秦嶺南麓廢棄露天礦山生態修復治理研究
——以寧陜縣寸兒壩花崗巖礦為例

妙 超，王 燾，鄭海軍，李江力

(1.中國建筑材料工業地質勘查中心陜西總隊，陜西 西安 710003；2.湖北省地質調查院，湖北 武漢 430034)

秦嶺具有調節氣候、保持水土、涵養水源、維護生物多樣性等諸多功能，在我國生態環境中具有重要的地位[1]。秦嶺南麓區域內地形地貌差異顯著，地質構造復雜，深大斷裂發育，礦產資源豐富，為礦業開發活動提供了良好的礦物基礎，但長期的礦業活動對礦區生態環境造成了較大破壞，地質環境問題突出，引起了全社會的廣泛關注。

近年來，隨著國家對生態文明建設的深入推進，各級地方政府積極推進廢棄礦山、政策性關閉礦山的生態環境治理工作，且效果明顯[2]。寧陜縣設立專項資金用于境內無主、歷史遺留、政策性關閉退出礦山的地質環境恢復治理工作，寸兒壩花崗巖礦生態修復屬于此專項治理任務。鑒于此，本文以秦嶺南麓廢棄露天礦山—寧陜縣寸兒壩花崗巖礦為研究對象，針對該礦山歷史采礦活動產生的生態環境問題，提出生態修復治理方案及措施，以期改善當地生態環境。

1 研究區概況

寸兒壩花崗巖礦為一廢棄露天石材礦，位于陜西省安康市寧陜縣皇冠鎮花巖溝。區內有簡易礦山道路向南1km到達兩河鄉公路，再向北5km到達皇冠鎮，從皇冠鎮沿西(安)—漢(中)高速(G5)向北80km可至西安，向西南140km可至漢中，交通便利。本區屬亞熱帶山地濕潤大陸性季風氣候，氣候濕潤，降雨分布不均，溫差懸殊，平均氣溫為13.6℃，多年平均降水量為1 080mm。研究區地貌屬中山陡坡地形剝蝕地貌，植被以喬木林為主，灌草次之，土壤為黃棕壤土、棕壤土。區內出露地層為第四系全新統沖洪積物、人工堆積物，巖體為印支期第二期黑云母花崗巖。區內地下水類型為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種。巖土體主要由黑云母二長花崗巖和第四系沖洪積物、人工堆積物組成。

2 生態環境現狀及存在問題

2.1 廢棄礦山現狀

廢棄礦山為寸兒壩花崗巖礦，現有露天采場1處、廢渣堆3處、廢棄場地1處、廢棄道路1條。露天采場面積0.867 3hm2，呈“圈椅狀”，平面形態不規則，由邊坡和底盤構成。邊坡出露灰白色花崗巖，上部巖體裂隙較發育，完整性較差，局部存在危巖塊；下部巖體完整性好、堅硬且致密，為石材開采部位。底盤較平整，石材切割后形成的碎石、塊石堆積于底盤。廢渣堆堆積總量約0.8×104m3，廢渣碎石粒徑一般1～5cm，偶見大塊石，渣坡高3～40m，坡度30°～37°，堆積厚度約0.2～3m，局部見低矮灌草生長，現狀整體穩定。廢棄場地為一層3間磚砌建筑，四周為混凝土硬化地面。廢棄道路為歷史采礦活動運輸礦石及廢渣用道路，泥結碎石路面，寬約4.0m，長約270m。

2.2 生態環境問題

(1)地質災害問題。

露天采場邊坡整體較穩定，局部節理裂隙發育，呈塊狀，主控破裂面近似直立，存在松動巖體、危石；廢渣堆經多年沉降處于較穩定狀態，所在溝道泥石流發育程度為輕度易發；周邊自然環境良好，發生大規模崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的可能性小。

(2)地形地貌破壞問題。

寸兒壩花崗巖石材礦位于秦嶺重點保護區。采礦活動破壞山體地形地貌，形成了約30m的深坑且邊坡巖石裸露的劣質人工地貌，破壞了原生地形地貌景觀，與周邊山體的自然和諧生態景觀極不相稱[3]。共計破壞地形地貌景觀面積約2.158 7hm2。

(3)土地損毀問題。

現狀采坑巖石裸露，渣堆雜亂無章堆放。露天開采、場地及道路修建等挖損土地，廢渣堆壓占土地，損毀了自然山體和溝道，破壞了土地資源，損毀土地類型為喬木林地、采礦用地。

(4)植被破壞問題。

露天采場開挖時對植被實施清理，去除表層土壤，致使地表巖石裸露；廢棄建筑及廢渣堆長期壓占土地，破壞了地表植被和土壤結構；廢棄道路使土壤板結，植被無法自然生長。歷史采礦活動導致區內植被覆蓋率下降，水土流失情況嚴重，生態系統功能退化，使原有的生態環境系統發生組織和結構上的改變，打破了生態平衡[4-5]。

3 修復治理方案

3.1 治理原則

廢棄礦山生態環境脆弱，環境承載力有限[6]，采取適宜的治理工程措施，恢復重建廢棄礦山及周邊的生態環境是極為重要的[7]。寧陜縣寸兒壩花崗巖礦生態修復治理工作堅持保護優先，自然恢復為主，人工修復與自然恢復相結合的原則，因地制宜的確定生態修復工程；堅持技術可行、經濟合理、運行安全的原則，以最小的治理經費獲得最大的恢復效果。經修復的創面與周邊環境渾然一體，避免二次破壞和太多人工痕跡[8]，恢復秦嶺環境自然原貌。

