某礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理工程措施研究

潘 強(qiáng)

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局張掖礦產(chǎn)勘查院，甘肅 張掖 734012）

張掖市某礦區(qū)地處祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)，20世紀(jì)70～90年代，人們?cè)诘V區(qū)內(nèi)亂開(kāi)濫采，形成多處大規(guī)模采坑和廢石棄渣堆，使得祁連山生態(tài)環(huán)境破壞已經(jīng)達(dá)到了前所未有的程度。“十二五”時(shí)期，各級(jí)環(huán)保部門(mén)積極貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于生態(tài)保護(hù)工作的一系列重大決策部署，加大生態(tài)保護(hù)力度，在示范引領(lǐng)、系統(tǒng)保護(hù)、綜合監(jiān)管等方面取得積極進(jìn)展。然而，2016年12月中央第七環(huán)境保護(hù)督察組在對(duì)甘肅省進(jìn)行督查后發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)祁連山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)生態(tài)破壞嚴(yán)重，存在很多管理漏洞和掠奪式開(kāi)發(fā)等問(wèn)題。

本文以祁連山自然保護(hù)區(qū)張掖市某礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞事件為例，對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的具體生物、工程等措施進(jìn)行探究，使得治理后的礦山能夠達(dá)到與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)一致的效果。

1 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景

1.1 氣象

礦區(qū)屬高寒半干旱氣候區(qū)，區(qū)內(nèi)總的氣候特點(diǎn)是：冬冷夏涼、熱量少，夏秋短促而涼爽，冬春漫長(zhǎng)而寒冷，低溫及霜凍等災(zāi)害天氣較頻繁，具有降水稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈、晝夜溫差大、日照時(shí)間長(zhǎng)等氣候特征。據(jù)肅南氣象站資料，區(qū)內(nèi)多年平均降雨量265.2mm，最大24小時(shí)降雨量47.0mm（1967年），最大小時(shí)降雨量40.0mm，最大10分鐘降雨量15.0mm，降水在年內(nèi)分配不均，主要集中于6～8月，占全年總降水量的75%～84%。多年平均蒸發(fā)量1796.6mm，約為降水量的6.7倍。多年平均氣溫5.07℃，年極端最高氣溫32℃，極端最低氣溫-25.8℃，無(wú)霜期83d；盛行西北風(fēng)，平均風(fēng)速2.1m/s，最大風(fēng)速2.4m/s；最大凍土深度2.09m。

1.2 水文

區(qū)內(nèi)水系發(fā)育，均屬內(nèi)陸河流，水源主要為冰雪溶化水，分布有隆暢河和白泉河。

1.3 地形地貌

礦區(qū)及外圍地處祁連山腹地，地理位置上處于走廊南山北坡，海拔2650m～3000m，相對(duì)高差100m～350m，總體地勢(shì)由北西向南東傾斜。根據(jù)地貌成因類(lèi)型、形態(tài)、高程等區(qū)內(nèi)地貌劃分為構(gòu)造侵蝕中高山地貌和山間河谷區(qū)地貌。

1.4 地層巖性

礦區(qū)及外圍出露地層主要為下古生界奧陶系下統(tǒng)（O1）：主要分布于區(qū)內(nèi)白泉河兩側(cè)山區(qū)，奧陶系陰溝群在白泉河分布面積廣泛，屬早中奧陶世弧后擴(kuò)張環(huán)境下的產(chǎn)物，區(qū)內(nèi)按巖性組合可劃分為下巖組（O1ya）上巖組（O1yb）；中生界三迭系上統(tǒng)（T3）：廣泛分布于區(qū)內(nèi)白泉門(mén)至風(fēng)溝臺(tái)子地段，即區(qū)內(nèi)隆暢河兩側(cè)山體，巖性為紫紅色礫巖、砂礫巖為主夾灰白色、黑灰色粉砂巖及頁(yè)巖，據(jù)有關(guān)地質(zhì)資料，該地層厚度大于1000m；及第四系（Q）。

