廢棄采石場的生態恢復與利用——南水北調中線工程盤石頭采石場水土保持措施設計

□姜 楠 □戴鵬禮 □張立強（河南省水利勘測設計研究有限公司）

1 引言

近年來，我國經濟、社會發展迅速，水利、交通、工業、市政等各行業工程建設規模及總量不斷擴大，石材需求量不斷增加，因此產生了大量的采石場。由于普遍存在不合理的開采方式，且開采后整治不到位，導致采石場區域水土流失嚴重，生態環境受到嚴重破壞，形成一塊塊灰色的“傷疤”，特別是位于城市、公路、鐵路及水利工程周邊的廢棄采石場，極其影響區域環境的協調發展。隨著公眾環保意識的不斷提升，環境問題日漸成為社會發展中的主要矛盾，因此，對廢棄采石場的生態恢復迫在眉睫。為了提高土地資源的利用效率，落實黨中央、國務院提出的“建設資源節約型社會”的要求，在對廢棄采石場進行生態修復的同時，還應充分考慮場區的后期利用，使生態恢復工程盡量為土地資源的重復利用服務。文章以南水北調中線工程安陽段盤石頭采石場水土保持設計為例，探討如何通過實施水土保持措施對廢棄采石場進行生態修復，并適當考慮場區的后期利用需求。

2 采石場概況

盤石頭采石場位于河南省鶴壁市西北20km，淇河左岸，盤石頭水庫溢洪道北側，原為盤石頭水庫工程石料場，2006年開始為南水北調中線工程安陽段提供砂石料，總占地面積12.44hm2，開采砂石料總量約360萬m3。

采石場區域位于海河流域漳衛河水系衛河支流淇河中游，屬華北山地與高原區向東部低地過渡地帶，低山綿延、溝壑發達。該區域地處暖溫帶，屬典型的季風氣候，多年平均氣溫13.50℃，極端最高氣溫41.70℃，極端最低氣溫-21.70℃。全年無霜期200d，最大風力7級，多年平均陸面蒸發量520mm，多年平均降雨量720mm，分布極不均勻，年際變化也大。該區地處太行山迎風坡，是暴雨多發地區，暴雨發生時間多在7-8月份。

采石場范圍原地面高程235~425m，地貌為荒坡地，土層較薄，地表為荒草和小型灌木覆蓋，水土保持狀況良好。石料開采時，開挖、爆破施工導致表層風化土和植被均被破壞，開采區域內地表凹凸不平、起伏很大，無用料堆放松散、混亂，施工道路布設較為隨意，標準不高，區內也沒有截、排水系統。開山取石、無用料堆棄形成的邊坡坡度不一，平均在40°以上，部分巖壁超過60°。有十余處用作砂石料生產加工、臨時堆放的平臺，地勢略為平緩，邊界不甚明顯，面積大小各異，隨高程不同在場區內無序分布。采石場范圍內生態環境惡劣，極易產生水土流失。

3 總體設計思路

根據《河南省水土流失重點防治區劃分圖》，盤石頭采石場位于河南省水土流失重點治理區內。場區南側緊鄰淇河，下游約30km處即為鶴壁市區。作為鶴壁市城市水源，淇河水質常年可達國家二級標準，是鶴壁市重點生態環境保護對象。因此，應盡快對盤石頭采石場采取邊坡防護、覆土綠化等有效的水土保持工程、植物措施，恢復因石料開采而被破壞的區域生態環境。

盤石頭采石場毗鄰盤石頭水庫，東側與水庫管理局相隔不遠，交通順暢，地理位置優越，非常適合作為旅游開發的建設用地，具有較強的利用價值。考慮場區后期可開發利用方向，在水土保持措施設計時，應盡量對場區進行合理分級、平整，以擴大可利用面積；在現有施工道路的基礎上，根據分級、平整情況，布置區內道路，以滿足場區交通需求；根據場區分級、平整以及道路布設的情況，規劃科學合理的排水體系，以滿足場區防洪排水需求。

