大連市主城區(qū)廢棄礦山生態(tài)修復(fù)模式探討

張旭升，劉永俊，劉 凡

(1.遼寧省第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)有限責(zé)任公司，遼寧 大連 116037；2.遼寧水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院有限公司，遼寧 大連 116037)

隨著城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)活動(dòng)引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題日益突出，生態(tài)環(huán)境遭受?chē)?yán)重的破壞[1-2]。根據(jù)國(guó)家政策方針和城市總體規(guī)劃，堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策，本著自然恢復(fù)為主、人工修復(fù)為輔、保護(hù)生物多樣性的原則，大連市主城區(qū)近年來(lái)開(kāi)展了多個(gè)廢棄礦山恢復(fù)治理項(xiàng)目，治理方向包括生態(tài)復(fù)綠、土地復(fù)墾、綜合開(kāi)發(fā)利用等，城市生態(tài)環(huán)境得到了顯著改善[3-4]，但多數(shù)為政府投資，社會(huì)資本投資較少。

本文基于對(duì)研究區(qū)開(kāi)展的廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，在分析地質(zhì)背景和礦山特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦山開(kāi)采現(xiàn)狀和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的研究，系統(tǒng)梳理了礦山生態(tài)修復(fù)演進(jìn)過(guò)程，探討了廢棄礦山生態(tài)修復(fù)模式。結(jié)果表明，大連市主城區(qū)廢棄礦山造成了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，生態(tài)修復(fù)模式宜采用政府投資和政府引導(dǎo)社會(huì)資本投資的模式，研究結(jié)果為大連市廢棄礦山治理提供了新思路。

1 廢棄礦山分布及特征

研究區(qū)位于遼東半島最南端，東臨黃海、西瀕渤海，長(zhǎng)白山系千山山脈余脈自北向南延伸入海，形成“一脊三階”丘陵半島的地理特征和山海相依的濱海風(fēng)貌。區(qū)內(nèi)主要出露新元古界青白口系、南華系、震旦系碳酸鹽巖、碎屑巖以及新生界第四系松散堆積物[5]。巖漿活動(dòng)較為單一，僅發(fā)育輝綠巖，以巖脈形式產(chǎn)出。斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，主要分為北東向、北西向和近東西向三組。區(qū)內(nèi)廣泛分布的震旦系碳酸鹽巖、碎屑巖為石灰?guī)r、白云巖和頁(yè)巖礦等石材類礦產(chǎn)提供了有利的成礦地質(zhì)條件。

區(qū)內(nèi)廢棄礦山17 處，礦種包括石灰石礦、白云巖礦、頁(yè)巖礦，其中石灰石礦15 處、白云巖礦1 處、頁(yè)巖礦1 處，主要分布在甘井子區(qū)革鎮(zhèn)堡街道、辛寨子街道、大連灣街道、營(yíng)城子街道、甘井子街道、南關(guān)嶺街道、泡崖街道等7 個(gè)街道內(nèi)[6](圖1)。

圖1 大連市主城區(qū)廢棄礦山分布圖

廢棄礦山規(guī)模整體不大，成因類型屬于海相沉積型礦床，賦礦層位為新元古界震旦紀(jì)碳酸鹽巖、碎屑巖地層[7]。其中鞍鋼大連甘井子石灰石礦最大，礦區(qū)面積達(dá)221 公頃，占用土地面積約191 公頃，其他規(guī)模較小，占地面積多小于15 公頃，以3 ～10公頃居多，部分礦山經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年開(kāi)采，形成了成片廢棄礦坑群，或者是連接成規(guī)模較大的采石坑(表1)。

表1 大連市主城區(qū)廢棄礦山特征一覽表

2 廢棄礦山生態(tài)環(huán)境問(wèn)題

研究區(qū)廢棄礦山均為露天開(kāi)采，不合理的開(kāi)發(fā)利用引起了大量的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，主要集中在對(duì)地貌景觀、土地資源、土壤植被、地下水環(huán)境的影響和一定程度的破壞，產(chǎn)生了礦山型地質(zhì)災(zāi)害隱患等問(wèn)題(表2)。

