棗莊市破損山體生態(tài)修復(fù)方式建議淺析

朱利民，龐成寶，賈繼成，張祥意 *，張曉波，張飛

(1.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院(山東省地勘局第二地質(zhì)大隊(duì)),山東 濟(jì)寧 272100；2.棗莊市自然資源事業(yè)發(fā)展中心(棗莊市生態(tài)修復(fù)中心),山東 棗莊 277800)

0 引言

棗莊是因資源而興的城市，山體作為不可再生資源，在城市發(fā)展中的作用日益顯著。棗莊大規(guī)模開(kāi)采石灰?guī)r礦產(chǎn)資源可追溯到20世紀(jì)八九十年代。隨著礦產(chǎn)資源的開(kāi)采，衍生了很多地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，主要表現(xiàn)在地形地貌景觀破壞、土地資源破壞兩方面，嚴(yán)重影響了地區(qū)生態(tài)環(huán)境，同時(shí)制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1-2]。根據(jù)全市破損山體分布現(xiàn)狀，制定合理的治理規(guī)劃，探索適宜本地區(qū)的生態(tài)修復(fù)模式，可以為全市合理、科學(xué)、有序開(kāi)展破損山體修復(fù)提供參考。同時(shí)也為其他地區(qū)開(kāi)展全域破損山體生態(tài)修復(fù)工作提供借鑒[3-6]。

1 地質(zhì)條件

棗莊市在大地構(gòu)造上屬于華北板塊的一部分，位于華北地塊魯西隆起南緣，屬華北地層大區(qū)、魯西地層分區(qū)，地層發(fā)育較為齊全。由老到新依次為：泰山巖群山草峪組、震旦系、寒武系、奧陶系、石炭-二疊系、侏羅系、古近系及第四系。其中該區(qū)域石灰?guī)r礦主要富礦層位為寒武—奧陶系九龍群張夏組[7-10]。區(qū)域上，受郯廬斷裂長(zhǎng)期左行扭動(dòng)影響，派生了許多區(qū)域性NW—NNW向斷裂。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，主要以凹陷、褶皺和斷裂為主。巖漿巖主要為晚太古代、元古代和中生代等地質(zhì)時(shí)期，分布于棗莊區(qū)域西部一帶，早寒武紀(jì)巖漿巖分布面積較廣，多見(jiàn)呈巖株或巖基產(chǎn)出，其他時(shí)代的巖漿巖出露面積小，多呈巖脈或小巖株產(chǎn)出。巖漿巖在棗莊地區(qū)的出露面積約占基巖出露面積的四分之一[11-12]。

2 研究思路

目前，濟(jì)南市開(kāi)展了破損山體保護(hù)相關(guān)研究，對(duì)全市城市建設(shè)區(qū)外的山體保護(hù)控制線進(jìn)行了初步劃定?？茖W(xué)、合理確定破損山體的生態(tài)修復(fù)治理方式的基礎(chǔ)便是準(zhǔn)確掌握全市破損山體的分布、數(shù)量、名稱(chēng)、范圍、屬地、基本地質(zhì)條件、破損情況等內(nèi)容。首先，利用無(wú)人機(jī)對(duì)破損山體進(jìn)行航攝作業(yè)，測(cè)量范圍由室內(nèi)三調(diào)影像圈定結(jié)合實(shí)地調(diào)查確定(比例尺1∶1000，地面平均分辨率不得低于0.1m)。以航攝作業(yè)形成的正射影像圖為基礎(chǔ)，開(kāi)展野外山體調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括山體類(lèi)型、山體名稱(chēng)、地理位置、分布情況、分布數(shù)量、分布范圍、山體面積、山體規(guī)模、山體地質(zhì)特征、與“三區(qū)兩線”可視范圍內(nèi)位置關(guān)系等基本信息。結(jié)合正射影像圖和野外調(diào)查結(jié)果，將山體位置范圍線套合最新的“生態(tài)紅線”數(shù)據(jù)，確定位置關(guān)系。整理破損山體分布高程、長(zhǎng)、寬、高、平面面積、立面面積等特征數(shù)據(jù)，對(duì)圈定的破損山體范圍疊合三調(diào)數(shù)據(jù)，匯總統(tǒng)計(jì)破損、壓占各地類(lèi)面積[13-14]，并初步估算破損山體可供開(kāi)采資源量，確定破損山體生態(tài)修復(fù)治理原則后，對(duì)每座破損山體治理模式提出生態(tài)修復(fù)方式建議。

