礦山高陡邊坡生態(tài)修復(fù)問題探究

李好飛

（河南省資源環(huán)境調(diào)查二院 河南洛陽 471000）

引言

目前，為切實優(yōu)化生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果，我國針對原有存在的生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行修復(fù)處理，不斷提升生態(tài)環(huán)境的保護(hù)力度。礦山的開采是很多山區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)來源，但礦山開采生產(chǎn)中，往往會形成較為明顯的生態(tài)環(huán)境破壞問題，如地質(zhì)安全隱患、地形地貌景觀破壞、土地資源破壞及水土流失等，因此礦山開采引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題引起了廣泛關(guān)注。由于礦山開采后的生態(tài)修復(fù)難度較大，且礦山高陡邊坡作為比較特殊的組成部分，其生態(tài)修復(fù)難度更大，因此必須在明確具體問題后，針對性地選擇合適的生態(tài)修復(fù)手段，促使礦山開采帶來的各類生態(tài)環(huán)境問題得到有效修復(fù)重要且必要。

1 項目概述

本項目位于河南省洛陽市宜陽縣，項目為宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)，項目確定總治理面積為127.73 hm2，并依據(jù)治理區(qū)位置劃分為33 個治理區(qū)，共包含12 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。其中，治理面積最大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是錦屏鎮(zhèn)，面積最小的為高村鎮(zhèn)；治理區(qū)最多的為樊村鎮(zhèn)，治理區(qū)最少的為高村鎮(zhèn)、韓城鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)等6 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)工程治理措施主要是通過地質(zhì)安全隱患消除、礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理來改善治理區(qū)的生態(tài)環(huán)境，提高治理區(qū)內(nèi)及周邊環(huán)境生態(tài)質(zhì)量，改善周邊農(nóng)民生產(chǎn)生活條件[1]。

在本項目中，低山地貌區(qū)域的治理區(qū)是以各類歷史遺留廢棄石料礦山為主，受歷史遺留露天礦山開采的影響，地形地貌被嚴(yán)重破壞，區(qū)內(nèi)大大小小的采坑星羅棋布，碎石、渣堆隨意堆放，破舊的開采設(shè)備在區(qū)內(nèi)隨處可見，基巖裸露，植被稀疏，遺留開采邊坡普遍較陡，甚至呈直立狀態(tài)，尤其是治理27 區(qū)北側(cè)，最高單級邊坡落差最大可達(dá)141m。區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)條件主要受巖性、地貌、地質(zhì)構(gòu)造等因素控制,根據(jù)區(qū)內(nèi)各類巖土體工程地質(zhì)特征，將其劃分為巖漿巖建造、變質(zhì)巖建造、碎屑巖建造、碳酸鹽巖建造4 個建造，以及堅硬的塊狀侵入巖巖組、堅硬的塊狀噴出巖巖組、較堅硬的塊狀片麻巖巖組、堅硬的中厚層狀鈣質(zhì)/硅質(zhì)膠結(jié)砂巖/砂礫巖巖組、較堅硬的薄層狀砂巖/頁巖/夾薄層灰?guī)r巖組、軟弱的中厚層狀泥灰?guī)r/泥巖/砂巖/砂質(zhì)礫巖/頁巖巖組、堅硬的碳酸鹽巖組、黃土巖組類別的 8 個工程地質(zhì)巖組。因此，項目在治理中比較關(guān)鍵的任務(wù)是高陡邊坡生態(tài)環(huán)境的修復(fù)處理，也是難度相對較大的治理修復(fù)環(huán)節(jié)，但工作人員在全方位調(diào)查了解項目實際狀況的基礎(chǔ)上，選擇了適宜合理的生態(tài)修復(fù)方案，已取得了理想修復(fù)效果。

2 項目生態(tài)環(huán)境問題分析

本項目生態(tài)環(huán)境問題較為突出，不僅直接表現(xiàn)在綠色生態(tài)環(huán)境方面，還受到了其它因素的干擾和限制，如地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖土狀況等，同樣都是不容忽視的關(guān)鍵問題。該治理區(qū)地質(zhì)安全隱患主要是崩塌，因為治理區(qū)均為露天開采，因開采無規(guī)劃，露天開采不是一層一層剝離，產(chǎn)生了很多開采面，采面疊加形成危巖與陡崖，存在安全隱患，受震動易失穩(wěn)，進(jìn)而發(fā)生崩塌[2]。同時，開采活動導(dǎo)致巖土面落差大，孤峰和礦柱林立，使山體遭受破壞，基巖、河灘、黃土裸露，破壞了原始地形地貌景觀，造成現(xiàn)有地形地貌景觀與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)。而勘查區(qū)內(nèi)土地資源的破壞問題同樣不容忽視，采坑現(xiàn)狀滿目瘡痍，地勢凹凸不平，無法耕種，并且在長期露天開采背景下，植被和表層土層同樣受到影響，不僅原有的大量綠色資源被嚴(yán)重破壞，現(xiàn)有土地的種植功能也完全喪失，成為嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境的問題。此外，該區(qū)域還存在著明顯的水土流失問題，由于區(qū)域中85%～95%以上的植被完全破壞，難以形成理想的保水保土效果，受降雨影響易出現(xiàn)水土流失問題。

