礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)和綠化植物配置方案

黃 祺

(中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081)

1 工程概況

漳州露天采石礦生態(tài)治理工程項目，周邊有農(nóng)田、林地等生態(tài)價值較顯著的土體類型。根據(jù)礦山開采對周邊環(huán)境所帶來的實際影響，計劃修復(fù)面積設(shè)為26.6萬m2。礦山及周邊伴有顯著土地砂礫化，且在強降雨天氣下山體滑坡發(fā)生概率高、影響范圍廣，嚴(yán)重影響周邊居民的正常生產(chǎn)與生活，同時也易導(dǎo)致周邊環(huán)境受損。因此需采取生態(tài)修復(fù)技術(shù)，制定完善的綠化植物配置方案并落實到位，使現(xiàn)場生態(tài)環(huán)境逐步恢復(fù)至正常狀態(tài)。

2 生態(tài)修復(fù)的基本目標(biāo)

以項目現(xiàn)場的自然環(huán)境現(xiàn)狀為立足點，綜合考慮現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)主流的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，合理配置綠化植物，以達(dá)到修復(fù)礦山開挖現(xiàn)場及周邊環(huán)境的目標(biāo)。遵循因地制宜的原則，根據(jù)采石場廢棄地的土質(zhì)、水文及氣候特征合理配置植被，使其在種植后快速生長，構(gòu)成集喬、灌、草植被于一體的層次化植被體系，由此進(jìn)一步創(chuàng)建生物群落，使采石場的生態(tài)環(huán)境品質(zhì)逐步向好。

3 基于礦山開采區(qū)現(xiàn)狀的生態(tài)修復(fù)技術(shù)

3.1 邊坡削方

以邊坡的地質(zhì)、水文、高度等因素為基本依據(jù)，確定合適的邊坡坡度；以邊坡的風(fēng)化程度等因素為基本依據(jù)，確定合適的邊坡坡率。在邊坡高度達(dá)到20 m以上時，出于安全層面的考慮，宜設(shè)置寬度至少達(dá)2 m的平臺，同時該平臺還可作為施工機械的操作平臺。坡度角不宜超過55°，以滿足坡面植被的生長需求。

3.2 邊坡防護(hù)

遇不具備邊坡削方作業(yè)條件的區(qū)域時，宜采取錨桿格構(gòu)防護(hù)的方式，以便維持邊坡的穩(wěn)定性，以免出現(xiàn)崩塌或滑坡災(zāi)害[1，2]。錨桿支護(hù)期間，按照孔徑為90mm～15Omm的標(biāo)準(zhǔn)鉆孔，錨桿穿入滑面，入射角度以15°為宜。綜合考慮錨桿的抗拉強度和抗拔強度性能，合理控制錨桿的直徑和長度等尺寸參數(shù)，在保證錨桿可正常使用的同時避免材料浪費的情況。錨桿不可發(fā)生銹蝕或彎曲等異?，F(xiàn)象，否則需及時修復(fù)。注漿管與桿體共同入孔，參照鉆孔角度，按照相同的角度標(biāo)準(zhǔn)將桿體有效放入孔內(nèi)，此環(huán)節(jié)需謹(jǐn)慎操作，以免損傷防腐層。格構(gòu)設(shè)置間距以2～3 m為宜，格構(gòu)梁尺寸為300 mm×300 mm，為充分發(fā)揮出格構(gòu)梁的應(yīng)用優(yōu)勢，宜在其中設(shè)置縱向受力鋼筋和箍筋。格構(gòu)梁施工期間，每20 m寬度依次設(shè)置寬約2～3 cm的伸縮縫，清理縫內(nèi)的雜物并填入瀝青麻筋。

3.3 設(shè)置坡面排水系統(tǒng)

以現(xiàn)場地質(zhì)、水文及氣候(主要考慮降雨量)為依據(jù)，合理設(shè)置坡面排水系統(tǒng)，應(yīng)保證坡面排水具有順暢性，以免因排水效率偏低而導(dǎo)致溪流水聚集的情況。在坡頂設(shè)置排水系統(tǒng)時，應(yīng)合理控制截水溝的結(jié)構(gòu)形式，要求上部集水面積的匯流不會對邊坡造成沖刷作用。邊坡處的防水處理可采取平臺排水溝和縱向排水溝相結(jié)合的方式?？紤]到坡面水體流動過程中易變向的特點，需在坡面上配置急流槽。

排水渠設(shè)計及施工期間應(yīng)充分考慮到水流速度指標(biāo)，應(yīng)保證成型的排水溝可有效控制水流速度，既要滿足快速排水的要求，又要避免因排水過快而導(dǎo)致溝壁沖刷損壞的情況[3～5]。坡腳排水溝施工環(huán)節(jié)可采取漿砌塊石砌筑的方法；坡面和坡頂兩處分別設(shè)置截水溝，該部分為鋼筋混凝土澆筑的方式，目的在于提高溝體結(jié)構(gòu)的強度，使其在使用期間可有效抵御水流的沖刷作用。邊坡存在裂隙或溶洞等特殊情況時，易發(fā)生涌水現(xiàn)象，可通過敷設(shè)暗管或設(shè)置暗溝的方式引水，最大限度地減弱涌水對坡面的沖刷作用。