表2 大連市主城區(qū)廢棄礦山生態(tài)環(huán)境問(wèn)題一覽表

2.1 地貌景觀的問(wèn)題

研究區(qū)廢棄礦山均為露天開(kāi)采，開(kāi)采方式多為自上而下臺(tái)階式放坡，少數(shù)為垂直開(kāi)采，開(kāi)采臺(tái)階高10 ～30m，坡高約20 ～60m，最高可達(dá)90m 左右，坡度以40°～70°為主，形成了大量的陡坡、陡崖、采石坑。廢棄礦山采礦區(qū)普遍為凸山和凹坑，植被均已剝落，排土場(chǎng)出現(xiàn)不同程度的植被壓蓋，且個(gè)別礦山越界開(kāi)采，開(kāi)采范圍超過(guò)了山脊線，對(duì)地貌景觀和植被破壞嚴(yán)重(圖2a)。

2.2 土地資源的問(wèn)題

區(qū)內(nèi)廢棄礦山采礦形成陡坡的采礦場(chǎng)，山體開(kāi)挖破損嚴(yán)重，且采礦剝離的表土堆放加大原有礦區(qū)占用土地的面積，破壞土地資源嚴(yán)重。占用土地類型以荒山為主，部分占用耕地和丘坡次生林地，破壞土地總面積為376.37 公頃，以鞍鋼大連甘井子石灰石礦最為典型，約占廢棄礦山破壞土地總面積的50.64%(圖2b)。

2.3 礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患

區(qū)內(nèi)廢棄礦山形成的地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌隱患，均為巖質(zhì)型崩塌，形成的動(dòng)力因素為人類活動(dòng)，運(yùn)動(dòng)形式為滑移型和傾倒型，形成時(shí)代屬于現(xiàn)代崩塌。從威脅對(duì)象角度可分為兩類，一是有直接威脅人口、威脅資產(chǎn)的崩塌；二是無(wú)直接威脅人口及資產(chǎn)，但存在裸露高陡邊坡，具有地質(zhì)災(zāi)害隱患的崩塌(圖2c)。

2.4 土壤植被的問(wèn)題

區(qū)內(nèi)礦山在開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生了大量廢石，開(kāi)采企業(yè)處理方式多是將廢石堆放在地表，隨著雨水沖刷和微生物作用，產(chǎn)生的滲濾液對(duì)礦區(qū)土壤和地下水系統(tǒng)造成了影響，使得土壤保水保肥性變差，土層極薄甚至沒(méi)有，不利于植物的生長(zhǎng)。

2.5 地下水環(huán)境的問(wèn)題

廢棄礦山中有6 處出現(xiàn)了集水坑，包括榆山石灰石礦區(qū)、后鹽石灰石礦區(qū)、鞍鋼大連甘井子石灰石礦區(qū)、前革西石灰石礦區(qū)、億華礦業(yè)公司石灰石礦區(qū)、富華石材二廠石灰石礦區(qū)。其中，鞍鋼大連甘井子石灰石礦區(qū)集水坑面積最大，約為50 萬(wàn)m2，水質(zhì)最差，Cl-可達(dá)4 044.6mg/L，出現(xiàn)了嚴(yán)重咸化，其他礦區(qū)水面較清澈(圖2d)。

圖2 大連市主城區(qū)廢棄礦山生態(tài)環(huán)境問(wèn)題圖

3 廢棄礦山治理現(xiàn)狀及建議

近年來(lái)，大連市組織實(shí)施了青山工程、廢棄礦山綜合整治工程等，通過(guò)政府投資或政府引導(dǎo)引入社會(huì)資本投資完成了多個(gè)廢棄礦山恢復(fù)治理項(xiàng)目，治理方向包括生態(tài)復(fù)綠、土地復(fù)墾、綜合開(kāi)發(fā)利用等。2008 年以來(lái)，6 個(gè)廢棄礦山完成了綜合開(kāi)發(fā)利用，主要用于建造住宅、廠房、學(xué)校、車(chē)站等，使廢棄礦山得到了很好的利用(表3)。修復(fù)土地面積40.49公頃，如大連水泥集團(tuán)公司南山石灰石礦建成華潤(rùn)二十四城小區(qū)，目前正在修建市政道路，狼山石灰石礦建成招商海德公園小區(qū)，前革西石灰石礦建成四方通駕校，富華石材二廠石灰石礦礦坑回填整平，華僑磚廠磚瓦用頁(yè)巖礦修建明珠路，完成土地復(fù)墾并種植櫻桃園，土地得到有效利用。

