廣州市礦山地質(zhì)環(huán)境綜合整治的主要方式及成效研究

栗海宇

(廣州市地質(zhì)協(xié)會(huì)，廣東 廣州 510030)

1 引言

隨著社會(huì)科技的日益進(jìn)步，我國對礦山生態(tài)環(huán)境問題及修復(fù)對策越發(fā)關(guān)注。不少學(xué)者對我國礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀、問題及治理對策進(jìn)行了研究[1,2]，針對單個(gè)礦山的地質(zhì)環(huán)境問題及治理研究亦愈發(fā)深入。礦山地質(zhì)環(huán)境是社會(huì)生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分，對礦山的整治復(fù)綠提出了更高的要求。

廣州市開采利用的礦產(chǎn)資源絕大多數(shù)為非金屬礦產(chǎn)，礦產(chǎn)類型主要包括建筑用花崗巖、水泥用灰?guī)r、鹽礦、芒硝、煤炭、螢石、大理巖、礦泉水和地下熱水等。其中建筑用花崗巖為本市優(yōu)勢礦種，主要為燕山期二長花崗巖，礦石質(zhì)量好，是優(yōu)質(zhì)建筑石料。廣州市采石場曾在城市建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了極為重要的作用，然而未經(jīng)過科學(xué)的規(guī)劃和監(jiān)督管理，采石(泥)場數(shù)量急劇增長，亂開濫采的問題日益嚴(yán)重，引起植被的嚴(yán)重破壞、水土流失，并引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害等問題。2000～2006年10月，廣州市政府分?jǐn)?shù)個(gè)階段對已關(guān)閉的超過1000座礦山進(jìn)行整治復(fù)綠，投入資金費(fèi)用超過6億元，共植樹376.55萬棵，植草446.57萬m2，復(fù)綠面積達(dá)1268.1萬m2[3]。

前人于整治復(fù)綠工程結(jié)束后對整治復(fù)綠方式及效果進(jìn)行了研究，比較探討了各方式的技術(shù)特點(diǎn)及整體復(fù)綠效果[4,5]，但對復(fù)綠效果的評(píng)價(jià)局限于復(fù)綠工程完成后的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。不少學(xué)者對廣州市南沙區(qū)的復(fù)綠方式及復(fù)綠效果陸續(xù)進(jìn)行了較詳細(xì)的研究[6～10]，對廣州市范圍內(nèi)的礦山缺乏全面系統(tǒng)的調(diào)查評(píng)價(jià)。部分學(xué)者對礦山復(fù)綠的土地復(fù)墾技術(shù)、植被選擇等方面進(jìn)行了探討研究[11～15]，但缺乏各整治方式復(fù)綠效果的內(nèi)容。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境整治復(fù)綠方式

礦山整治復(fù)綠的方式應(yīng)綜合考慮礦山的地理?xiàng)l件、礦產(chǎn)類型、礦山地質(zhì)環(huán)境和經(jīng)費(fèi)預(yù)算等因素，選取最為科學(xué)合理的方式。本文通過調(diào)查，闡述幾類主要的礦山整治復(fù)綠方式。

2.1 自然復(fù)綠整治方式

針對遠(yuǎn)離“三區(qū)兩線”(即自然保護(hù)區(qū)、重要景觀區(qū)、居民集中生活區(qū)，重要交通干線、河流湖泊直觀可視范圍)的礦山，多采用自然復(fù)綠的整治方式，并輔以人工種植一些可促進(jìn)礦山自然復(fù)綠的植被。

2.2 平整利用整治方式

緊挨居民生活區(qū)或位于城市建設(shè)近期規(guī)劃內(nèi)，殘留山體較小，易平整的礦山，可利用爆破、填方推平等措施，建設(shè)成綠地公園、旅游景點(diǎn)或其他用途建設(shè)用地。

