生態(tài)技術(shù)在紫金山礦區(qū)邊坡治理中的應(yīng)用

鐘吉祥

摘要生態(tài)技術(shù)在紫金山礦區(qū)邊坡治理中應(yīng)用，有利于解決礦山開采與生態(tài)環(huán)境遭破壞的矛盾，同時也可以很好地保護邊坡表層，起到防止邊坡進一步水土流失和綠化、美化的作用。通過對上杭紫金山礦區(qū)水土流失及邊坡現(xiàn)狀分析，介紹了礦區(qū)邊坡的特點、生態(tài)技術(shù)在邊坡治理中的應(yīng)用，特別對高陡邊坡治理及其后期的撫育施肥管理進行詳細分析，借此說明生態(tài)技術(shù)可以有效地對紫金山礦區(qū)邊坡進行防護治理。

關(guān)鍵詞生態(tài)技術(shù)；紫金山礦區(qū)；邊坡治理

中圖分類號S157.2文獻標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739（2009）03-0283-03

紫金山礦區(qū)位于福建省上杭縣境內(nèi)，地理坐標(biāo)東經(jīng)116°24′00″~116°25′22″，北緯25°10′41′~25°11′44″，該礦山礦物結(jié)構(gòu)是“上金下銅”，現(xiàn)已探明黃金儲量153t，銅儲量146萬噸。紫金山礦區(qū)位于武夷山脈南段東列山地的南端，屬中低山構(gòu)造侵蝕山地，東鄰玳瑁山脈，周圍為丘陵盆地和河谷盆地環(huán)繞。山脈走向北東，地形自北東向南西傾斜，礦區(qū)基巖裸露、地形陡峻、切割強烈，坡度多在25~50°。主峰麒麟頂位于礦區(qū)中部最高點，海拔標(biāo)高1 138.13m，礦區(qū)東西兩側(cè)為舊縣河和汀江所環(huán)繞，汀江河面標(biāo)高為200m。礦區(qū)內(nèi)地形海拔多在500m以上，最低標(biāo)高（西北角）315m，礦區(qū)附近侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高為190m，相對高差較大。礦區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫濕多雨，夏長冬短，無酷熱嚴(yán)寒，降雪少、霜期短，年平均氣溫19.9℃，年平均降雨量1 604.1mm，且每年3~6月為雨季，約占全年降雨量的60%，其次為8~9月常有降雨及臺風(fēng)雨，10~12月為旱季，一般占全年雨量的2.5%~5.0%，主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)。礦區(qū)往南直距上杭縣城14.6km，礦區(qū)東側(cè)的石圳村有205國道經(jīng)過。石圳村向西北有10km的水泥公路直抵礦區(qū)，石圳村向南12km公路至上杭縣城。上杭至蛟洋站鐵路線約59km里程、距龍巖市公路里程102km，交通方便。

紫金山金礦目前已成為中國第一大黃金礦山、國內(nèi)單體礦山保有可利用儲量最大、采選規(guī)模最大、黃金產(chǎn)量最大、礦石入選品位最低、單位礦石處理成本最低、經(jīng)濟效益最好的黃金礦山。

1紫金山礦區(qū)水土流失及邊坡現(xiàn)狀分析

1.1水土流失現(xiàn)狀分析

紫金山金銅礦的大規(guī)模開發(fā)，不可避免地引起植被、土壤等生態(tài)環(huán)境破壞。據(jù)上杭縣水保辦實地調(diào)查勘測，礦區(qū)目前占地擾動總面積437hm²，水土流失總面積約125hm²，水土流失率28.6%，其中輕度流失16hm²，占水土流失總面積的13%，強度流失109hm²，占水土流失總面積的87%。礦區(qū)現(xiàn)有水土流失具有以下幾個特點：①分布面積上為相對集中，但塊狀不連續(xù)，以采礦點、露采區(qū)、選礦場地和礦生活區(qū)為中心，向四周延伸；②地形分布上，集中在25°以上的陡坡地為主；③垂直分布上，主要在450～900m標(biāo)高的中、低山區(qū)；④礦區(qū)土壤侵蝕類型主要為水力侵蝕，其次為重力侵蝕；⑤水土流失形式主要為溝蝕，其次為面蝕和滑塌侵蝕。