表3 大連市主城區(qū)已完成修復(fù)治理廢棄礦山一覽表

需要進(jìn)行修復(fù)治理的廢棄礦山有11 處，需要修復(fù)土地面積305.13 公頃(表4)，如后鹽石灰石礦、石板山石灰石礦、鞍鋼大連甘井子石灰石礦、后牧石灰石礦、后關(guān)預(yù)制構(gòu)件三廠石灰石礦、駱駝山石灰石礦、億華礦業(yè)公司石灰石礦、砬子山石灰石礦、夏家河石材廠石灰石礦、由家盛發(fā)石灰石礦、前革白云巖采石場(chǎng)。修復(fù)治理方向包括生態(tài)復(fù)綠、土地復(fù)墾、綜合開(kāi)發(fā)利用，其中綜合開(kāi)發(fā)利用以居住、商業(yè)、文教、體育等功能用地為主，打造生態(tài)宜居、物流產(chǎn)業(yè)、生態(tài)公園、體育休閑勝地等[8-10]。

表4 大連市主城區(qū)廢棄礦山修復(fù)治理建議措施一覽表

4 廢棄礦山生態(tài)修復(fù)模式

研究區(qū)廢棄礦山多為計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期遺留下來(lái)的，由于歷史采礦原因造成沒(méi)有明確的責(zé)任主體，結(jié)合國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于鼓勵(lì)和支持社會(huì)資本參與生態(tài)保護(hù)修復(fù)的意見(jiàn)》、自然資源部、財(cái)政部、生態(tài)環(huán)境部三部委《山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程指南》、自然資源部《關(guān)于探索利用市場(chǎng)化方式推進(jìn)礦山生態(tài)修復(fù)的意見(jiàn)》，針對(duì)各礦山現(xiàn)狀和特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)廢棄礦山生態(tài)修復(fù)治理方式分為政府投資模式、政府引導(dǎo)引入社會(huì)資本治理模式[11-13]。由于城市主城區(qū)人口高度密集、土地資源嚴(yán)重短缺，因此廢棄礦山修復(fù)治理宜采用人工修復(fù)為主，重點(diǎn)是針對(duì)高陡邊坡底部有受威脅人員和資產(chǎn)的礦山，消除安全隱患，確保場(chǎng)地開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中有效使用，實(shí)現(xiàn)由廢棄礦山治理由傳統(tǒng)生態(tài)復(fù)綠、土地復(fù)墾到綜合開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)變[14-15]。

4.1 政府投資模式

采用政府投資治理方式的廢棄礦山主要有3處，包括砬子山石灰石礦、夏家河石材廠石灰石礦、前革白云巖采石場(chǎng)。由于交通條件較差，短期內(nèi)不具備開(kāi)發(fā)潛力，尋求不到土地開(kāi)發(fā)利用使用權(quán)人，且礦區(qū)整體坡型良好，不具有采用引入社會(huì)資本治理所需的土石料，公眾關(guān)注度較低。

如夏家河石材廠石灰石礦，初步生態(tài)恢復(fù)需開(kāi)挖土石方21 000m3、場(chǎng)地平整17 000m2、防護(hù)欄桿540m、種植五葉地錦900 棵、種植喬灌木3 400 棵、客土覆蓋6 000m3，估算費(fèi)用約128 萬(wàn)元，投資規(guī)模較小，且開(kāi)發(fā)潛力較低，不適合進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)利用，可采用政府投資模式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