2.3 臺(tái)階式整治復(fù)綠方式

一般具有較大的開采規(guī)模，采面陡立，高差較大，基巖裸露，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)，且位于“三區(qū)兩線”內(nèi)的礦山，多采用臺(tái)階式整治。

用爆破的方式將開采面整理成5～8 m寬的平臺(tái)，各平臺(tái)間的高差為10～15 m。在平臺(tái)外側(cè)筑上擋土墻，平臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝，防止覆土層流失，在平臺(tái)的覆土層上種植易活喬木，并輔以種植藤本植物。

2.4 回填噴播整治方式

當(dāng)?shù)V山的開采坡面較緩，并且有合適的余泥來源，可采用回填噴播整治。將回填余泥壓實(shí)，并設(shè)置擋土墻與引排水系統(tǒng)，局部石壁可通過嵌入U(xiǎn)形鋼釘固定鋼網(wǎng)，以穩(wěn)定坡面覆土。在覆土層種植禾本科植物、草本、灌木等植被。

2.5 筑穴法整治方式

適合坡度較小的礦山。通常采用人工開挖種植穴，放置種植土，植上喬木和少許藤本植物。

2.6 板槽式整治方式

通常開采面陡立近乎直立，基巖裸露面積大，壁面光滑的礦山多采用板槽式整治。將制作的鋼筋混凝土插板嵌入石壁，混凝土插板外沿砌制槽壁，放入種植土，植上藤本植被。板槽間高差約3～5 m。

3 整治復(fù)綠效果

3.1 自然復(fù)綠

該類礦山往往遠(yuǎn)離主干道和城區(qū)，自然復(fù)綠面積較大。在實(shí)際復(fù)綠過程中，通過適當(dāng)種植一些促進(jìn)礦山復(fù)綠的喬木、灌木、草本、藤本類植物，使礦山能通過自然復(fù)綠的方式改善礦山生態(tài)環(huán)境，整體復(fù)綠效果較好(圖1a)。

3.2 平整利用

礦山緊挨居民區(qū)，在整治復(fù)綠過程中，將廢石廢土回填采礦坑，并對殘留小山體進(jìn)行推平整治，最后通過人工種植與自然復(fù)綠生長，現(xiàn)已成為自然生態(tài)綠地，具體效果較為理想(圖1b)。

3.3 臺(tái)階式整治

該礦山位于交通主干道或與人類生活區(qū)較近，坡面陡立，高差大，嚴(yán)重影響自然生態(tài)及景觀面貌。在2005年，采用臺(tái)階式整治復(fù)綠方式對其進(jìn)行整治，通過爆破與種植復(fù)綠的方法進(jìn)行綜合治理，種植的植物種類包括細(xì)葉榕、尾葉桉、夾竹桃、蟛蜞菊、變色牽牛等。整治效果良好，極大地促進(jìn)礦山生態(tài)復(fù)綠，具體效果見圖1c。部分礦山因覆土較薄，植被的后期生長存在缺水情況，制約了植被的生長發(fā)育。桉樹等大型喬木由于自身重力負(fù)荷及風(fēng)力擾動(dòng)，對邊坡的穩(wěn)定性存在不利影響。巖壁經(jīng)過日光暴曬，灼燒攀附在巖壁的藤本植物，嚴(yán)重影響了植物的生長。

3.4 回填噴播整治

該類礦山的開采面相對較緩，結(jié)合回填余泥，將石壁覆蓋足夠厚度的土層，輔以引排水系統(tǒng)及鋼網(wǎng)固定土層，人工噴播種植草本植物、喬木植物，加上自然復(fù)綠的過程，整體復(fù)綠效果較好，見圖1d。

3.5 筑穴與板槽式整治

兩種整治方式在整治復(fù)綠過程中常配合使用，在坡度相對較緩地區(qū)采用筑穴法，在陡立、壁面光滑地區(qū)采用板槽式方法，并噴播種植攀援藤本植物等加快復(fù)綠過程的植被，復(fù)綠效果較好(圖1e)。局部礦山反映了這兩種整治方式存在一定的不足。兩種方法中的覆土層相對有限，不利于植被的后期生長，且雨水不斷沖刷引起覆土流失，加劇了影響植被生長存活的不利條件。