3.4 裸地綠化

礦山開采期間產(chǎn)生的棄渣廢石大量堆積，易占用土地資源，甚至伴隨土地污染問題[6，7]。對此，需要適度平整棄渣廢石，提高其堆積結(jié)構(gòu)的密實性；組織掛網(wǎng)作業(yè)，通過土工布的張力作用維持棄渣廢石的穩(wěn)定性，以免發(fā)生滾落。經(jīng)平整處理后若棄渣廢石依然占用大范圍的面積，則需采取基材噴射種植法，取適量種子、土壤、營養(yǎng)液等物質(zhì)，經(jīng)過攪拌后形成混合物，將其噴射在棄渣廢石的表面，再于噴射周邊區(qū)域種植喬木、灌木等植物，形成防護(hù)體系。

3.5 礦坑凹地的植被恢復(fù)

凹地存在于礦坑底部，其平整度欠佳，需根據(jù)礦坑凹地面積采取相適應(yīng)的修復(fù)措施。遇小范圍凹地時，先覆土再種植植物；遇大面積凹地時，需開鑿植生坑槽，向其中填入肥力較好的土壤，最后種植植物。

4 生態(tài)修復(fù)中的植物配置方案

植物群落是基于多類植物而構(gòu)成的層次性整體[8]。項目綠化面積為25萬m2，在植物配置方面將喬、灌植物種類設(shè)為12種，具體組成包含樹木13萬株、落葉喬木2萬株、常綠喬木11萬株、灌木1萬株。生態(tài)基質(zhì)的品質(zhì)易對植物的生長狀況帶來影響，以土壤為主體，輔以適量的有機質(zhì)、肥料、穩(wěn)定劑等物質(zhì)，共同混合而成。擋墻處宜種植灌木，例如連翹、丁香等均為可選對象。

4.1 保證生態(tài)景觀的自然性

以煤礦開采區(qū)的功能規(guī)劃為參考，合理優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，構(gòu)建完整的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在有效治理環(huán)境問題的同時發(fā)揮出現(xiàn)場資源的利用價值，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益[9，10]。土壤肥力、光照強度等環(huán)境因子均是植物生長狀況的關(guān)鍵影響因素，需遵循因地制宜的原則，視實際情況合理種植植物。以構(gòu)建完整的生態(tài)系統(tǒng)為前提，盡可能提高景觀價值。根據(jù)場地的實際狀況，共劃分為南、北兩個區(qū)域，根據(jù)各自的實際特點搭配植物，通過“黑松+紫穗槐+連翹”模式的應(yīng)用，提高邊坡的穩(wěn)定性并滿足生態(tài)修復(fù)要求。

4.2 合理搭配鄉(xiāng)土植物與外來植物

選擇鄉(xiāng)土植物，原因在于其對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的適應(yīng)性較強，可快速生長；與此同時，配置適量的外來物種，在其作用下提高植物的層次性，共同改善廢棄地的土壤環(huán)境。

4.3 提高生物的多樣性

以草、灌、喬三類植物為核心，共同組成具有層次性的植物群落，以提高對災(zāi)害的抵御水平，在受到病蟲害時通過其它植物填補受損部分，避免植被體系受損。遵循從低到高的原則，保證植物在空間上具有層次感。

4.4 合理分區(qū)

項目現(xiàn)場被分為北坡和南坡2個區(qū)域，以各自地質(zhì)、水文、氣候等方面的特性為依據(jù)，選擇合適的植被。2個分區(qū)的植物均要具有較強的抗逆性和適應(yīng)性，宜采取喬、灌、草相結(jié)合的方式，實際施工中可動態(tài)化調(diào)整規(guī)格。以南坡為例，選擇的是黃櫨、刺槐、側(cè)柏，通過此類植物實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)目標(biāo)。

在形成完善的植物配置方案后，可達(dá)到穩(wěn)定土壤、提高土壤水分涵養(yǎng)水平、豐富生態(tài)系統(tǒng)、有利于周邊居民日常生產(chǎn)生活等多重效果。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查可知，北坡的日照時間較短，因此宜選擇耐陰、耐貧瘠的植物。通過前期試驗可知，北坡存在蜀檜葉子枯黃的問題，其成活率相對較低。對此，進(jìn)一步調(diào)整植物的類型，取側(cè)柏、火炬樹、臭椿和野牛草，由于其喜陰性且具有耐嚴(yán)寒的特性，因此可在北坡正常生長。

4.5 生態(tài)恢復(fù)評價

漳州露天采石礦生態(tài)治理工程項目礦山生態(tài)恢復(fù)力如圖1所示。

圖1 礦山生態(tài)恢復(fù)力

總體上看，2012～2019年礦山生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)能力逐步增強，恢復(fù)力指數(shù)從0.38增加到0.7，經(jīng)歷了緩慢上升、加速穩(wěn)定狀態(tài)，證明該生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)具有很好的修復(fù)效果。

5 結(jié)語

礦山開采活動的開展雖然帶動了社會經(jīng)濟的發(fā)展，但由此引起的生態(tài)環(huán)境受損問題也不容忽視。為營造“綠水青山”的發(fā)展環(huán)境，有關(guān)人員需要高度重視礦山開采區(qū)的生態(tài)修復(fù)工作，根據(jù)實際情況合理應(yīng)用生態(tài)修復(fù)技術(shù)，配置具有層次性的綠化植物，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，為社會的可持續(xù)發(fā)展助力。