淺析崗嘎圖嘎查廢棄地礦山地質環(huán)境治理與保護

趙 豐

（北京中色資源環(huán)境工程有限公司，北京 101300）

新巴爾虎右旗寶格德烏拉蘇木崗嘎圖嘎查的廢棄地形成于20世紀90年代，主要由城區(qū)基礎建設采石和修路取土造成，由于歷史的原因，導致廢棄采坑的地質環(huán)境問題責任主體不明，成為無主廢棄采坑。廢棄采坑處于203省道的可視范圍，影響了新巴爾虎右旗對外的發(fā)展形象，同時，對寶格德烏拉蘇木的生態(tài)環(huán)境造成了較大的影響。為改善城市周邊生態(tài)環(huán)境，促進旅游業(yè)的發(fā)展，亟需針對該廢棄采坑開展治理工作。

1 氣象水文

1.1 氣象

新右旗氣候屬中溫帶大陸性干旱氣候，冬季嚴寒，春季有暴風雪，風向多為西北風，最大風速為27m/s，年平均氣溫為0.6℃，一月平均氣溫為-21℃，最低為-38℃，七月平均氣溫為21℃，最高為36℃。年降水量平均為251mm，年蒸發(fā)量平均為1875mm，結凍時間一般在10月中旬到來年5月，最大凍土深度為3.99m。

1.2 水文

治理區(qū)內無地表水體。治理區(qū)北部有呼倫湖，距離治理區(qū)約為42km，呼倫湖又稱達賚湖，其是內蒙古第一大湖，水域面積最大時達2339km2，現面積為2038km2左右，其中，91%在我旗境內。湖泊長為93km，最大寬度為51km，平均寬度為25km，最大水深為8m，平均水深為5.7m，湖泊周長為447km，呼倫湖水域與周邊濕地的總面積為7680km2。呼倫湖系吞吐湖泊，補給來源主要為克魯倫河和烏爾遜河，其次是降水、周邊徑流和地下水補給。

1.3 地形地貌

（1）地形。治理區(qū)I地形西北高東南低，海拔標高640-646m，最大相對高差為6m；治理區(qū)Ⅱ地形西北高東南低，海拔標高在640m～653m之間，最大相對高差為13m；治理區(qū)的整體地形起伏較小，坡度在2°～6°之間，一般在5°左右。

（2）地貌。治理區(qū)的地貌屬于高平原，整體地勢起伏較小。

1.4 土壤植被

（1）土壤。治理區(qū)土壤為栗鈣土，栗鈣土在平坦草原地帶大面積分布，其成土主導過程是腐殖質累計過程和鈣化過程，土體的厚度在20cm～30cm之間，腐殖層厚10cm～20cm，栗色、淡棕色，不穩(wěn)固的粒狀結構或塊狀結構，質地沙壤為輕壤，表層土壤的有機質平均含量為2.45%。

（2）植被。植物組成以披堿草和羊草為主，同時包含糙隱子草、小葉錦雞兒等。植被的高度在10cm～40cm之間，植被蓋度為20%～60%，平均每方平米有植物6種～10種，畝產40kg～100kg。此外局部分布有沼澤植被、草甸植被和鹽生植被。

2 區(qū)域地質條件

2.1 構造特征

（1）大地構造位置。治理區(qū)的大地構造位置處于西伯利南緣古大陸邊緣（興安褶皺帶）（III），喜桂圖中華力西褶皺速（III3），海拉爾坳陷（III3）。

（2）治理區(qū)構造。治理區(qū)為花崗巖侵入體，其斷裂、褶皺構造不發(fā)育。

（3）區(qū)域地殼穩(wěn)定性。治理區(qū)位于新巴爾虎右旗境內，根據《中國地震動參數區(qū)劃圖》可知，治理區(qū)的地震動峰值加速度為0.05g，對照地震設防烈度為6度，治理區(qū)的地殼屬于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2 地層巖性

治理區(qū)處于興安地槽褶皺系額爾古納興凱地槽褶皺帶克魯倫凹陷內，得爾布干深斷裂北西側，區(qū)內出露地層主要為第四系全新統（Qh）松散堆積物。第四系全新統（Qh）：主要巖性為殘坡積碎石、侵入巖、腐殖土，分布于治理區(qū)地勢低洼及坡麓地帶，厚度在0.3m～5m之間。

2.3 水文地質條件

（1）治理區(qū)地下水類型劃分。根據地下水的賦存條件和特征，將地下水的類型劃分為基巖裂隙水類型。地下水的化學類型為HCO3-Ca?Na，礦化度小于1g/L。

（2）含水巖層的分布規(guī)律及特征?；鶐r裂隙含水層：主要分布于治理區(qū)內基巖中，根據區(qū)域的水文地質資料可知：治理區(qū)地下水的埋深大于55m。強風化帶厚度3m～5m，在巖體中一般風化裂隙寬度1mm～3mm，長1m～2m。多為開啟型，透水不含水。

（3）治理區(qū)水文地質勘探類型。根據治理區(qū)的地下水類型及特征及《礦區(qū)水文地質工程地質勘探規(guī)范》（GB12719-91），治理區(qū)水文地質勘探類型屬第二類第一型，即以基巖裂隙含水層充水為主，其為水文地質條件簡單的礦床。

2.4 工程地質條件

（1）土體類型。根據治理區(qū)出露地層的巖性、結構和工程地質特征，將治理區(qū)巖土體劃分為碎石土。碎石土主要分布在坡簏、坡腳地帶，巖性為棱角狀碎石，并且大小顆?；祀s，成分主要由風化花崗巖組成。承載力的特征值為120KPa～140KPa。