3 破損山體生態(tài)修復(fù)建議

3.1 生態(tài)修復(fù)方式確定原則

目前，破損山體生態(tài)修復(fù)方式主要分為自然恢復(fù)、簡(jiǎn)易工程治理、工程治理、開(kāi)采式治理。

(1)生態(tài)紅線范圍內(nèi)的生態(tài)公益林保護(hù)范圍。若破損山體處于生態(tài)公益林保護(hù)范圍之內(nèi)，則無(wú)法實(shí)施任何工程治理方式，只能采用自然恢復(fù)方式。

(2)山體可供開(kāi)采殘余資源量。因破損山體實(shí)施生態(tài)修復(fù)工程投資較大，若山體參與可采資源量較大，可優(yōu)先考慮采用開(kāi)采式治理方式，多余資源量在保證“誰(shuí)投資、誰(shuí)受益”的前提下，收益規(guī)范化運(yùn)作全部用于本地區(qū)的生態(tài)修復(fù)工作[15-16]。

(3)破損山體與“三區(qū)兩線”可視范圍位置關(guān)系及破損程度。對(duì)“三區(qū)兩線”可視范圍內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題較重、造成嚴(yán)重視覺(jué)污染和環(huán)境問(wèn)題的破損山體，可采取危巖體清除、削坡、防排水工程、種植槽法、種植孔法、基部回填法等治理措施進(jìn)行工程治理；對(duì)處于“三區(qū)兩線”可視范圍內(nèi)、山體破損程度相對(duì)較輕的破損山體，以及不處于“三區(qū)兩線”可視范圍內(nèi)、山體破損一般到較嚴(yán)重的破損山體，為節(jié)約治理成本，可通過(guò)工程綠化等簡(jiǎn)易措施進(jìn)行簡(jiǎn)易工程治理；對(duì)不處于“三區(qū)兩線”可視范圍內(nèi)、礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題較輕、山體破壞造成環(huán)境問(wèn)題不很?chē)?yán)重的破損山體，可通過(guò)自然恢復(fù)或配合簡(jiǎn)易工程綠化措施，達(dá)到與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)治理效果[17-18]。

3.2 破損山體分布情況分類(lèi)及可供開(kāi)采殘余資源量計(jì)算

根據(jù)生態(tài)修復(fù)方式確定原則，需要對(duì)全市破損山體類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，并估算每座山體的可采殘余資源量。棗莊市共分布破損山體303處，其中滕州市40處，山亭區(qū)65處，薛城區(qū)27處，市中區(qū)40處，嶧城區(qū)78處，臺(tái)兒莊區(qū)53處。根據(jù)破損山體分布情況，經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)查，進(jìn)一步細(xì)化破損山體位置關(guān)系。破損山體位于“三區(qū)兩線”可視范圍內(nèi)109處，非“三區(qū)兩線”可視范圍內(nèi)194處。套合最新“生態(tài)紅線”數(shù)據(jù)后，可知棗莊市303處破損山體中，與“生態(tài)紅線”相交的192處，不在“生態(tài)紅線”范圍內(nèi)的111處。其中192處與“生態(tài)紅線”范圍相交的破損山體中，完全位于“生態(tài)紅線”的破損山體69處，絕大部分位于“生態(tài)紅線”的破損山體52處，部分位于“生態(tài)紅線”范圍內(nèi)的破損山體71處。經(jīng)與三區(qū)兩線、生態(tài)紅線疊加分析，將破損山體類(lèi)型分為4類(lèi)(表1，圖1)。

