王 旭
(遼寧省冶金地質勘查局四〇三隊,遼寧 鞍山 114038)
礦山廢棄地生態環境治理工程實踐
王 旭
(遼寧省冶金地質勘查局四〇三隊,遼寧 鞍山 114038)
礦產資源開發利用會不同程度地對周圍生態環境造成影響,主要是對地形地貌景觀格局的改變,土壤侵蝕和植被砍伐造成水土流失,引發地質災害以及生態環境質量下降,給周圍居民生活、工作等帶來負面影響。本文以工程實例介紹了礦山廢棄地破壞形成的原因、生態環境破壞程度和生態環境治理工程具體實施技術方法,從青山工程實施過程中土地權屬、技術、監管等方面提出幾點建議,為其他工程項目提供依據,具有一定的參考價值。
生態環境治理;礦山廢棄地;青山工程;工程實踐
隨著我國國民經濟的穩步發展以及人們生產、生活的需要,礦產資源開發利用的規模不斷擴大。它不僅提供了資源保障,同時也產生了相關的礦山地質環境問題,較明顯的是礦產開發后形成廢石堆積物、損毀的山體對地形和地貌景觀的破壞、森林覆蓋率降低和土壤污染對周邊生態環境產生負面的影響等。為了使礦山被破壞的地質環境、生態環境得以恢復,需要采取一系列的礦山地質環境治理措施,保護生態環境資源。
筆者以遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣偏嶺鎮荒溝村取土場(下稱荒溝取土場)的破損山體治理工程為工程實例,分析了破損山體形成的原因、生態環境破壞的情況、采取的治理措施、達到的治理效果以及實際工作中遇到的問題和啟示。
進入20世紀90年代,在“要想富,先修路”的思想指導下,岫巖山區的公路建設進入了新的發展機遇期。但是,相關設計規范標準低,粗放型經營管理,開采設備較陳舊,無序開采等原因都會造成本來綠綠的青山滿目瘡痍。水土流失、生態失衡、植被破壞、地質災害隱患等問題層出不窮。荒溝取土場就是其中之一,系高速公路建設用碎石土取土場。經數年來的開采,已形成了南、北兩個露天采場,總破壞面積約97 938.23 m2。
北部采場:在治理地區的北部,近圓形,長約為363 m,寬約為281 m。采場最大開采高度為68 m,開采邊坡角度一般為7°~42°,部分采場邊坡角度為60°~80°。該取土場采挖主要以風化巖及表土為主,開采無規律,采區內形成很多裸露巖體及采坑。
南部采場:在治理地區的西南部,為北西—南東向展的橢圓狀,長約為213 m,最大寬度約為95 m。采場最大開采高度約為24 m,開采邊坡角度一般為45°~80°,開采性質與北部采場基本相同。
整個礦區沒有形成統一的規劃和規模開采,導致地形地貌的局部改變。樹木的砍伐導致植被破壞,土壤的侵蝕與破壞造成一定程度的水土流失,一系列的礦山活動使得整個礦區景觀格局發生改變,生物數量造成一定程度上的減少,生態環境造成一定程度上的破壞,與地質災害隱患并存。
我國生態系統分為草原生態系統、森林生態系統、農業生態系統、荒漠生態系統、海洋生態系統和濕地生態系統。每個生態系統中都有特定的生物群落[1]。本礦山采用的是露天開采,采礦使礦區及其附近地區的植被和野生動物消失或干擾、破壞它們的棲息地,使這些生物的數量在自然界或局部地區減少。生物不能脫離環境而生存,而是在特定的環境中生存和繁衍,所以采礦行為在一定程度破壞了礦區生態系統生物群落,也影響了礦區生態系統的循環。
采礦的剝巖(土),使得巖石、土壤風化后的半風化、殘積層基巖和巖石裸露在外面,特別是露天采礦,在地表形成新的凹陷坑,改變了自然地形,改變了原地貌特征的使用價值和存在價值,在綠色覆蓋區域呈現出與自然景色呈巨大反差的灰白色“天窗”。礦區在岫巖山區交通沿線上,不僅降低了視覺影響效應,而且影響當地居民的生活質量,也影響到該地區經濟發展。另外,礦區地形的變化也直接導致礦區內地表水、地下水的補給和排泄條件的改變,造成水土流失,進而存在地質災害的隱患。