4 水土保持措施設計

設計在現有開挖平臺的基礎上對場區進行分級平整，為擴大場區后期可利用面積，盡量將相鄰且現狀高程相差不大的區域合并，整理成同一高程。經過現場查勘，并對現狀地形圖進行分析后，確定共分為12個平臺，編號A~L，平臺總面積7.18hm2，高程237.00~323.00m不等。挖填平整時，各平臺在本區域內挖高填低，達到挖填平衡，先由專業人員鉆孔、爆破，再對碎巖進行撬移、解小、翻渣、清面，然后由人工配合推土機進行推運，最后平場。挖填整治后，對平臺表層進行覆土，設計覆土厚度0.30m，共需土料2.16萬m3，集中取自采石場南側約2km處的土料場，取土時由挖掘機挖運，自卸汽車運至場內。覆土后由人工配合推土機進行土地平整，并直播種草、栽植灌木，兩級平臺之間的邊坡坡腳栽植攀援植物、坡頂栽植下掛植物。為防止平臺邊緣發生塌坡、落石，降雨時雨水順坡下泄沖刷坡腳，設計在相鄰兩級平臺的邊坡坡頂設置漿砌石擋坎，坡腳設置漿砌石排水溝。各平臺面積、高程見表1。

表1 各平臺面積、高程參數表

由開挖石料直接形成的巖坡一般整體性較好，較為穩定，設計對此類邊坡進行人工修整，由施工人員系安全帶、安全繩，從上而下清理危石，清理后基本維持現狀。部分開挖巖坡在石料分級開采時，留有分級戧臺，經清理、修整、覆土后，實施直播種草、栽植灌木、栽植攀援及下掛植物等措施。

由無用料堆棄、平臺挖填整治形成的邊坡坡面較為松散，設計由人工配合挖掘機進行坡面整治，控制坡比1:1.50以下。為滿足各平臺間人員通行需要，在相鄰兩平臺之間邊坡較緩處修建漿砌石人行踏步。人行踏步的坡比與邊坡坡比一致，寬3m。

為滿足場區內車輛通行需要，設計在現有臨時施工道路的基礎上布設Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3條場內永久道路，將面積較大的平臺與采石場南側原有公路相連，長度分別為407m、310m、135m，混凝土路面，路寬6.50m。為防止道路臨空側發生塌坡、落石，在道路外側設置漿砌石擋坎；道路內側設置漿砌石排水溝，與各平臺排水溝相連接，形成料場區域排水系統，最終匯入盤石頭水庫溢洪道下游淇河。

工程措施設計中，漿砌石擋坎及排水溝均選用M7.50漿砌石材料，矩形斷面，砌筑厚度0.40m。擋坎砌筑高度1.20m，其中埋深0.40m；排水溝底寬1.20m，深1.00m。

植物措施設計中，草種采用沙蒿，播種量8g/m2，晚春、夏、秋均可播種，播種后覆蓋2~4cm混有肥料的細土及時鎮壓。灌木、攀援植物、下掛植物分別采用沙棘、爬山虎和葛藤，栽植前穴狀整地，挖坑穴徑0.30m，坑深0.30m，每穴1株，春季栽植，栽植密度2株/m2。

5 效果分析與評價

該設計在采石場各區域設置了多種水土保持措施，考慮場區后期開發利用方向，對場區進行了合理的分級、平整，布置了場內交通及排水體系。水土保持工程實施后，可極大提高地表的抗侵蝕能力，基本治理場區由于工程建設造成的水土流失，并對其后期的開發利用提供了便利的條件。采石場范圍內的植被恢復改善了該區域的生態環境，同時也相應提高了當地居民的環境保護意識，具有較強的環境效益、社會效益。工程的實施對其他同類工程將具有較強的參考價值。

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