棗莊市破損山體生態修復方式建議淺析

朱利民，龐成寶，賈繼成，張祥意 *，張曉波，張飛

(1.山東省魯南地質工程勘察院(山東省地勘局第二地質大隊),山東 濟寧 272100；2.棗莊市自然資源事業發展中心(棗莊市生態修復中心),山東 棗莊 277800)

0 引言

棗莊是因資源而興的城市，山體作為不可再生資源，在城市發展中的作用日益顯著。棗莊大規模開采石灰巖礦產資源可追溯到20世紀八九十年代。隨著礦產資源的開采，衍生了很多地質環境問題，主要表現在地形地貌景觀破壞、土地資源破壞兩方面，嚴重影響了地區生態環境，同時制約了經濟發展[1-2]。根據全市破損山體分布現狀，制定合理的治理規劃，探索適宜本地區的生態修復模式，可以為全市合理、科學、有序開展破損山體修復提供參考。同時也為其他地區開展全域破損山體生態修復工作提供借鑒[3-6]。

1 地質條件

棗莊市在大地構造上屬于華北板塊的一部分，位于華北地塊魯西隆起南緣，屬華北地層大區、魯西地層分區，地層發育較為齊全。由老到新依次為：泰山巖群山草峪組、震旦系、寒武系、奧陶系、石炭-二疊系、侏羅系、古近系及第四系。其中該區域石灰巖礦主要富礦層位為寒武—奧陶系九龍群張夏組[7-10]。區域上，受郯廬斷裂長期左行扭動影響，派生了許多區域性NW—NNW向斷裂。地質構造復雜，主要以凹陷、褶皺和斷裂為主。巖漿巖主要為晚太古代、元古代和中生代等地質時期，分布于棗莊區域西部一帶，早寒武紀巖漿巖分布面積較廣，多見呈巖株或巖基產出，其他時代的巖漿巖出露面積小，多呈巖脈或小巖株產出。巖漿巖在棗莊地區的出露面積約占基巖出露面積的四分之一[11-12]。

2 研究思路

目前，濟南市開展了破損山體保護相關研究，對全市城市建設區外的山體保護控制線進行了初步劃定。科學、合理確定破損山體的生態修復治理方式的基礎便是準確掌握全市破損山體的分布、數量、名稱、范圍、屬地、基本地質條件、破損情況等內容。首先，利用無人機對破損山體進行航攝作業，測量范圍由室內三調影像圈定結合實地調查確定(比例尺1∶1000，地面平均分辨率不得低于0.1m)。以航攝作業形成的正射影像圖為基礎，開展野外山體調查，調查內容包括山體類型、山體名稱、地理位置、分布情況、分布數量、分布范圍、山體面積、山體規模、山體地質特征、與“三區兩線”可視范圍內位置關系等基本信息。結合正射影像圖和野外調查結果，將山體位置范圍線套合最新的“生態紅線”數據，確定位置關系。整理破損山體分布高程、長、寬、高、平面面積、立面面積等特征數據，對圈定的破損山體范圍疊合三調數據，匯總統計破損、壓占各地類面積[13-14]，并初步估算破損山體可供開采資源量，確定破損山體生態修復治理原則后，對每座破損山體治理模式提出生態修復方式建議。

3 破損山體生態修復建議

3.1 生態修復方式確定原則

目前，破損山體生態修復方式主要分為自然恢復、簡易工程治理、工程治理、開采式治理。

(1)生態紅線范圍內的生態公益林保護范圍。若破損山體處于生態公益林保護范圍之內，則無法實施任何工程治理方式，只能采用自然恢復方式。

(2)山體可供開采殘余資源量。因破損山體實施生態修復工程投資較大，若山體參與可采資源量較大，可優先考慮采用開采式治理方式，多余資源量在保證“誰投資、誰受益”的前提下，收益規范化運作全部用于本地區的生態修復工作[15-16]。

(3)破損山體與“三區兩線”可視范圍位置關系及破損程度。對“三區兩線”可視范圍內礦山地質環境問題較重、造成嚴重視覺污染和環境問題的破損山體，可采取危巖體清除、削坡、防排水工程、種植槽法、種植孔法、基部回填法等治理措施進行工程治理；對處于“三區兩線”可視范圍內、山體破損程度相對較輕的破損山體，以及不處于“三區兩線”可視范圍內、山體破損一般到較嚴重的破損山體，為節約治理成本，可通過工程綠化等簡易措施進行簡易工程治理；對不處于“三區兩線”可視范圍內、礦山地質環境問題較輕、山體破壞造成環境問題不很嚴重的破損山體，可通過自然恢復或配合簡易工程綠化措施，達到與周圍環境相協調治理效果[17-18]。