（2）不良工程地質問題。①軟弱巖層分布與特征。治理區(qū)的地質構造簡單，無明顯軟弱巖層。②節(jié)理裂隙與斷裂帶分布與特征。治理區(qū)節(jié)理裂隙規(guī)模較小，對礦巖穩(wěn)固性破壞不大。治理區(qū)內未發(fā)現斷裂構造。

（3）巖土體地質勘查類別。綜上所述，按照《礦區(qū)水文地質工程地質勘探規(guī)范》（GB12719-91）將該礦床劃分為第二類簡單型，即以塊狀巖類為主，工程地質條件簡單的礦床。

3 礦山地治理區(qū)概述

該采坑為露天采坑，采坑面積2.2316hm2，深度按平均深度進行統計，平均深度的計算根據區(qū)域土方平衡后的高程確定，采坑呈不規(guī)則倒圓臺體，采坑四周邊坡角度70°～90°，底部有少量建筑碎石，采坑邊坡長度為668.08m，邊坡上部表土層較?。?5cm左右），且大部分含碎石，下部基巖裸露，對采坑底部進行平整，平整方式為局部平整，平整厚度按0.5m進行計算。

治理區(qū)Ⅱ位于崗嘎圖嘎查南部，治理區(qū)I南側7060m，總面積為17.2634hm2，存在6個采坑和3個棄渣堆，距離寶格德烏拉蘇木24km。

根據現狀的調查結果可知，治理區(qū)未發(fā)現崩塌、滑坡地質災害，主要對土地資源的破壞和地貌景觀的破壞，另外，采坑深度和角度較大，存在安全隱患。其地質環(huán)境問題為：

（1）現狀形成的廢棄采坑和棄渣堆對土地資源破壞程度較大。根據統計，治理區(qū)面積為21.4856hm2，破壞面積較大，由于治理區(qū)地處草原區(qū)，其生態(tài)較為脆弱，對土地資源破壞程度較大。

（2）現狀形成的廢棄采坑和棄渣堆對草原視覺景觀影響較嚴重[1]。由于采坑的存在，造成地形突兀，增加景觀破碎度，使原來連續(xù)分布的生態(tài)景觀產生生態(tài)斑塊，改變了治理區(qū)的生態(tài)景觀格局，降低原景觀的審美價值[2]。

（3）存在的安全隱患。治理區(qū)形成的采坑和陡坎坡度較陡，對當地牧民的人身安全和牲畜等財產造成威脅，存在安全隱患。

4 礦山地質環(huán)境治理工程設計

4.1 治理工程標準

（1）覆土厚度：考慮到治理區(qū)周邊土壤不大于20cm的情況，且當地土壤資源緊缺，大量取土易導致二次破壞，因此，確定采坑、渣堆覆土厚度為20cm。

（2）選擇抗旱、抗貧瘠和固氮能力強的優(yōu)良草種以及當地的優(yōu)勢草種。本文選用羊草和披堿草。

（3）三年后的牧草覆蓋率達到40%，單位面積產草量不低于當地平均水平。

（4）有防治病、蟲害措施，有防治退化措施。

（5）具有生態(tài)穩(wěn)定性和自我維持力。

4.2 治理工程設計

依據治理區(qū)的地質環(huán)境現狀，從實際出發(fā)，因地制宜，合理利用的原則，確定新巴爾虎右旗寶格德烏拉蘇木崗嘎圖嘎查廢棄地礦山地質環(huán)境治理內容為：平整工程、削坡工程、邊坡整修工程、清理工程、覆土工程、恢復植被工程以及禁封圍欄工程等措施，具體治理方案為。

（1）平整工程。

表1 治理區(qū)采坑平整工程量表

（2）削坡工程。由于治理區(qū)Ⅱ采坑2-6坑深較淺，不需要采取削坡處理，因此，本文設計削坡，只針對治理區(qū)I采坑1和治理區(qū)Ⅱ采坑1進行削坡。

①表土剝離與回填。削坡之前對削坡的外延區(qū)進行表土剝離，剝離的厚度參照周邊土層厚度取20cm，表土剝離量=外延寬度（計算方式見削坡計算過程）＊采坑周長＊0.2m，即治理區(qū)I采坑1的表土剝離量=2.09＊645.50＊0.2=269.82m3，治理區(qū)Ⅱ采坑1的表土剝離量=4.01＊1669.13＊0.2=1338.64m3，總計1608.46m3，待施工完成后，回填剝離的表土，回填量等于剝離量。剝離的表土就近堆存，苫布遮蓋。②削坡。本文設計按25°坡角削坡，原邊坡角70°～90°，治理區(qū)I采坑1深度2.12m，邊坡長度645.50m，治理區(qū)Ⅱ采坑1深度4.04m，邊坡長度1669.13mm，按照下列計算公式計算削坡量。

治理區(qū)I采坑1：

削坡外延量：L1=H/2×（1/tanβ-1/tanα）=2.12/2×（1/tan25-1/tan80）=2.09m；

每延米削坡量：V1=H/4×L1×1=2.12/4×2.09×1=1.11；

削坡量：V2=V1×L2=1.11×645.50=716.50。

治理區(qū)Ⅱ采坑1：

削坡外延量：L1=H/2×（1/tanβ-1/tanα）=4.04/2×（1/tan25-1/tan80）=3.97m；

每延米削坡量：V1=H/4×L1×1=4.04/4×3.97×1=4.01；

削坡量：V2=V1×L2=4.01×1669.13=6693.21。

兩個治理區(qū)的削坡量總計為7409.71m3。