1.5 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及地震

區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)極為活躍，主要表現(xiàn)為振蕩性上升運(yùn)動(dòng)、褶皺斷裂運(yùn)動(dòng)及沉降運(yùn)動(dòng)。

1.6 巖土體工程地質(zhì)特征

根據(jù)巖土體結(jié)構(gòu)、成因、物理力學(xué)性質(zhì)，區(qū)內(nèi)巖體工程地質(zhì)類(lèi)型可劃分為堅(jiān)硬塊狀混合巖巖組及軟硬相間厚層、薄層狀碎屑巖巖組；土體類(lèi)型可劃分為單一的碎石類(lèi)土。

1.7 水文地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)地下水類(lèi)型受控于區(qū)內(nèi)地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和氣候條件。按地下水賦存條件和含水層性質(zhì)，可分為基巖裂隙水和松散巖類(lèi)孔隙水。

2 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

2.1 礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害

礦區(qū)的亂采亂挖，造成部分河段局部形成兩處不穩(wěn)定高陡邊坡（X1、X2），在河谷河水、洪水的侵蝕、掏蝕等作用下，可能發(fā)生崩（跨）塌地質(zhì)災(zāi)害，進(jìn)而造成草地破壞、水土流失等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

（1）X1不穩(wěn)定邊坡：該斜坡平面形態(tài)呈東—西向條帶狀展布，東西寬486.15m，坡向355°，坡面形態(tài)呈近直立狀，坡度70～80o，高約10.0m～15.0m，屬于人工開(kāi)挖形成的小型土質(zhì)邊坡。

（2）X2不穩(wěn)定斜坡：該斜坡平面形態(tài)呈南西—北東條帶狀展布，寬度462.21m，坡向135°，坡面形態(tài)呈近直立狀，坡度75～80o，高約6.0m～12.0m，屬人工開(kāi)挖形成的小型土質(zhì)斜坡。

2.2 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

2.2.1 棄土棄渣和采坑破壞地形地貌景觀

該礦區(qū)位于白泉河河谷地帶，礦區(qū)開(kāi)采范圍大，所占河谷流域較長(zhǎng)，由于當(dāng)時(shí)的濫采濫挖、無(wú)序開(kāi)采，造成河道內(nèi)棄渣堆、采坑凌亂不堪，致使河谷地貌發(fā)生改變，對(duì)河谷地形地貌景觀造成破壞。

2.2.2 破壞植被加劇草場(chǎng)沙化

區(qū)內(nèi)為高寒草原草甸帶，壤土厚度一般小于1m，白泉河段土壤一般0.2m～0.3m，土壤非常薄，且分布不均，隆暢河段下游大灣地帶，局部土壤厚度可達(dá)1.0m～1.2m。礦區(qū)范圍內(nèi)隨著對(duì)礦山的無(wú)序開(kāi)采，大面積的河谷漫灘、階地等草地被挖損破壞，且堆放大規(guī)模的棄土棄渣，礦區(qū)內(nèi)河谷地帶0.3km2的草地被破壞或壓埋。由于大面積草地、植被破壞，誘發(fā)土地發(fā)生砂化，加劇了草場(chǎng)退化，使區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。

2.2.3 濫采濫挖、亂堆亂放、河道變淤幅度增大，側(cè)蝕和底蝕現(xiàn)象強(qiáng)烈，加劇水土流失

礦區(qū)開(kāi)采時(shí)由于政策法規(guī)不健全，缺乏管理，采礦者為追求利益的最大化，急功近利，無(wú)序開(kāi)采，致使礦區(qū)濫采濫挖、亂堆亂放現(xiàn)象極其嚴(yán)重，嚴(yán)重改變了河道原始地貌、河底流向。