3.2 破損山體分布情況分類及可供開采殘余資源量計算

根據生態修復方式確定原則，需要對全市破損山體類型進行分類，并估算每座山體的可采殘余資源量。棗莊市共分布破損山體303處，其中滕州市40處，山亭區65處，薛城區27處，市中區40處，嶧城區78處，臺兒莊區53處。根據破損山體分布情況，經過實地調查，進一步細化破損山體位置關系。破損山體位于“三區兩線”可視范圍內109處，非“三區兩線”可視范圍內194處。套合最新“生態紅線”數據后，可知棗莊市303處破損山體中，與“生態紅線”相交的192處，不在“生態紅線”范圍內的111處。其中192處與“生態紅線”范圍相交的破損山體中，完全位于“生態紅線”的破損山體69處，絕大部分位于“生態紅線”的破損山體52處，部分位于“生態紅線”范圍內的破損山體71處。經與三區兩線、生態紅線疊加分析，將破損山體類型分為4類(表1，圖1)。

1—鐵路；2—高速鐵路；3—高速公路；4—在建高速公路；5—國道；6—省道；7—破損山體；8—生態紅線范圍

表1 破損山體類型分類及數量表

以山亭區某破損山體為例，該處破損山體破損平面面積25.2hm2(378畝)，破損土地類型以裸巖石礫地、其他草地為主，該處破損山體已開采破壞殆盡，破損面最高處落差43m，治理區范圍內無生態紅線及生態公益林分布。

按照與周圍地表齊平，并參考當地常年地下水侵蝕基準面，設定土石方平整標高，應用CASS網格(4m×4m)法計算現狀標高與設定標高之前的土石方量。

計算過程為：首先利用軟件計算現狀野外采集的數據高程計算到假定的目標面，平面的可采方量為W1=79372m3,再計算設計地形形成數據高程計算到假定的目標高平面的需填方量W2=15630m3。則此破損山體的可采方量W方量=W1-W2=63742m3(圖2)。

圖2 可供開采資源量計算示意圖

可供開采資源量計算主要根據經驗計算，根據棗莊地區石灰巖礦成礦特征及回采率，破損山體可供開采資源量資源量W可供開采=W方量(m3)×2.6×70%=63742×2.6×70%=116010.44(t)。以此類推可初步估算處303處破損山體可供開采殘余資源量。

3.3 生態修復方式建議

按照生態修復方式選擇原則，根據每座破損山體與“三區兩線”可視范圍、生態紅線位置關系及可供開采殘余資源量，提出了303處破損山體生態修復方式建議(表2)。

表2 棗莊市破損山體生態修復方式建議

根據每座山體建議的治理方式，初步估算了所需治理費用，全市303處破損山體可供開采殘余資源量約為1.29億t，按照市場價格，可產生收益約45.15億元，生態修復治理費用約為33.43億元。

4 結語

(1)棗莊市目前共存在破損山體303處，全市范圍內均有分布。破損山體地質環境問題主要表現在地形地貌景觀破壞、土地資源破壞兩方面。

(2)303處破損山體中，有一部分仍存在可供開采資源量，根據破損山體與“生態紅線”和“三區兩線”可視范圍關系，建議7處破損山體采用開采是治理方式進行生態修復，100處山體采用工程式治理進行生態修復，151處破損山體采用簡易工程治理方式進行生態修復，45處破損山體采用自然恢復方式進行生態修復。

(3)棗莊市破損山體數量較多，目前已完成破損山體生態修復項目資金來源絕大部分為中央及省級專項資金，社會資本參與的市場化生態修復模式尚未全面展開。在查清破損山體分布現狀的前提下，依據“一山一策”的原則，可合理規劃生態修復時序、修復方式，推進市場化方式開展生態修復工作，全市303處破損山體可供開采殘余資源量約為1.29億t，可產生收益約45.15億元，生態修復治理費用約為33.43億元。建議的治理方式可基本實現生態效益、社會效益、經濟效益最大化。