1.2礦區(qū)邊坡現(xiàn)狀分析

紫金山礦區(qū)的邊坡主要由開挖道路及生產(chǎn)用地所形成的上下邊坡、陡邦開采形成的邊坡、礦石經(jīng)破碎洗礦后的廢礦渣堆積而成的邊坡、礦石未經(jīng)破碎直接洗礦后的廢礦渣堆積而成的邊坡等幾種邊坡組成。

1.2.1開挖道路及生產(chǎn)用地所形成的上下邊坡。紫金山礦區(qū)新舊生產(chǎn)用地及開挖道路形成的上下邊坡在紫金山礦區(qū)邊坡中占有15%左右，該種邊坡在道路以上屬于原始邊坡開挖出來，一般情況下坡度較陡，在35～50°，坡長15～50m，巖性主要由巖質(zhì)和土質(zhì)2種，從原始山體直接開挖而成，邊坡相對較短且比較穩(wěn)定；道路下邊坡主要是上邊坡開挖后堆積而成，性狀與上邊坡相似。

1.2.2陡邦開采形成的邊坡。紫金山金礦露天采礦場所采用的陡邦開采而形成的邊坡坡度較陡，在60～85°，坡長20～30m，是以花崗巖為主的堿性巖構(gòu)成的巖質(zhì)邊坡。因該種邊坡還在經(jīng)營使用中，現(xiàn)在還不需要進行植被恢復(fù)。

1.2.3礦石經(jīng)破碎洗礦后的廢礦渣堆積而成的邊坡。礦石經(jīng)破碎洗礦后的廢礦渣堆積而成的邊坡在紫金山礦區(qū)邊坡中占有40%左右，坡度在35°左右，該礦石的含金品位一般都在0.5g/t以上，經(jīng)破碎后成8cm以下的不規(guī)則碎礦石，所以顆粒度小且較均勻，呈弱堿性，pH值在8.0~9.5，土壤主體為各種已礦化及氧化的中細?；◢弾r，金礦物已浸出回收，銅、銀等重金屬含量極低。它結(jié)構(gòu)松散，強度低，含砂石多，土量極少，土壤貧瘠，持水能力差，透水能力強，抗軟化的能力弱，抗剪切強度差，故邊坡的穩(wěn)定性相對較差。

1.2.4礦石未經(jīng)破碎直接洗礦后的廢礦渣堆積而成的邊坡。該種邊坡在紫金山礦區(qū)邊坡中占有25%左右，礦石的含金品位一般都在0.5g/t以下，因未破碎直接入堆洗礦，顆粒度非常不均勻，其他特點與礦石經(jīng)破碎洗礦后的廢礦渣堆積而成的邊坡相同。

2生態(tài)技術(shù)在邊坡治理中的有效應(yīng)用

2.1生態(tài)技術(shù)的含義

“生態(tài)技術(shù)”指的是在工程建設(shè)中采用相關(guān)的生態(tài)植物（如不同的喬、灌、草、藤等），在特定環(huán)境條件下混合配置后，對開挖或填筑所形成的邊坡進行植被恢復(fù)的一種綜合技術(shù)應(yīng)用方案，它包含了綠化景觀、固土保水、防止淺層滑坡、塌方等生態(tài)環(huán)境保護的基本內(nèi)容[1]。

2.2礦區(qū)土壤與原始植被

礦區(qū)成土母巖主要是以花崗巖為主，巖體風(fēng)化強烈，覆蓋數(shù)米紅色風(fēng)化殼，經(jīng)氣候、生物、水等因子的長期共同作用，形成了礦區(qū)紅壤、黃壤、紫色土、草甸土等土壤類型。礦區(qū)原始植被群系主要有常綠闊葉林（米櫧、栲樹、木荷等）、針闊混交林（馬尾松、杉木等）、竹林（觀音竹、剛竹、紫竹等）、人工林及灌木（黃瑞木、繼木、桃金娘、胡枝子等）類型。