按照《礦山地質環境保護與恢復治理方案編制規范》和《遼寧省“青山工程”閉坑礦山破損山體治理工程技術管理要求》等相關文件要求,結合礦山地質環境特點及因地制宜治理原則,對露天采場邊坡進行生態護坡處理,對整個場區進行平整、客土、灌排工程及植被恢復工程以達到生態環境治理要求。
由于長期風化剝蝕,基巖面開裂以及原始殘存有許多危險巖塊,但體積較小,因此采用人工拉撬危巖的方式,整理巖腔和巖坎中的碎石,把坡上的危巖清理掉。這種方式清理過程相對安全,投資相對較低,適合本項目工程實際需要。
主要對南部采場的高陡邊坡進行治理。將采場高于60°的斜坡劃分為A、B兩個剖面,根據設計要求采用液壓鎬由上向下進行,10 m左右劃分為一個臺階。中間留有3 m寬的作業平臺。為防止坡體失穩滑動,清除邊坡局部的危巖,對角度較大的邊坡進行削坡處理,削至30°以下以消除崩塌和滑塌地質災害隱患,邊坡坡面進行生態護坡處理,利于植物生長使坡面總體美觀自然。
邊坡工程完成后,需對治理區內的平臺和采場坑底及工業場地進行平整。平整時對于平臺堆積的大塊碎石可用挖掘機進行填埋,對于小塊的碎石可用推土機進行平整、夯實。施工平整時要把小塊碎石盡力推在平臺表面上,當表面廢石粒徑大過客土時,防止土壤填到縫隙損耗土量。平整時還應注意到平臺及邊坡傾斜角度,作業面形成向低處傾斜3‰左右坡度,使雨水向低處出口處匯集。
場區平整地塊為2塊,北部采場不進行大面積平整,全面撒播草籽,部分種植刺槐,經過一段時間可自行復綠。南部采場進行全面平整。
根據礦山破壞現狀及恢復生態環境需要,整個治理區內需全面客土,以確保植樹種草的成活率。南部采場客土平均厚度為0.5 m,來滿足植物的生長需求。北部地區種植刺槐,采用穴栽,規格0.8 m×0.5 m×0.6 m。客土源土質基本為生土,因此需要用雞糞和草炭土對土壤進行改良,以增加土壤的保水保肥能力,必要時加入土壤改良劑等使土壤理化性質快速改變而達到種植需求,在加入時必須與土壤充分攪拌均勻,防止出現“燒苗”現象,影響栽種苗木的存活率。
由于治理區的露天開采造成土地的損毀和生態環境的破壞,很難依靠自然條件進行恢復,且因恢復周期較長,所以采用人工種植進行恢復植被,從而達到生態環境協調平衡。首先選出合適的植物來重建人工的生態系統。按照治理區植被重建任務和生態重建的目標,根據治理區自然條件,選定的植被要具備很強的適應抗逆境和脆弱環境的能力;生命力強才能形成較穩定的植物群落;根系發達、有好的生長速度才能形成網狀根來固持土壤;相比之下播種栽培容易,成活率較高。
采用喬灌草混播方式重建植被生態系統,植物種類選擇種植刺槐、紫穗槐、羊胡草等。
刺槐耐濕、耐寒、抗擬性、抗風沙極強,在濕度大的地區適宜種植,根部根疣有改良土壤的作用,枝葉吸收煙塵效果較好。紫穗槐耐水濕、耐瘠、耐輕度鹽堿土,適宜在河堤、河岸、山坡、沙地及鐵路沿線種植,可以護堤防沙、防風固沙。羊胡草喜溫、耐旱,耐寒不耐水淹,土壤條件要求不高,除低洼內澇地外,其他土壤條件都可以種植,適合土層厚、排水好、富含有機質的土壤,根莖分蘗力很強,向四周輻射成根網狀,可以保持水土。
平臺播種刺槐,種植間距1.5 m×1.5 m,坑穴規格0.5 m×0.6 m×0.8 m,每穴種1株。坡面種植紫穗槐,開挖魚鱗坑規格為0.7 m×0.5 m×0.6 m。此外,整個治理區均勻撒播羊胡草籽以達到喬灌草混播種植,使生態環境協調統一,景觀格局自然美觀。
(1)按照合理的治理措施施工,大大提升了礦山廢棄地的生態環境。新增大量綠地,增加了土地利用面積,使因采礦而破壞的土地植被得到全面恢復,提高了生態環境質量,促進了生態系統的良性發展。
(2)實施礦山地質環境的治理工程后,提高了礦區附近空氣質量。栽種的樹木可以防風、保持水土和涵養水源。綠樹成行、芳草如茵的景觀格局基本形成,為當地居民生產、生活提供良好的生態環境。
(3)治理后提高了礦區的植被覆蓋率,制止礦區和周邊地區環境惡化,合理管護會達到植物生態系統的穩定性與多樣性的效果。吸引周邊動物群落的回遷,增加動物群落多樣性,達到植物動物群落的動態平衡,使生態系統恢復到初始狀態。