3.2 治理目標

以保障安全、修復生態、兼顧景觀，實現治理區內“山青、水凈、坡綠”為治理目標，通過治理措施達到礦山地質環境影響基本消除、損毀土地得以復墾、區內植被逐步恢復、水土流失得以控制的最終目的。

3.3 治理方案

針對寸兒壩花崗巖石材礦存在的問題，結合寧陜縣土地利用總體規劃及區域環境確定治理方案，采取切實可行、經濟有效的治理措施，恢復治理區生態環境。通過植樹種草，恢復采區植被；采場邊坡采取上垂下爬式藤本植物栽植，提高復綠效果；底盤堅硬巖面覆渣、坑穴及魚鱗坑內覆土，減少覆土總量，也可截留存儲自然降雨；土壤從周邊縣外運，可滿足覆土量需求；綜合利用、就地取材，充分利用原地物料(塊石、片石等)。

露天采場邊坡采用坡腳覆土栽植+坡頂藤本垂直綠化，恢復為草地；采場底盤采用場地平整+覆渣覆土坑穴栽植喬木+截排水工程，修復為林地。廢渣堆采用魚鱗坑客土栽植喬木+覆土種草的方法，輔以擋墻和截排水工程，修復為林地。廢棄場地采用建筑物拆除+場地平整+坑穴覆土栽植喬木+種草，修復為林地。廢棄道路采用場地平整+覆渣覆土坑穴栽植喬木+種草，輔以擋墻和截排水工程，修復為林地。

4 修復治理措施

4.1 土石方工程

包括清理危巖、坡面平整、場地平整、廢棄建筑拆除、截排水溝等。人工清除巖質坡面的不穩定危巖、孤石。填埋廢渣堆坡面沖溝，清理坡面凸出塊石，堆放至坡腳。削高填低采場底盤、廢棄道路及拆除廢棄建筑后的場地，進行機械整平。拆除廢棄場地建筑設施及硬化地面，就地破碎攤平用于場地平整。采場、廢渣堆外圍及廢棄道路旁設置C20混凝土截排水溝，斷面形狀為矩形，頂部和底部凈寬 0.3m，深 0.4m，厚0.2m。

4.2 擋墻工程

包括干砌石擋土墻、格賓網箱擋墻。干砌石擋土墻用于支擋土體，布置于采場底盤外圍及廢棄道路旁，斷面呈直角梯形，外露高度0.7m，基礎埋深0.2m，頂寬 0.5m，底寬0.78m，墻高 0.7m，墻背直立，墻面坡比1∶0.4，基底水平。格賓網箱擋墻用于廢渣堆護坡，布置于廢渣堆坡腳，單箱長2.0m，寬、高均為1.0m，采用4mm鍍鋅鋼絲網與Φ8鋼筋骨架結構連接為整體，上下石籠網間采用Φ20插筋連接，外層用大礫石填充，內層小礫石填充，充分利用原地塊石。

4.3 覆渣、覆土、整地

外運優質土層，通過有機肥培肥恢復土壤肥力后進行表土回填。采場底盤、廢棄場地及廢棄道路覆細渣0.5m后，覆土0.1m；廢渣堆坡面覆土0.1m；坑穴及魚鱗坑內覆土，用于栽植喬木。

整地包括坑穴整地和魚鱗坑整地。在覆土后的采場底盤、廢棄場地及廢棄道路，按照水平間距1.5m、行距1.5m的品字形設置坑穴；采場邊坡坡腳按照間距0.5m設置坑穴；采場邊坡坡頂按照間距0.5m設置魚鱗坑；在覆土后的廢渣堆，設置水平間距1.5m、行距1.5m的品字形魚鱗坑。

4.4 植被恢復及養護

植被恢復包括植樹、栽植藤蔓植物、撒播草籽等。在采場底盤、廢棄場地、廢棄道路及廢渣堆設置的坑穴及魚鱗坑內栽植油松；采場邊坡坡腳坑穴間隔栽植扶芳藤、爬山虎；坡頂魚鱗坑栽植葛藤；全面積撒播草籽，草種選用白三葉、紫花苜蓿及早熟禾，種子用量為60kg/hm2。

對修復區恢復的林地、草地進行養護。林地養護主要為水分管理、養分管理、林木修枝、林木密度調控和林木病蟲防治等[10]；草地的養護主要為澆水。

5 效益分析

礦山生態修復工程是習近平生態文明思想在基層的深入貫徹，是地方政府推動生態文明建設的重要舉措，是秦嶺保護區生態修復工程的重要組成，將帶動區域生態修復事業的發展。本工程的實施將恢復受損地表植被，調節區內生態環境，重建秦嶺山清水秀的自然環境，改善和美化周邊農村人居環境，促進地方經濟發展，充分體現以人民為中心的發展思想，切實推進區域生態文明建設和鄉村振興。

6 結論和建議

(1)廢棄露天石材礦山是秦嶺資源開發利用造成的歷史遺留問題，做好廢棄露天石材礦山的生態修復有利于改善秦嶺生態系統質量，增強秦嶺生態系統穩定性。

(2)通過對寸兒壩露天石材礦現狀生態環境問題的研究，適宜采用自然恢復為主，人工修復與自然恢復相結合的生態修復模式進行治理[11]，通過土石方工程、擋墻工程、整地、覆土、植被恢復及養護工程的實施，可消除區內礦山地質環境影響、復墾土地、修復植被、控制水土流失，具有良好的社會、經濟和生態效益。

(3)加強研究，綜合考慮，因地制宜。應繼續加強廢棄礦山生態修復技術和方法的研究，充分考慮治理區生態環境問題及區域環境背景，結合地方規劃部署及當地百姓需求等，采取宜林則林、宜草則草、宜藤則藤等措施綜合治理，恢復治理區生態功能，為今后礦山生態修復治理提供可借鑒的經驗。