野外調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)改變河道最嚴(yán)重處，現(xiàn)河道距原河道30m。由于濫采濫挖，原先固定的河道，現(xiàn)變淤幅度較大，受采坑和棄渣堆的影響，現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)局部河道底蝕和側(cè)蝕現(xiàn)象強(qiáng)烈，側(cè)蝕處已形成部分河岸高陡近直立，局部地段已發(fā)生坍塌，坍塌范圍主要分布在隆暢河下游左岸。

3 治理工程措施

根據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型以及生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，針對(duì)性地提出治理方案，使得區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境治理效果與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)一致，具體方案為不穩(wěn)定邊坡坡腳布設(shè)擋墻穩(wěn)固邊坡；廢棄建筑物拆除、清理，利用礦區(qū)內(nèi)已有棄土、棄渣就近回填采坑，壓占土地資源得以恢復(fù)；機(jī)械疏導(dǎo)河道；最后選擇適宜本地氣候和土壤特征且成活率較高的草種、樹(shù)種，精心養(yǎng)護(hù)，使得生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù)。治理恢復(fù)工作完成后，精心管理，定期對(duì)治理效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，杜絕環(huán)境再次破壞。

3.1 擋墻、排導(dǎo)工程

該排導(dǎo)堤采用梯形斷面，河床凈寬（過(guò)水?dāng)嗝妫┎坏眯∮?2.0m，采用M10漿砌塊石砌筑，堤高4.0m，堤頂寬0.8m，底寬2.2m，迎水面坡度為1:0.35，背坡直立，堤頂采用C20混凝土壓頂，基礎(chǔ)埋深2.5m。排導(dǎo)堤身每隔10m設(shè)置伸縮縫，縫寬2.0cm，縫內(nèi)填塞瀝青木條板；堤身預(yù)留排水孔兩排，內(nèi)置直徑100mm的PVC管，上部排水孔距離堤頂1.0m，下部排水孔高出河水位1.5m，呈“品”字形，橫向間距2.5m，豎向間距1.5m；泄水孔進(jìn)口處設(shè)雙層紗網(wǎng)反濾。堤背采用砂礫石回填，夯填相對(duì)密度不小于0.65。

3.2 回填整平工程

在各區(qū)段內(nèi)采取就近原則，利用棄渣就近回填采坑，然后整體進(jìn)行整平成緩坡?tīng)?，使其與河谷及周?chē)孛蚕嗷f(xié)調(diào)。

3.3 覆土綠化、養(yǎng)護(hù)、圍欄工程

在各區(qū)內(nèi)對(duì)棄渣、采坑整平寬闊地帶進(jìn)行樹(shù)穴換土栽植喬木、覆土種草，防治破壞采取圍欄工程，使其植被盡快生長(zhǎng)恢復(fù)，有效達(dá)到與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)一致，進(jìn)而達(dá)到區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)之目的。

3.4 噴灌工程

對(duì)栽植喬木、種草治理區(qū)，為了保障種植的樹(shù)、草能夠成活，采取噴灌工程進(jìn)行樹(shù)、草澆灌，有效保證樹(shù)草成活、生長(zhǎng)。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)該礦區(qū)的不穩(wěn)定斜坡可能發(fā)生崩（滑）塌災(zāi)害，造成水土流失，破壞草地，布設(shè)擋土墻穩(wěn)固斜坡的一系列工程措施的實(shí)施；利用礦區(qū)內(nèi)已有棄土、棄渣就近回填采坑，廢棄建筑物拆除、清理，壓占土地資源得以恢復(fù)；進(jìn)行漿砌塊石排導(dǎo)堤工程的修建，疏導(dǎo)河道。

回填、疏導(dǎo)、排導(dǎo)、拆除工程完成后進(jìn)行植被恢復(fù)工作，對(duì)需植被恢復(fù)的場(chǎng)地再選擇適宜本地氣候和土壤特征且成活率較高的草種、樹(shù)種，精心養(yǎng)護(hù)。使得本次治理恢復(fù)工作在質(zhì)量，感官上均達(dá)到滿(mǎn)意合格，治理后的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)一致。