3 礦山高陡邊坡生態(tài)修復(fù)策略

3.1 總體生態(tài)修復(fù)方案

礦山高陡邊坡生態(tài)修復(fù)應(yīng)該著重考慮到項目實際狀況，結(jié)合治理區(qū)的地形地貌條件、周邊土地利用類型、水土植被資源情況和治理區(qū)周邊村民意愿，確定各治理區(qū)的復(fù)墾方向，明確各個主要治理目標(biāo)和核心問題。宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)項目結(jié)合各方面資料，采取消、整、挖、填、掛、植、復(fù)墾等綜合治理措施，對取土場、采砂坑、采石場形成的高陡邊坡進(jìn)行危巖體清除，對采坑和廢渣壓占破壞土地資源進(jìn)行挖高填低、場地平整等綜合整治。然后，對整治后的各個地塊根據(jù)“宜耕則耕、宜林則林、宜草則草”的治理原則，逐步恢復(fù)各個地塊土地的價值。

高陡邊坡以在邊坡底部種植爬山虎為主，局部邊坡采用掛網(wǎng)噴播技術(shù)進(jìn)行覆綠。旱地、林地主要根據(jù)調(diào)查地塊坡度情況以及周邊村民意愿確定恢復(fù)為旱地、林地。對基地為基巖的旱地地塊先覆渣，再覆土0.8m；對基地為基巖的林地先覆渣，再覆土0.5m，覆渣厚度根據(jù)各治理區(qū)挖填石渣方量；對基地為碎渣或者黃土的旱地在平整后的地塊上部直接覆土0.8m，林地直接覆土0.5m，恢復(fù)為草地的地塊直接覆土0.3m。為保障農(nóng)作物與草木的成活率，覆土選用外購客土。同時，對恢復(fù)成旱地的地塊，進(jìn)行土壤改良工程，增加土壤耕種能力[3]。

3.2 生態(tài)修復(fù)要點

3.2.1 生態(tài)修復(fù)準(zhǔn)備

為防止治理區(qū)內(nèi)危巖體突然滑塌傷害施工工人及機械設(shè)備，設(shè)計對高陡邊坡和平臺表面的破碎巖體、松散巖塊、危石、突出的巖石進(jìn)行清理，清除殘留危巖，減小陡崖面坡度，最終達(dá)到邊坡穩(wěn)定的狀態(tài)。危巖體采用定點人工機械清除和爆破的方式進(jìn)行清除，即對于施工過程中人工機械可達(dá)到施工的采用人工機械清除，無法進(jìn)行人工機械清理的區(qū)域方可采用爆破清理，同時根據(jù)巖石性質(zhì)及特點，爆破采用淺孔、小排距加強松動爆破技術(shù)。淺孔松動爆破布設(shè)采用垂直眼或斜眼，多排矩形、梅花形排列。

為了使治理區(qū)采場與周圍地貌景觀相得益彰，與周邊地形地貌連接成片，對歷史遺留礦山開采后形成的地表高低不平采坑及周邊殘留的殘山孤包、采礦殘留的廢棄渣堆等，采用南方cass軟件方格網(wǎng)法和三角網(wǎng)法進(jìn)行整平高程控制，對采坑及周邊殘山孤包和廢棄渣堆進(jìn)行挖填計算。挖填主要有機械開挖和爆破2 種方式。本次挖填方工程設(shè)計包括對采坑進(jìn)行挖填平整（機械開挖）、對采坑內(nèi)殘留的殘山孤包進(jìn)行挖方消除（機械開挖和爆破）、對采坑內(nèi)部及采坑周邊殘留的廢渣進(jìn)行挖高填低（機械開挖）3 個方面[4]。治理區(qū)采坑回填根據(jù)設(shè)計高程要求，并結(jié)合治理區(qū)的實際地形，采取網(wǎng)格剖面控制，利用挖填產(chǎn)生的廢棄礦渣和崩落體對采坑內(nèi)低洼不平處進(jìn)行回填壓實，填方工程采用人工和機械結(jié)合。