2.3生態(tài)技術(shù)在邊坡治理中的應(yīng)用

2.3.1一般邊坡的治理。一般邊坡是指坡度小于35°的礦石經(jīng)破碎洗礦后的廢礦渣堆積而成的邊坡和開挖道路及生產(chǎn)用地的下邊坡。該種邊坡采用鋪植本地河灘草，同直接撒播草種護坡相比，它具有以下特點：①成坪時間短；②護坡功能見效快；③施工季節(jié)限制少；④前期管理難度大[2]。該種邊坡先將頂部采用裝載機修建擋水墻，目的是不讓邊坡頂部的匯水流入邊坡，在適合的位置修建1條排水溝，使其匯水往排水溝方向排出。然后再進行清理、修坡平整；為確保安全，在邊坡頂部至坡腳每隔3m修1條20～30cm的人工馬道便于施工人員邊坡作業(yè)。邊坡修整清楚后，在河灘旁挖來本地草皮鋪植于邊坡，一般成塊的草皮采用星點式鋪植后用竹釘將其固定于邊坡上，成塊的草皮間隙處鋪植一些草皮碎屑或草皮土，鋪植后用鐵鍬拍打夯實，經(jīng)過幾次雨水澆灌，本地草皮即可開始生長。第2年設(shè)計種植胡枝子、馬尾松，且1∶1行間混交。種植密度為株行距1.1m×1.0m，9 000株/hm²（馬尾松300株/hm²、胡枝子300株/hm²）呈品字形種植，且定點、挖穴、種植同步進行。種植馬尾松、胡枝子穴規(guī)30cm×20cm×20cm。栽植前1~2d要水施5%濃度復(fù)合肥作送嫁肥，且上山前還需浸透水、壓緊，確保土球不松散、苗木不脫水；種植時間在6月底前完成。第3年再種植一些花卉類灌木，如雙莢槐、毛杜鵑、紫薇等。

2.3.2開挖道路及生產(chǎn)用地所形成的上邊坡的治理。該種邊坡在道路以上，屬于原始邊坡開挖形成，一般情況下坡度較陡，在35～60°，采用坡腳砌擋土墻，在其上部再砌花池，在花池里放入比較肥沃的土壤與有機肥，有機肥可以為草炭土或發(fā)酵過的農(nóng)家肥，然后再種植爬山虎、炮狀花及中華常春藤，爬山虎種植密度為4株/m²，炮狀花為2株/m²，中華常春藤為4株/m²；生長速度在半年內(nèi)有些可長3~4m，慢的也有1.0~1.5m。在邊坡上可采用多種草籽混合，主要種子有馬尾松、寬葉雀稗、多花木蘭、百喜草、狗牙根等，在播種前1d，進行混合后浸泡，再用鈣鎂磷肥進行第2次攪拌，與過篩的黃土再次攪拌均勻，調(diào)至呈粘糊狀即可，在土質(zhì)的邊坡上進行星點式甩播，陰雨天氣可在10d左右發(fā)芽。

2.3.3礦石未經(jīng)破碎直接洗礦后的廢礦渣堆積而成的邊坡的治理。該種邊坡主要由未破碎直接入堆洗礦后的廢礦渣堆積而成，顆粒度非常不均勻，主要表現(xiàn)在中下部邊坡全是超過15cm的不規(guī)則石塊，只有采用先將石塊相對鋪平，再用客土主要是黃土將石縫隙補滿，最好高過石塊5cm比較理想，其余與一般邊坡的植被護坡方法相同。

2.3.4高陡邊坡的治理。該種邊坡主要有陡邦開采形成的邊坡、開挖道路及生產(chǎn)用地所形成的上邊坡及紫金山礦區(qū)東南礦段A、B塊排土場邊坡。東南礦段A、B塊屬構(gòu)造侵蝕中低山地貌，地形切割劇烈，起伏較大，區(qū)內(nèi)標(biāo)高420～950m，相對高差530m，坡度在30～45°。

