廢棄礦山生態環境修復分區與修復方案研究

萬 強

（江西省地質災害防治研究中心（江西省勘察設計研究院），江西 南昌 330096）

目前，我國由于礦山不規范開發導致的地質災害問題、環境中生物物種瀕臨滅絕問題已屢見不鮮，不合理的資源開發不僅導致了礦石廢渣堆置，也占用了大量的公共資源。盡管有關單位已重視到了相關工作的重要性，但現如今仍有超過50.0萬m2的土地資源中堆置了大量廢渣與廢石。綜合地質調查單位反饋的數據可知，我國現如今的土地開墾率仍不足15.0%，而其中恢復的礦區土地資源不足1.0%，此種現象不僅導致了區域生態環境遭到嚴重破壞，同時也出現了大量呈現“斑禿”特征的采石場。總之，當下的礦區環境是我國國土范圍內的生態環境被破壞最嚴重的地區[1]。以北京為代表的區域已經在2008年對開發的礦區進行了關閉處理，嘗試對礦區被污染環境進行生態改造，并啟動了“綠色工程”項目，對過度開發的礦區進行集中整治，但在工程實施的數年中，礦區內的生態環境并未得到有效改善，產生此種問題的主要原因仍是項目主持單位沒有對生態環境進行分區管理，針對不同的被污染區域，一味地采用相同治理手段。此種泛在的治理方式，不僅無法使工程達到預計效果，同時也會導致“綠色工程”項目的投資超過預期投入。為了從源頭對此種現象進行改善，本文將基于礦山廢棄現狀，對區域生態環境進行修復分區研究，并在此基礎上，制定對應的環境修復方案。

1 廢棄礦山生態環境修復分區

1.1 構建廢棄礦山生態環境修復分區指標體系

為了改善廢棄礦山生態環境現狀，提出對區域環境進行修復分區處理的方式，在開展此項工作前，應先構建一個針對廢棄礦區的分區指標體系，掌握不同區域的生態環境現狀與生物物種特點。因此，在本文的研究中，應嚴格遵循生態環境綜合性原則、行政區域規劃科學性原則與數據真實性原則，進行礦區土壤因子指數的獲取，并在此基礎上，根據土壤中不同物質的含量及其礦化度，對礦區現有的土壤帶進行劃分[2]。如下表1所示。

表1 礦區現有的土壤帶劃分

按照上述表1中提出的內容，對廢棄礦山生態環境中的土壤進行分層處理，在此技術上，從潛水埋深深度、經濟因子等層面，確定廢棄礦山生態環境修復分期的水文指數。考慮到大部分廢棄礦山的生活條件均呈現一種較差的特點，因此可以認為周圍長期居住人口稀少。為了使分區行為的實施可進一步滿足行政區域特征，可在鹵水因子含量的基礎上，擬定礦區生態環境中的制約性因子。并按照環境中外來物種的入侵現象，設定兩個修復分區指標。具體內容如下。

其一為一級區域指標，劃分此區域的依據是礦區地下水的礦化程度，可以按照地下水咸度將區域劃分為多個單元，并以此為依據，制定其未來開發方向。

其二為二級區域指標，劃分此區域需根據水域過渡情況，采用構建數學模型的方式進行定量分析。相關方面的內容見下文。

1.2 基于環境地理模型的區域劃分結果

在掌握廢棄礦山生態環境修復分區依據后，本章將采用構建環境地理模型的方式，對二級區域進行詳細的劃分。在此過程中，應結合基礎性數學原理，選擇聚類分析方法作為支撐。

在構建過程中，可直接參照礦區單位現有的數據統計模型進行編輯，編輯過程中使用Visual Foxpro6.0作為軟件處理工具對其進行編程。經過多次調試，得到礦區內不同實體區域之間存在的相似度矩陣，根據矩陣得到鄰近關聯結果。在此基礎上，對鄰近結果進行聚類分析，得到一個聚類譜系結果，將此結果作為修復區域中二級區域的劃分依據。