1—鐵路；2—高速鐵路；3—高速公路；4—在建高速公路；5—國(guó)道；6—省道；7—破損山體；8—生態(tài)紅線范圍

表1 破損山體類(lèi)型分類(lèi)及數(shù)量表

以山亭區(qū)某破損山體為例，該處破損山體破損平面面積25.2hm2(378畝)，破損土地類(lèi)型以裸巖石礫地、其他草地為主，該處破損山體已開(kāi)采破壞殆盡，破損面最高處落差43m，治理區(qū)范圍內(nèi)無(wú)生態(tài)紅線及生態(tài)公益林分布。

按照與周?chē)乇睚R平，并參考當(dāng)?shù)爻Ｄ甑叵滤治g基準(zhǔn)面，設(shè)定土石方平整標(biāo)高，應(yīng)用CASS網(wǎng)格(4m×4m)法計(jì)算現(xiàn)狀標(biāo)高與設(shè)定標(biāo)高之前的土石方量。

計(jì)算過(guò)程為：首先利用軟件計(jì)算現(xiàn)狀野外采集的數(shù)據(jù)高程計(jì)算到假定的目標(biāo)面，平面的可采方量為W1=79372m3,再計(jì)算設(shè)計(jì)地形形成數(shù)據(jù)高程計(jì)算到假定的目標(biāo)高平面的需填方量W2=15630m3。則此破損山體的可采方量W方量=W1-W2=63742m3(圖2)。

圖2 可供開(kāi)采資源量計(jì)算示意圖

可供開(kāi)采資源量計(jì)算主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，根據(jù)棗莊地區(qū)石灰?guī)r礦成礦特征及回采率，破損山體可供開(kāi)采資源量資源量W可供開(kāi)采=W方量(m3)×2.6×70%=63742×2.6×70%=116010.44(t)。以此類(lèi)推可初步估算處303處破損山體可供開(kāi)采殘余資源量。

3.3 生態(tài)修復(fù)方式建議

按照生態(tài)修復(fù)方式選擇原則，根據(jù)每座破損山體與“三區(qū)兩線”可視范圍、生態(tài)紅線位置關(guān)系及可供開(kāi)采殘余資源量，提出了303處破損山體生態(tài)修復(fù)方式建議(表2)。

表2 棗莊市破損山體生態(tài)修復(fù)方式建議

根據(jù)每座山體建議的治理方式，初步估算了所需治理費(fèi)用，全市303處破損山體可供開(kāi)采殘余資源量約為1.29億t，按照市場(chǎng)價(jià)格，可產(chǎn)生收益約45.15億元，生態(tài)修復(fù)治理費(fèi)用約為33.43億元。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)棗莊市目前共存在破損山體303處，全市范圍內(nèi)均有分布。破損山體地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要表現(xiàn)在地形地貌景觀破壞、土地資源破壞兩方面。

(2)303處破損山體中，有一部分仍存在可供開(kāi)采資源量，根據(jù)破損山體與“生態(tài)紅線”和“三區(qū)兩線”可視范圍關(guān)系，建議7處破損山體采用開(kāi)采是治理方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，100處山體采用工程式治理進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，151處破損山體采用簡(jiǎn)易工程治理方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，45處破損山體采用自然恢復(fù)方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

(3)棗莊市破損山體數(shù)量較多，目前已完成破損山體生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目資金來(lái)源絕大部分為中央及省級(jí)專(zhuān)項(xiàng)資金，社會(huì)資本參與的市場(chǎng)化生態(tài)修復(fù)模式尚未全面展開(kāi)。在查清破損山體分布現(xiàn)狀的前提下，依據(jù)“一山一策”的原則，可合理規(guī)劃生態(tài)修復(fù)時(shí)序、修復(fù)方式，推進(jìn)市場(chǎng)化方式開(kāi)展生態(tài)修復(fù)工作，全市303處破損山體可供開(kāi)采殘余資源量約為1.29億t，可產(chǎn)生收益約45.15億元，生態(tài)修復(fù)治理費(fèi)用約為33.43億元。建議的治理方式可基本實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益最大化。