3.2.2 覆土

由于本項目中存在較多且不能滿足種植耕作層要求的平臺基巖裸露以及采坑表面基巖區(qū)域，因此為了恢復(fù)這些區(qū)域的生態(tài)環(huán)境功能，本項目對各治理區(qū)內(nèi)的地表基巖裸露或覆蓋層較薄區(qū)域進(jìn)行表層覆渣、覆土，以滿足植被生長的要求。本項目在危巖清理和平臺挖填平整之后，對平臺和斜坡進(jìn)行覆渣、覆土，將其復(fù)墾為旱地、林地、草地。對恢復(fù)成旱地的區(qū)域平臺先覆渣后覆土，覆渣石渣粒徑不大于30mm，再覆土0.8m。為保證林地樹苗的成活率，對恢復(fù)成林地的先覆渣后覆土，石渣粒徑不大于50mm，上部覆土0.5m，恢復(fù)成草地的區(qū)域直接覆土0.3m，旱地和林地的覆渣量根據(jù)各區(qū)挖填計算均能夠滿足各治理區(qū)覆渣量要求。另外，對設(shè)計在斜坡形成的平臺進(jìn)行覆渣、覆土后，使平臺外高內(nèi)低，坡度不大于5o，以防水土流失。

3.2.3 植物種子噴播

本項目生態(tài)修復(fù)處理中，噴播是比較重要的核心手段，也是促使項目邊坡形成良好綠化效果的關(guān)鍵所在。為了確保噴播效果，本項目為有效防止坡面表面局部崩塌或滑坡發(fā)生，同時給噴播后的坡面植被提供一個穩(wěn)定的生長基礎(chǔ)，在邊坡表面鋪設(shè)直徑為2mm、孔徑為5cm×5cm 的菱形鍍鋅低碳鐵絲網(wǎng)，同時采用鐵錨固件對網(wǎng)體進(jìn)行固定，按一定的間距梅花形垂直坡面方向制作錨孔，并按不少于1.5個/m2的要求合理構(gòu)建錨固件[5]。

然后采取人工上料方式，結(jié)合“高次團(tuán)粒噴播生態(tài)修復(fù)技術(shù)”的相關(guān)要求，促使基料的配比較為適宜合理，并借助高次團(tuán)粒噴播機進(jìn)行均勻混合，形成理想的噴播應(yīng)用條件。具體到現(xiàn)場噴播處理中，技術(shù)人員應(yīng)先噴播沒有植物種子的基料，在確保其達(dá)到設(shè)計厚度后，再噴播含有種子的基料，由此形成理想的噴播后種子生長條件。一般而言，不含種子的基料噴播厚度應(yīng)該控制在6～7cm，而含有種子的基料應(yīng)該控制在2～3cm。

本項目采用DN75 型號5.6mm 和 DN63 型號4.7mm 的PE 主供水管布設(shè)山體整個骨架，次主管道采用DN50 型號4.6mm 的PE 管沿著坡面進(jìn)行布設(shè)，支管選用DN32 型號3mm 的 PE 管沿著山體從上至下左右間距5m 進(jìn)行布設(shè)，噴淋管選用DN25 型號2.3mm 的PE 管在管道上下間距5m進(jìn)行布設(shè)，噴頭選用直徑2mm 的噴頭，保證噴淋系統(tǒng)均勻全部噴灑到位。

3.2.4 整體綠化

本項目中，生態(tài)修復(fù)所應(yīng)用的大量綠化植物，其植被類型選擇遵循“喬灌草藤”結(jié)合的原則、生物多樣性原則、與周邊生態(tài)協(xié)調(diào)的原則、環(huán)境適應(yīng)性的原則。并根據(jù)治理區(qū)及其周邊現(xiàn)狀條件下自然生長的植被情況，結(jié)合治理區(qū)干旱、少雨和土壤層較薄的特點，植被優(yōu)先選擇抗旱能力強、耐貧瘠、生長速度快的植物。同時，對未利用地塊覆土后進(jìn)行植樹并播撒草樹籽，恢復(fù)為林地或草地，樹苗選用側(cè)柏、油松、刺槐、臭椿。在樹苗類型選定后，技術(shù)人員針對樹苗的分布狀況進(jìn)行嚴(yán)格控制，促使樹苗可以在整個項目中形成良好的分布態(tài)勢，規(guī)避可能出現(xiàn)的樹苗應(yīng)用不當(dāng)問題。而為了促使樹苗在應(yīng)用中發(fā)揮出理想的作用價值，技術(shù)人員還考慮到了樹苗未來生長狀況，促使其可以在較長時間內(nèi)形成理想的整體效果，避免出現(xiàn)苗木本身方面的問題。