項目區土地所有權是遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣偏嶺鎮荒溝村。在工程施工前,需要進駐大型工程設備,這就需要對部分進入礦山的山間道路進行擴路及修繕加固,一方面方便設備、車輛順利進入治理區,保證工程的正常順利進行,另一方面對項目治理結束后管護工作有利。而在實施道路工程時,涉及占用村民所謂自家“小開荒”“坡耕地”等土地權屬問題,實際上是村民自行開荒種植并非個人承包土地,但在實施工程時,村民卻要求不同程度的賠償,影響了工程進度及資金合理分配。形成這種情況的原因主要一是歷史遺留問題,村民在條件允許沒有任何監管的前提下已經進行了開荒種植;二是村民對生態環境治理沒有概念,對環境保護、地質災害等意識淡薄,只看到眼前經濟利益而沒有看到未來宏觀整體面的環境效益、社會經濟效益。
首先,要加大對環境保護、生態環境治理、地質災害防治等相關知識和政策的宣傳力度,切實深入鄉村,提高村民的環保意識和整體素質;其次,項目承包單位應與村委會等土地直接管轄組織及時溝通,在村民和項目單位中架起一座溝通的橋梁,充分發揮村級組織的協調能力,保證工程的順利實施;最后,可以根據治理情況,治理結束后給予村民分配管護等工作以達到補償目的,若項目采用種植經濟林進行生態治理,可以優先承包給之前占用土地的村民,既滿足了村民的補償要求,又可以帶動當地生態、經濟協調發展。
在工程具體實施過程中,對南部采場高陡邊坡進行削坡工程時,施工難度較大,如果坡面未滿足種植要求的角度,就要重新損毀植被和土地,或者采用大量廢石堆積成坡面,但后者穩定性差、易產生地質災害。后經過專家論證,提出采用掛網噴播技術對此處高陡邊坡進行生態環境治理以達到治理要求。現在我國礦山環境的恢復治理技術方法單一,水平低,工作起步慢,問題礦山多,礦山治理的科學化、規范化不足[2]。模式化、固定化的礦山環境治理技術占主導,導致不同類型的礦山治理措施一致,不能因地制宜,根據需要治理,恢復成更具有經濟、生態環境、景觀價值的礦山綠地。
應創新礦山生態環境治理技術,拓寬治理領域,針對不同類型的礦山,分別采用團粒或高分子植生、噴播、覆土植綠、削坡整形等復合技術措施進行治理。同時,根據不同礦山所處地理位置、周圍景觀等分析社會經濟因素,打破植被恢復傳統理念,可適時將礦山廢棄地恢復成經濟林地、地質公園等新型生態治理模式。
在礦山開采使用保護中,地方政府對待礦山保護意識不足,缺少生態保護的全局觀念,注重地方政績,刻意加快經濟發展速度,對環保意識認識不足[3]。利益驅使小型礦山單位過度開采礦產資源,同時沒有保護和治理當地生態環境,導致生態破壞和環境污染問題非常嚴重。地方政府只顧眼前利益,對這些中小企業的監管不力,出現礦山企業亂采濫挖、無證偷采、越界開采等現象,甚至礦產開采項目沒有經過環評審批就直接開采,導致礦產資源的耗費和破壞生態,影響周邊群眾的正常生活。地方政府監管部門、礦山企業以及當地居民三方面應該建立起積極的協作關系,共同努力尋求資源、生態、經濟的共享發展模式。
礦山環境治理工程后,存在的問題有礦山地質的環境監測、植被管護等。防治地質災害,保證植被的成活率,需要相關專業人員定期監測以及修剪、補栽樹苗。省市縣成立了青山工程專職管理局,但是后期監管管護責任主體仍不明確,監管存在不及時、不到位的情況。建議明確責任主體、責任人,建立項目跟蹤檔案,對項目的方案、設計、施工、竣工以及后期管護都要嚴格監督監管,保證工程質量。同時,重視加強后期管護工作的監督監管,同第三方建立合作,定期對工程項目進行監測檢查,讓前期工程資金、人力、資源等投入得到有效利用,實現環境治理,保證生態環境有效循環。
