則需綜合考慮土地利用規(guī)劃采用合適的綠化植物，可采用經(jīng)濟類植被綠化，以增加產(chǎn)業(yè)；排土場、尾礦庫等堆積類地質(zhì)體主要是坡面錯臺排水綠化，坡底墻壩攔擋等工程，綠化植物以抗旱、根系發(fā)達類以達到固坡作用；正在生產(chǎn)用的礦山建筑、工業(yè)場地、礦山道路以路面硬化、生態(tài)美化為主，比較深大的采坑則可以用作漁業(yè)養(yǎng)殖等。削坡錯臺下來的廢石土石料則可以用來銷售來反補恢復(fù)治理資金短缺的問題，按照土地質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進行復(fù)墾則可以增加政府土地指標(biāo)，可用于城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤及土地流轉(zhuǎn)。通過工程、生物措施的生態(tài)恢復(fù)，達到“一舉多贏”的效果[6-8]。

承德地處屬暖溫帶向中溫帶過渡地帶，屬溫帶半濕潤、半干旱區(qū)大陸性季風(fēng)型山地氣候，承德地區(qū)總體地勢由西北向東南階梯下降，分為壩上高原及壩下山區(qū)兩大類地貌類型，氣候因地形地貌南北差異明顯，使氣候具有多樣性。植被分布與氣候條件息息相關(guān)，根據(jù)氣候多樣性，在承德地區(qū)綠化植物選擇抗寒、抗旱、抗逆、適應(yīng)性強、凈化防污類植物，喬木類主要以松柏、刺槐、丁香、蒙古櫟、臭椿、山毛櫸、山楂及蘋果、板栗、梨等經(jīng)濟類植物為主，灌木以沙棘、荊條、紫穗槐等為主，藤本類主要以爬山虎、地錦、扶芳藤、紫藤等為主，花卉類以抗SO2玉簪、鳶尾、蜀葵、三色堇及抗HF類波斯菊、牽?；╗9]等為主，地被類草本植物以黑麥草、披堿草、早熟禾、高羊茅、狗牙草等為主[10]。由于承德地區(qū)降雨量不是很多，所以在植被恢復(fù)后的3～5年內(nèi)養(yǎng)護[11]。另外以往火炬樹應(yīng)用比較廣泛，但多年栽種經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，雖然火炬樹適應(yīng)土壤能力強，但火炬樹侵略性也比較強，不利于其他植物種群生長，所以在綠化設(shè)計中不在推廣使用侵略性比較強的植物，喬、灌綠化以鄉(xiāng)土植被種類為主。承德地區(qū)在高海拔地區(qū)樺樹盛長，根據(jù)以往經(jīng)驗在低于1000m 的區(qū)域樺樹生長緩慢，所以在低海拔地區(qū)盡量不設(shè)計樺樹綠化。壩上地區(qū)由于氣候特殊性，以恢復(fù)林草地生態(tài)系統(tǒng)為主。

5 礦山地質(zhì)環(huán)境在恢復(fù)過程中需要注意事項

（1）創(chuàng)新思路，開放思想，不拘泥礦區(qū)單一問題，但也不能所設(shè)計手段太過復(fù)雜不具有操作性，要“一礦一策”。

（2）對白茬山、掌子面等不易綠化又不能削坡增加破壞面積的高陡邊坡盡量用文化造景模式，如摩崖石刻、浮雕等，達到宣傳當(dāng)?shù)厝宋牡乩怼⑽幕瘹v史的效果。

（3）礦山恢復(fù)新形成的耕地及其他農(nóng)用地質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)必須達到規(guī)范要求并土地專家驗收后方可進入政府土地儲備。不能恢復(fù)成原地類的區(qū)塊需進行專門的論證，以降低地類，完成后報自然資源有關(guān)部門備案。

（4）礦山廢棄土石料包括消除地質(zhì)災(zāi)害新產(chǎn)生的及原礦山遺留的，這些土石料要充分用于恢復(fù)工程，需要編制土石料利用方案，明確土石料回收量、利用期限及恢復(fù)責(zé)任主體等，重點是核實廢石土石料方量。

（5）遵循自然修復(fù)原則，與工程措施相結(jié)合，充分考慮治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件、氣候條件、管護條件、綜合利用條件、管理條件等因素，尊重大自然的自然恢復(fù)能力，選擇合適的綜合治理模式。植被不宜跨生態(tài)區(qū)域引進，建議在完工后養(yǎng)護期3年后進行驗收，改變礦山生態(tài)綠化“一年生，兩年黃，三年死光光”的狀況。

（6）充分體現(xiàn)綠色發(fā)揮綠色發(fā)展理念，順應(yīng)自然，保護自然，既能開發(fā)金山銀山，又能恢復(fù)綠水青山。

6 結(jié)語

（1）可采用遙感、航空攝影、多手段地面調(diào)查等“天空地”一體化的綜合手段進行勘查，可勘查到肉眼看不到的蠕變，進而采取相對措施治理。設(shè)計階段可采用三維軟件進行工程布設(shè)，直觀反映地質(zhì)環(huán)境問題解決是否徹底。

（2）根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理資金緊張、工期短的短板問題，可采取“EPC”運作模式，但是需要建設(shè)單位在前期辦理各種手續(xù)，落實資金，做好前期工作。此模式在唐山地區(qū)運用比較多，且得到了較好的效果，可以借鑒。目前承德地區(qū)在興隆縣剛開展“EPC”模式，希望后期這種模式在承德地區(qū)能推廣開來。

（3）承德地區(qū)是比較早開展礦山治理的地區(qū)，早在2009年就出版了《承德綠色礦山》，該書全面總結(jié)了承德綠色礦山建設(shè)工作，對承德市乃至全國的綠色礦山建設(shè)提供一定參考。承德地區(qū)作為綠色礦山建設(shè)早期試點，地域特色明顯，應(yīng)推廣這些治理模式，來達到礦山安全、礦區(qū)穩(wěn)定、社會和諧和礦山可持續(xù)發(fā)展為目的。

（4）對滅失礦山跡地首要是尊重自然恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，人工修復(fù)為輔，對跡地內(nèi)無地質(zhì)災(zāi)害隱患的區(qū)塊，可轉(zhuǎn)型利用認(rèn)定，倉儲、土地儲備、土地流轉(zhuǎn)等，納入項目規(guī)劃，以進行項目建設(shè)利用。