為了更好優(yōu)化項目整體綠化效果，促使其具備更強的生態(tài)效益，技術(shù)人員在選擇好恰當(dāng)綠化植物后，還對其分布狀況予以優(yōu)化控制，以便促使播種量可以得到有效設(shè)定，以此規(guī)避可能存在的整體綠化效果不佳問題。在本項目整體綠化中，播種量控制為30kg/hm2。在林木間隙也進(jìn)行了草籽撒播，草地和林木間隙播種量均為30kg/hm2；在高陡邊坡上下種植爬山虎，爬山虎抗逆性強，耐寒、耐旱、適應(yīng)性強，并且可以向上攀爬，可以對治理區(qū)內(nèi)陡坡起到攔擋綠化的作用，爬山虎間距0.5m，植株長不少于1m，且嚴(yán)格控制所選爬山虎的生長狀態(tài)，促使其可以具備理想的成活條件。另外，為促使爬山虎的生長符合高陡邊坡治理需求，技術(shù)人員還可對其生長方向進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，由此規(guī)避爬山虎生長混亂現(xiàn)象，最大程度提升高陡邊坡生態(tài)修復(fù)應(yīng)用價值[6]。

3.3 環(huán)境保護(hù)效果

宜陽縣歷史遺留廢棄礦山在采用上述生態(tài)修復(fù)方案后，確實取得了不錯成效，尤其是項目中的高陡邊坡修復(fù)，更是形成了理想的生態(tài)效益，有效解決了原有問題，發(fā)揮出了較強的生態(tài)環(huán)境修復(fù)以及保護(hù)作用。

3.3.1 礦山地質(zhì)更穩(wěn)定

在生態(tài)修復(fù)方案應(yīng)用后，宜陽縣歷史遺留廢棄礦山的地質(zhì)不穩(wěn)定問題得到了有效改善，以此營造出了較為理想的環(huán)境保護(hù)條件，解決了這一根源性問題。在生態(tài)修復(fù)工作完成后，原有高陡邊坡存在的地質(zhì)巖體松動問題，不僅借助于各個工程手段，形成了穩(wěn)固效果，同時還有賴于生態(tài)修復(fù)手段的運用。如，在高陡邊坡底部種植的爬山虎，在后續(xù)快速生長的背景下，能夠有效實現(xiàn)對于高陡邊坡的生態(tài)修復(fù)和固結(jié)處理，不容易在未來出現(xiàn)巖土脫落等問題，且持續(xù)性改善相應(yīng)巖土結(jié)構(gòu)，促使其地質(zhì)結(jié)構(gòu)更為安全穩(wěn)定，成為環(huán)保效益凸顯的重要前提條件。

3.3.2 地形地貌景觀改善

宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)項目還有效改善了地形地貌景觀，促使其具備理想的生態(tài)效益和綠化效果，滿足環(huán)境保護(hù)相關(guān)要求。在宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)項目中，技術(shù)人員在針對項目中的不穩(wěn)定巖土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理和固結(jié)的背景下，還著重運用了多種生態(tài)修復(fù)手段，實現(xiàn)了相應(yīng)區(qū)域內(nèi)整體綠化率的明顯提升。伴隨著項目所處區(qū)域綠化率的提升，必然會在地形地貌景觀改善方面發(fā)揮積極作用，成為環(huán)保效益體現(xiàn)的直觀因素。

3.3.3 防控水土流失

宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)項目還實現(xiàn)了水土流失問題的防控，這也是切實優(yōu)化環(huán)保效果的重要表現(xiàn)。在生態(tài)修復(fù)方案實施后，項目中的高陡邊坡以及其它區(qū)域均形成了植被覆蓋效果，并在適宜基料噴播的基礎(chǔ)上，對喬、灌、草、藤等多種植物進(jìn)行結(jié)合運用，凸顯生物多樣性的同時，還針對相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)予以改善，由此體現(xiàn)出了較為理想的水土保持效果。該區(qū)域即使未來經(jīng)受降雨沖刷，也不會出現(xiàn)嚴(yán)重的水土流失問題，環(huán)境保護(hù)效果較為突出。

結(jié)語

綜上所述，礦山高陡邊坡生態(tài)修復(fù)的難度較大，工作人員需對礦山高陡邊坡進(jìn)行綜合全面地分析，準(zhǔn)確掌握其主要問題和缺陷后，再有針對性地予以修復(fù)處理，才能事半功倍。目前，常用的礦山高陡邊坡生態(tài)修復(fù)方案有消、整、挖、填、掛、植、復(fù)墾等綜合治理措施，因此工作人員需匹配性選用和規(guī)范化控制，才能實現(xiàn)理想的生態(tài)修復(fù)效果。