4 討論

4.1 整治復(fù)綠方式的選擇

根據(jù)礦山不同的實(shí)際條件，分為人工促進(jìn)自然復(fù)綠、平整利用及臺(tái)階式整治等6種整治方式。人工促進(jìn)自然復(fù)綠整治方式，針對遠(yuǎn)離主干道及居民生活區(qū)的礦山，資金投入少，復(fù)綠效果緩慢；平整利用整治方式，針對符合城市規(guī)劃的礦山，投資較少，促進(jìn)城市建設(shè)；臺(tái)階式整治所需的經(jīng)費(fèi)較少，然而達(dá)到較好的復(fù)綠效果需要一段較長的時(shí)間；回填噴播整治方式，筑穴及混噴綜合整治方式與板槽式整治方式，資金投資相對較大，能較快地恢復(fù)景觀效果。礦山整治復(fù)綠方式的選擇應(yīng)充分考慮礦山地理因素、地質(zhì)環(huán)境及經(jīng)費(fèi)情況，因地制宜，制定科學(xué)有效的復(fù)綠方案。

4.2 整治復(fù)綠植物的選擇

廣州市瀕臨南海，海洋性氣候特征顯著，為亞熱帶季風(fēng)氣候，在整治復(fù)綠過程中應(yīng)選擇符合廣州市氣候條件的植物。根據(jù)本次調(diào)查研究，喬木采用細(xì)葉榕、尾葉桉；灌木采用大紅花、夾竹桃、勒杜鵑、勒仔樹；藤本植物上攀的采用變色牽牛、貴葉老鴨嘴，下垂的采用蟛蜞菊等，復(fù)綠效果較好，適宜作為廣州市礦山整治復(fù)綠的植物。

4.3 采取補(bǔ)充措施提高復(fù)綠效果

針對臺(tái)階式整治需要較長一段時(shí)間才能達(dá)到較好復(fù)綠效果的情況，廣州市通過補(bǔ)充措施以提高重要立面的復(fù)綠效果。在臺(tái)階式整治的基礎(chǔ)上，通過在重要立面補(bǔ)充板槽式整治，坡面頂部土層加以噴播種植，在局部地區(qū)輔以掛網(wǎng)，促進(jìn)藤本植物生長，部分臺(tái)階可懸掛籠磚以促進(jìn)復(fù)綠，取得了較好的效果。

4.4 關(guān)閉廢棄礦山的綜合利用

隨著城市化建設(shè)的快速推進(jìn)，社會(huì)對土地的需求日益增大，關(guān)閉廢棄礦山的土地為城市土地供應(yīng)提供了另一個(gè)選擇。平整利用整治方式在南沙區(qū)應(yīng)用的較為成熟。南沙區(qū)黃山魯?shù)貐^(qū)石場數(shù)量多，多為關(guān)閉廢棄礦山，經(jīng)過平整治理礦山地質(zhì)環(huán)境問題，將礦山土地利用為建設(shè)用地或綠地公園等公共用地，既對礦山進(jìn)行了綜合整治，又節(jié)約了城市建設(shè)的成本。對關(guān)閉廢棄礦山的綜合利用，應(yīng)該列入整治方式選擇的重要因素。

圖1 復(fù)綠效果

5 結(jié)論

廣州市自2000年開始對關(guān)閉礦山進(jìn)行整治復(fù)綠，涉及的礦山數(shù)量巨大，工作任務(wù)繁重。本文通過對廣州市礦山整治復(fù)綠效果進(jìn)行調(diào)查研究，提出了6種整治復(fù)綠方式，并對其復(fù)綠效果進(jìn)行調(diào)查。各礦山可根據(jù)地理、地質(zhì)環(huán)境等因素，制定有針對性的整治方式，整治復(fù)綠效果較好。