在已知二級區域的劃分原則與參照方式后，可結合地區實際情況，并咨詢地方某部門的專家意見，截取一個針對礦區被污染區域的相似度指數，指數取值范圍在[0～1.0]之間，其中0.5指數值屬于地區的過渡線，按照此種方式，將廢棄礦山生態環境修復區域中的二級區域劃分為三類。其一為指數在0～0.5的區域，表示為亞區，屬于鹽堿資源綜合利用區域；其二為指數=0.5的區域，表示為中亞區域，屬于生態農業發展區域；其三為指數在0.5～1.0的區域，表示為寒亞區，屬于群體生活與居住開發區域。按照上述方式，完成對廢棄礦山生態環境修復的分區處理。

2 廢棄礦山生態環境修復方案

2.1 基于“三通一平”項目的廢棄礦山風化層處理

在完成對廢棄礦山生態環境修復分區研究后，應綜合礦區生態環境的發展需求，制定針對性的生態環境修復方案。

為了進一步落實修復工作，應對礦山風化層進行初步處理。為此，本文提出了“三通一平”工程項目，其中的“三通”表示為：在修復工作中，投入人力與物力資源，啟用礦區內的臨時交通道路、引進水利工程，為兩區提供持續的水源、參與地方電力單位的合作，為其提供有效的供電。“一平”表示為對礦區場地的平整處理。在完成項目實施方向的規劃后，清理礦區被污染區域內的表層土體，有必要的情況下，可以在礦區內巖石風化層上布置一個臨時遮擋棚，當區域環境變化趨近于穩定后，再在指定區域進行綠化種植防護。

為了加快項目的實施進度，可在工程施工過程中，對礦區兩側的場地進行削坑處理，并采用多個作業面同步施工的方式，進行削坑。三個施工平臺分別架設在礦層80m～100m范圍內。當坡度削至一定水平后，跟進相關工程的實施，在此過程中應注意的是，削坑處理時，要預留安全施工距離。

此外，規劃綠化植被種植區域，并在此區域附近進行覆蓋施工、排水管敷設等，通過此種方式，為后續的綠化工程實施提供一個相對適宜的環境。

2.2 基于綠化工程的廢棄礦山廢渣處理

在完成上述相關工作后，將綠色工程作為廢棄礦山生態環境修復的核心。為了確保種植的植被在區域內可以更好地存活，需要在種植前期對區域土壤進行采樣，選擇與區域環境較為匹配的植被作為綠化植被，并堅持生態優化的作業原則進行種植。例如，在種植前，應檢測土壤的肥沃力，在邊坡區域，選擇生命力較強的植被進行開挖種植，在平整區域，可考慮美觀度與適宜性，選擇常規的植被進行綠化種植，盡量滿足植被較高的成活率。

為了滿足植被生命活動需求，需要提高土壤中有機物質的含量，例如將礦區土壤中按照標準的比例進行泥炭插入，并在基底層摻入一定量的腐殖質物質，可在有必要的情況下，進行小范圍區域施肥，廢料應以磷肥為主，在澆灌過程中，盡量控制土層的厚度及其中肥料的含量，以此確保種植的植被可以滿足礦區修復需求。通過此種方式，便可以實現對廢棄礦山生態環境的有效修復。

3 結束語

社會工業產業發展在一定程度上，提高了工業生產單位對礦產資源的需求，在產業需求越發迫切的社會發展背景下，我國礦山開發工程的實施日漸頻繁。盡管此種趨勢在一定程度上實現了對礦山行業發展帶來收益，但隨著帶來的環境問題、地質災害問題也越發頻繁。因此，本文開展此次課題的研究，并希望通過此次的研究，解決廢棄礦區生態環境被污染的問題，提高區域規劃的科學性與合理性，降低由于生態環境問題導致地質災害頻發的概率，致力于還原廢棄礦區一個可循環的生態系統。