4.2 社會(huì)資本投資模式

采用政府引導(dǎo)引入社會(huì)資本治理方式的廢棄礦山主要有8 處，包括鞍鋼大連甘井子石灰石礦、駱駝山石灰石礦、由家盛發(fā)石灰石礦、后鹽石灰石礦、后關(guān)預(yù)制構(gòu)件三廠石灰石礦、億華礦業(yè)公司石灰石礦、石板山石灰石礦、后牧石灰石礦。由于處于城市發(fā)展核心區(qū)，交通便捷，但土地資源緊張，因此通過(guò)政府引導(dǎo)，合理利用削坡減荷、消除地質(zhì)災(zāi)害隱患等修復(fù)工程新產(chǎn)生的土石料及原地遺留的土石料，可用于本地區(qū)廢棄礦山生態(tài)修復(fù)工程，同時(shí)生態(tài)恢復(fù)后的耕地、建設(shè)用地由政府出售也可取得收益。

如后關(guān)預(yù)制構(gòu)件三廠石灰石礦，處在城市核心區(qū)內(nèi)，修復(fù)難度小，初步生態(tài)恢復(fù)需開(kāi)挖土石方開(kāi)挖62 000m3、場(chǎng)地平整1 200m2、坡底防護(hù)欄桿1 100m、種植五葉地錦2 100 棵、種植喬灌木2 700棵、客土覆蓋4 200m3，估算費(fèi)用約185 萬(wàn)元，采用社會(huì)資本生態(tài)恢復(fù)治理，開(kāi)挖土石方量6.2 萬(wàn)方可到收支平衡。再如百年老礦鞍鋼大連甘井子石灰石礦處在城市核心區(qū)，土地資源極為寶貴，適合充分利用礦區(qū)獨(dú)特的空間形態(tài)和地形地貌，可進(jìn)行社會(huì)資本投資，通過(guò)企業(yè)參與開(kāi)發(fā)建設(shè)，打造大型生態(tài)公園和集商業(yè)、文化、體育、旅游一體的城市綜合體。

5 結(jié)論

(1)大連市主城區(qū)廢棄礦山共有17 處，分布在城區(qū)的7 個(gè)街道內(nèi)，礦種主要包括石灰石礦、白云巖礦、頁(yè)巖礦。廢棄礦山整體規(guī)模不大，屬于海相生物化學(xué)沉積型礦床，成礦時(shí)代均為新元古界震旦紀(jì)。礦山大量的露天開(kāi)采和多年的不合理開(kāi)發(fā)利用造成了地貌景觀、土地資源、土壤植被、地下水環(huán)境的影響和一定程度的破壞，產(chǎn)生了礦山型地質(zhì)災(zāi)害隱患等問(wèn)題。

(2)大連市目前已完成綜合治理的廢棄礦山有6處，修復(fù)土地面積40.49 公頃，治理方向包括生態(tài)復(fù)綠、土地復(fù)墾、綜合開(kāi)發(fā)利用等，其中綜合開(kāi)發(fā)利用主要為建造住宅、廠房、學(xué)校、車(chē)站，使廢棄礦山得到了有效的利用。

(3)未完成修復(fù)治理的廢棄礦山有11 處，需要修復(fù)土地面積305.13 公頃。依據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳、自然資源部、財(cái)政部、生態(tài)環(huán)境部等發(fā)布的文件、政策和規(guī)范，結(jié)合大連市城市規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)布局，針對(duì)各廢棄礦山現(xiàn)狀和特點(diǎn)，提出了大連市廢棄礦山的生態(tài)修復(fù)宜采用政府投資和政府引導(dǎo)引入社會(huì)資本投資等兩種模式，其中采用政府投資治理的廢棄礦山有3 處，采用社會(huì)資本治理的廢棄礦山有8 處。同時(shí)，提出了廢棄礦山綜合開(kāi)發(fā)以居住、商業(yè)、文教、體育等功能用地為主，打造生態(tài)宜居、物流產(chǎn)業(yè)、生態(tài)公園、文化旅游、體育休閑勝地等生態(tài)修復(fù)方向。