礦區(qū)廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究

湖南省煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì) 湖南 耒陽(yáng) 421800

礦產(chǎn)資源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的能源基礎(chǔ)，對(duì)于礦產(chǎn)的巨大需求及礦業(yè)開(kāi)發(fā)的持續(xù)進(jìn)行，所產(chǎn)生的生態(tài)污染和環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，礦山開(kāi)采破壞了原有的生態(tài)系統(tǒng)，加強(qiáng)礦區(qū)廢棄地生態(tài)修復(fù)能夠促進(jìn)采礦業(yè)與農(nóng)業(yè)、林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)生態(tài)建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。

1 礦區(qū)生態(tài)修復(fù)基本概念

所謂生態(tài)修復(fù)，是指減少人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，減少環(huán)境負(fù)荷壓力，并依靠生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力和恢復(fù)能力，促使生態(tài)環(huán)境朝著良好的方向發(fā)展。總的來(lái)說(shuō)，生態(tài)恢復(fù)就是通過(guò)將受損的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能逐步恢復(fù)到最原始的狀態(tài)，重建區(qū)域內(nèi)的物理、化學(xué)及生物學(xué)特征。

對(duì)于礦業(yè)廢棄地的生態(tài)修復(fù)，主要修復(fù)的方向有三種：第一種是實(shí)現(xiàn)土地復(fù)墾，生態(tài)修復(fù)的過(guò)程中發(fā)展林業(yè)、種植業(yè)等經(jīng)濟(jì)作物；第二種是實(shí)現(xiàn)景觀(guān)改造，通過(guò)對(duì)修復(fù)區(qū)域的規(guī)劃，將工業(yè)遺址改造成工業(yè)景觀(guān)公園，并開(kāi)展旅游業(yè)；第三種是重建礦區(qū)原有生態(tài)系統(tǒng)，將破壞的生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)人為的干預(yù)，重建礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)生態(tài)自持力，以實(shí)現(xiàn)植被的生態(tài)功能，保持生物多樣性。

2 礦區(qū)廢棄地生態(tài)修復(fù)方式

2.1 廢棄礦區(qū)土壤修復(fù)方式 對(duì)于廢棄礦區(qū)的土壤修復(fù)，一般采用土地復(fù)墾、土壤治理等手段對(duì)礦區(qū)廢棄地的地形地貌進(jìn)行恢復(fù)，利用植被生存的表土層，通過(guò)堆置、平整的方法，對(duì)于較為貧瘠的廢棄地，采用強(qiáng)夯、疏松或換填土的方式進(jìn)行改良。

2.2 廢棄礦區(qū)植被修復(fù)方式 植被恢復(fù)是礦區(qū)廢棄地生態(tài)修復(fù)最為核心的內(nèi)容，通過(guò)構(gòu)建多層次、立體化的植物群落，形成有機(jī)的生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)的植被根系能夠起到控制水土流失的作用，促進(jìn)土壤發(fā)育形成和熟化，植物群落的交叉網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，增強(qiáng)了固土防沖能力，為其他植物的生長(zhǎng)提供了必要的環(huán)境。

對(duì)于植被恢復(fù)，一般要因地制宜的進(jìn)行選中，選取生長(zhǎng)快、適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性較好的物種，如和谷類(lèi)植物可以抑制砷污染，水稻耐受鉻污染，對(duì)于礦區(qū)污染環(huán)境針對(duì)性的植物選種，減少礦區(qū)廢棄地的污染程度。

2.3 廢棄礦區(qū)景觀(guān)修復(fù)方式 礦區(qū)廢棄地景觀(guān)修復(fù)，首先要滿(mǎn)足礦區(qū)原有生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)礦區(qū)的植被修復(fù)，結(jié)合景觀(guān)規(guī)劃以實(shí)現(xiàn)修復(fù)景觀(guān)的目的。

對(duì)于礦區(qū)廢棄地可采用煤矸石充填，尤其是很多礦區(qū)開(kāi)采形成的礦坑和深陷區(qū)，通過(guò)充填壓實(shí)進(jìn)行場(chǎng)地平整。施工的過(guò)程中需要注意煤矸石的壓緊，可采用一定的輔助材料來(lái)進(jìn)行分層夯實(shí)。同時(shí)選用粉煤灰的方法進(jìn)行充填，充填到預(yù)計(jì)高度后，在粉煤灰表層進(jìn)行覆土，形成土壤環(huán)境，為植物的生長(zhǎng)提供必要的基礎(chǔ)環(huán)境。