紫金礦業(yè)集團股份公司在2003年5月對東南礦段A、B塊收歸管理后，對東南礦段A、B塊排土場邊坡整治極為重視，采取以截排、導(dǎo)排地表水、削坡減載等工程措施將A1塊分為4個邊坡，A2塊分成2個邊坡，B塊削坡減載23.6萬立方米，共分11個邊坡，在每個平臺內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝，將水引向邊溝排出，臺階坡比1∶1.2～1.5。在2004年對邊坡采用點播混合草籽的辦法，9穴/m²，穴規(guī)為20cm×10cm×10cm，草籽主要是寬葉雀稗、多花木蘭、百喜草、狗牙根、高羊茅、馬唐等，在播種前1d，進行混合后浸泡，再用鈣鎂磷肥進行第2次攪拌，與過篩的黃土再次攪拌均勻，播在穴內(nèi)再覆蓋，在15d內(nèi)基本發(fā)芽。有些比較平緩的邊坡可采用鋪植本地河灘草的辦法（方法同上），由于礦渣邊坡含砂礫多，肥力極差，后續(xù)加強肥水管理，土壤少，透水、吸水性強，流動性大，極易被雨水沖刷。2004年7月7~8日降雨量達90.8 mm及同年8月19~20日降雨量達92.1mm將超過35°的邊坡沖垮，特別是B塊第Ⅳ平臺左側(cè)沖垮影響到第Ⅳ個邊坡左側(cè)穩(wěn)定，第Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ邊坡因地表水下滲到邊坡內(nèi)部，邊坡中部滲出沖刷、侵蝕最終沖成大溝壑狀；為了不影響下部邊坡，在第Ⅸ邊坡采用挖掘機和裝載機反壓攔截，對地表水采取層層攔截及導(dǎo)排入邊溝，2005年在原來的基礎(chǔ)上繼續(xù)種植馬尾松，密度為9 000株/hm²，方法同一般邊坡的治理。在2005年6月15~24日降雨量達254.6mm及同年8月13～14日降雨量達159.3mm又將A1塊第Ⅲ、Ⅳ邊坡及A2第Ⅱ邊坡沖毀形成局部泥石流。為了使松散的礦渣不再往下溜，該礦在邊坡采用水泥抹面，在馬道外側(cè)建C20砼澆注加鋼筋的擋水墻，馬道采用厚度為10cm的水泥抹面使水更易導(dǎo)排，2006~2007年東南礦段AB塊邊坡相對穩(wěn)定。2009年紫金山國家礦山公園建設(shè)，從美觀方面考慮，決定對東南礦段AB塊原有被沖刷的邊坡及水泥抹面的邊坡進行重新整治，使其披上綠裝。在2008年初就開始對開挖道路及生產(chǎn)用地所形成的上邊坡及東南礦段AB塊原有被沖刷的邊坡及水泥抹面的邊坡采用噴播綠化的方法：該工序為排水設(shè)施施工→邊坡平整→鋪掛鐵絲網(wǎng)→物料混合攪勻→噴射生態(tài)營養(yǎng)劑基質(zhì)層和面層→覆蓋無紡布→后期養(yǎng)護。①排水設(shè)施施工。該項排水設(shè)施主要是為了使坡面不受匯水沖刷的影響，在邊坡頂部挖1條排水溝，一般坡頂排水溝寬為30～40cm并向兩邊排水。②鋪掛鐵絲網(wǎng)。掛網(wǎng)目的是增強護坡強度和生態(tài)植被營養(yǎng)劑人工基質(zhì)與巖面的附著力，可選用160～180μm菱形鐵絲網(wǎng)，鋪網(wǎng)時要保證坡面全部覆蓋，并打錨桿加固，錨桿為16mm螺紋鋼、長60cm，鋪掛鐵絲網(wǎng)不能形成活動空心網(wǎng)。鋪掛鐵絲網(wǎng)既可護坡，同時又構(gòu)成生態(tài)植被營養(yǎng)劑基質(zhì)的“骨架”，增強其整體性和附著力，防止其從坡面脫落。③物料混合攪勻。將選定的綠化基材（土壤）、水泥、輔助材料（雞鴨糞、鋸末面）、無機肥料、生態(tài)植被營養(yǎng)劑、保水劑等按比例進行攪拌混合均勻，形成混合營養(yǎng)基質(zhì)層。④噴射生態(tài)植被營養(yǎng)劑基質(zhì)層和面層。根據(jù)攪拌機及噴射機械功率的大小，按生態(tài)植被營養(yǎng)劑配方計量各種材料拌合均勻后，即可噴射。噴射時要求噴槍口距巖面1m左右，加入的水量應(yīng)保持生態(tài)植被營養(yǎng)劑基質(zhì)不流不散。并分基層和面層2次噴射，基層不加入植物種子，噴射厚度為8cm，在其噴射過程中，應(yīng)注意第2次找平；面層拌料時加入混合植物種子，噴射厚度2cm，2層的平均厚度需達到10cm。⑤覆蓋無紡布及后期養(yǎng)護。當(dāng)面層噴射完成及觀花灌木栽植后，要及時覆蓋無紡布進行保墑。后期養(yǎng)護措施主要是及時澆水，以保持人工基質(zhì)呈濕潤狀態(tài)，營造種子快速萌發(fā)的生長條件，澆水養(yǎng)護應(yīng)根據(jù)天氣狀況適時進行，澆水時應(yīng)采用噴霧噴頭移動噴灑，以保證基質(zhì)充分濕潤，于早、晚進行，禁止在中午前后進行。當(dāng)植物種子萌發(fā)生長后，還應(yīng)專人定期觀察植物生長情況，適時追肥，若發(fā)現(xiàn)病蟲害要及時防治。