“青山工程”是一項利國利民、功在千秋的礦山地質環境治理工程,礦山廢棄地生態環境治理工程的實施使礦山建設運行產生的不利環境影響得到了有效控制,保護了治理區生態環境資源,對于維護和改善治理區環境質量起到了良好作用。本次生態環境治理工作,提高了治理區生態環境質量,預防了水土流失、崩(滑)塌、滑坡坍塌、泥石流等地質災害,改善了礦區周圍農民的作業和生活環境,在一定程度提高了當地經濟效益。
當然,生態環境治理工程不是簡單的植樹種草工程,是系統的、綜合的、可持續性的治理工程。需使用景觀生態學、生態環境學、地質災害治理與防治、環境工程學、植被恢復技術等理論,聯系治理區社會、環境、經濟等因素系統地綜合治理和合理規劃項目。需要不斷創新治理技術,積累治理經驗,拓寬治理領域,使礦山環境治理工程規范、科學、合理,實現區域生態環境的可持續發展。
1姜建軍.礦山環境管理使用指南[M].北京:地震出版社,2004.
2李君滸,董永觀,董志高.我國礦山環境的治理現狀與前景[J].生態經濟,2008,(12):76-81.
3程寶成,陳 震.我國礦山環境治理現狀及措施研究[J].資源與產業,2014,(4):5-99.
Engineering Practice of Ecological Environment Control of Mine Wasteland
Wang Xu
(Liaoning Geology and Mineral Bureru, 403 Team, Anshan 114038, China)
The behavior of mineral resources exploitation simultaneously imposes an effect upon the surrounding ecoenvironment to varying degrees,mainly including the changes to the topography and geomorphy,water and soil losscaused by soil erosion andvegetation deterioration,which will definitely lead to the geological disaster and a worseoff ecoenvironmental quality exerting a negative influence on the lives and work of the periphery habitants.This thesis bears the reference value by providing the basis for other related projects,as it explicates how a abandoned mine actually deteriorated the ecoenvironment,the degree of the ecoenvironmental damage made henceforth,introduces the concrete implementing technique in ecoenvironment governance,and offers a series of proposals in the aspects of land property ownership,techniques,supervision during the course of green mountain engineering.
ecoenvironmentgovernance; abandonedmine;green mountain engineering;the engineering practice
X322
A
1008-9500(2017)05-0059-04
2017-03-10
王旭(1982-),女,遼寧鞍山人,工程師,從事工業及城市污水處理等研究工作。