3 工程案例分析

3.1 工程概況 研究區(qū)ZQ礦區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，根據(jù)目前發(fā)現(xiàn)的礦區(qū)達(dá)125處，有煤、磷礦鉛礦、鋅礦、銀礦、熔水泥用灰?guī)r、水泥配料用砂巖等多種礦產(chǎn)。研究區(qū)ZQ礦區(qū)所處地體制條件表現(xiàn)為巖層破碎，局部邊坡巖層錯(cuò)位、風(fēng)化，易發(fā)生滑落、崩塌等災(zāi)害，區(qū)域內(nèi)地表徑流條件較好，地勢(shì)呈現(xiàn)出西高東低走向，地下水向東流動(dòng)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)中性，存在微腐蝕破壞作用。研究區(qū)ZQ礦區(qū)所在地夏季氣溫高，冬季氣溫低，對(duì)研究區(qū)植物生長(zhǎng)要求較為嚴(yán)苛，宜選用耐寒、耐旱、耐貧瘠的植物。研究區(qū)ZQ礦區(qū)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年累月開(kāi)采后，經(jīng)過(guò)開(kāi)采后，ZQ礦產(chǎn)廢棄的礦區(qū)高達(dá)51處，且大部分礦區(qū)生態(tài)破壞嚴(yán)重，亟待修復(fù)。

3.2 植被混凝土護(hù)坡綠化 所謂的植被混凝土護(hù)坡綠化，是指通過(guò)混合特定植被混凝土厚質(zhì)基材配方，來(lái)實(shí)現(xiàn)研究區(qū)ZQ礦區(qū)陡巖邊坡進(jìn)行淺層防護(hù)和綠化的一項(xiàng)新技術(shù)。其重點(diǎn)在于合理配比植被混凝土添加劑，這在當(dāng)前礦區(qū)生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域中一種綜合巖土工程力學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等為一體的環(huán)保施工技術(shù)。根據(jù)當(dāng)前研究區(qū)ZQ礦區(qū)的現(xiàn)狀，結(jié)合邊坡角度、巖石性質(zhì)、綠化特點(diǎn)等來(lái)確定植被混凝土添加劑的比例，以及混合植綠種子和水的比例。

3.3 工程護(hù)坡 在研究區(qū)ZQ礦區(qū)的坡面上，設(shè)置鋼筋鉚釘和鋼絲網(wǎng)，噴射植被混凝土綠化添加劑基材混凝土，在坡面上形成一層植被層，以抵抗坡面風(fēng)化、防止水土流失，植被層的多孔性能能夠改善區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，對(duì)氣候也能夠起到一定的調(diào)節(jié)作用。植被層的配方需要根據(jù)坡面坡度、坡面性質(zhì)以及研究區(qū)ZQ礦區(qū)的自然環(huán)境，在施工之前需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定合適的混合植被混凝土，包含了土壤、腐殖質(zhì)、水泥、混凝土綠化添加劑等多種材料。

3.4 護(hù)坡綠化 按照研究區(qū)ZQ礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的多品種、立體型、自然生態(tài)的修復(fù)目的，在施工中要多品種草種進(jìn)行搭配，通過(guò)草、灌植物相結(jié)合的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)邊坡的綠化，待到2-3年后，本地草本植物將會(huì)逐步取代先鋒草種，形成多物種共生的生物生態(tài)趨勢(shì)，在上文分析提到當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和氣候條件，對(duì)于前期的草種選擇，優(yōu)先選擇耐貧瘠、耐干旱、綠期交替的植物品種，以確保植被的生存率。

3.5 平地生態(tài)修復(fù) 對(duì)于平地區(qū)域的修復(fù)，主要采用喬木、灌木和草本相結(jié)合的治理修復(fù)方案，按照設(shè)計(jì)的施工密度，在前期定點(diǎn)放線(xiàn)后取得栽植位置，然后按照植被施工的工藝，挖穴、施底肥、改土、定植樹(shù)苗。結(jié)合研究區(qū)ZQ礦區(qū)的實(shí)際情況，所選用的植被為胸徑3cm～6cm的常綠喬木馬尾松、刺槐、烏桕等混合種植，同時(shí)播撒多花木藍(lán)、紫穗槐、狗牙根等灌木種子進(jìn)行培植。