2.3.5撫育施肥管理要求。撫育施肥管理是一個很重要的工序，馬尾松、胡枝子等一些灌木采用點穴多次施肥撫育，在距植株15cm處挖穴點施，施后要蓋土，每次每株施復(fù)合肥50g，1年施肥4次，時間分別在3～5月、8～10月雨水來臨之前進行。本地河灘草通常采用復(fù)合肥撒施，次數(shù)與時間同上。并要求及時做好病蟲害的防治工作，預(yù)防為主，精心養(yǎng)護，使植物增強抗病蟲能力，經(jīng)常檢查，早發(fā)現(xiàn)早處理，采取綜合防治、化學(xué)防治、物理人工防治和生物防治等方法防止病蟲害蔓延和影響植物生長。盡量采用生物防治的辦法，以減少對環(huán)境的污染。用化學(xué)方法防治時，噴藥一般要在下午進行；藥物、用量及對環(huán)境的影響，要符合環(huán)保要求的標(biāo)準(zhǔn)。

3治理效果

生態(tài)技術(shù)在紫金山礦區(qū)邊坡治理中的應(yīng)用，必先整治邊坡和治理水路，在完善排洪設(shè)施和邊坡相對穩(wěn)定的前提下，對堆場、廢渣、尾礦、道路、邊坡、溝壑等實行綜合整治，固坡綠化，變廢為寶，綜合利用。自1998年至今，紫金山金銅礦植被恢復(fù)總面積約335.5hm²，包括草皮的斜坡面積及每年的復(fù)墾面積，投入資金已達2 200.37萬元。對邊坡采用先草后喬、灌、花卉，同一地點采取逐年遞進的方式，完善整體森林生態(tài)系統(tǒng)，逐步演替為公益林。經(jīng)過幾年的努力，紫金山礦區(qū)邊坡水土流失的現(xiàn)狀有所緩解，經(jīng)生態(tài)技術(shù)應(yīng)用治理過的邊坡土壤變肥、邊坡復(fù)綠、崩塌地質(zhì)災(zāi)害得到治理、邊坡相對穩(wěn)定，為我國礦區(qū)生態(tài)技術(shù)邊坡治理立下典范。

4存在問題

因礦渣邊坡結(jié)構(gòu)松散、強度低、含砂石多、土量極少、持水能力差、透水能力強等特點，若每個平臺沒有采取適當(dāng)?shù)膶?dǎo)水引流措施或者從處界有水進入邊坡，就有可能會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和泥石流。

5結(jié)語

通過幾年來的水土保持和園林工作者的共同努力，紫金山礦區(qū)邊坡呈現(xiàn)出亮麗的風(fēng)景線。紫金山金銅礦始終堅持將礦山水土保持和生態(tài)治理擺在重要位置，至今紫金山金礦累計投入水保設(shè)施費用達1.2億元，建成了一批水土保持設(shè)施，這些設(shè)施對防治礦區(qū)水土流失發(fā)揮了重大作用，在一定程度上扼制了水土流失、地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生，并在2003年12月被國家旅游局授予“紫金山工業(yè)生態(tài)旅游礦區(qū)”，現(xiàn)紫金山又被列為首批“國家礦山公園”。始終做到開發(fā)一片、治理一片、成效一片、利用一片，做好礦山的重建植被，恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)，使生態(tài)技術(shù)在紫金山礦區(qū)邊坡治理中的作用得以有效發(fā)揮。

6參考文獻

[1] 陳水榮．淺談礦山、公路建設(shè)中“生態(tài)技術(shù)”方案的選擇與應(yīng)用[J]．西部探礦工程，2006（2）：247-249.

[2] 周德培，張俊云．植被護坡工程技術(shù)[M]．北京：人民交通出版社，2003．