礦山生態環境治理恢復研究
——以金華市某廢棄石料礦為例

周航彬, 劉國杰

(1.金華市自然資源和規劃局經濟技術開發區分局，浙江 金華 321000 ； 2.浙江省地球物理地球化學勘查院，浙江 杭州 310000)

0 引言

工業的發展和城鎮化建設消耗了大量的礦產資源，由礦山開采所造成的自然生態系統破壞現象嚴重，水土流失、環境惡化等地質災害問題頻頻發生，經濟增長與環境生態之間的矛盾日益突顯[1]。隨著經濟生活水平的不斷提高，人們已經廣泛認識到環境保護的重要性，所關注的焦點逐漸轉移到對居住環境的改善方面。因此，加強廢棄礦山生態環境治理恢復已成為當前環保工作的重要任務。

浙江省金華市是山水資源較為豐富的城市，一段時期內曾由于一味追求經濟的發展忽視環境保護，無序的開山采礦以及市政建設導致區域內的很多自然山體受到了嚴重破壞，滑坡、崩塌、泥石流等地質災害不斷發生，給人民群眾的生命財產安全帶來重大威脅。自浙江省“除險安居”三年行動部署開展以來，金華市委市政府始終貫徹“以人民為中心”的指導思想，大力推進廢棄礦山生態環境治理恢復工作，全市重要地質災害隱患點基本實現了“三年清零”，并經植被恢復后創造了良好的生態環境。

根據金華市周邊山體破損的不同情況，本文以某廢棄石料礦生態環境治理恢復工程為例，對該礦的地質災害治理及植被恢復方案、工藝進行分析研究。

1 研究區概況

該廢棄石料礦位于浙江省東陽市境內,轄域坐標為120°17′44″E～120°17′54″E,29°14′53″N～29°15′02″N，礦區地處浙東南隆起區(Ⅱ4)麗水-寧波隆起帶(Ⅲ8)之遂昌-龍泉隆斷束(Ⅳ8)，地勢西南和東北高。該石料礦于1979年建礦，經過幾十年的開采，已累計開采石料520多萬t，為當地的城市建設作出了積極貢獻。為響應政府礦業轉型升級與綠色發展的要求，該礦已于2018年9月關停，由政府出資數百萬元進行地質災害治理及植被恢復工作，計劃打造成市級礦山生態環境治理恢復綜合示范區。

本次研究所調查的廢棄礦位于海拔800 m以下的低山丘陵區，土壤類型以褐土為主，自然生長的植被類型中草本以狗尾草等為主，灌木以荊條等為主，喬木以臭椿等為主。研究區屬亞熱帶季候風氣候，四季分明，年平均氣溫為17.9 ℃，無霜期為263 d，全區平均年降水量1 400 mm，全年平均日照時數2 062 h。

2 生態環境治理恢復

2.1 地質災害治理方案及工藝

該石料礦因采礦形成6處高陡邊坡、2處采坑及2處廢棄地，植被破壞面積約0.5 km2。殘留高陡邊坡總長450 m，高差26～109 m 不等，坡度30°～70°，順向坡、逆向坡均有，其中2處為基本穩定狀態，其余4處邊坡屬潛在不穩定。該石料礦區發育有3處滑坡、5處邊坡變形體：滑坡均為小型巖質滑坡，以牽引式破壞為主；邊坡變形體以崩滑為主，單體規模不大，體積390～12 000 m3不等，總體積約2.6萬m3。

礦區地質災害治理工作是生態修復的前提，主要目的是消除地質災害隱患[2]，為下一步植物種植創造條件，主要包括坡面整理、采坑回填、修建擋土墻、修建截(排)水溝等。

(1)坡面整理。根據該石料礦區1∶500 地形圖，區域東南方為順層邊坡，其穩定性較差，邊坡坡度普遍>40°，局部>60°，西南區域為斜交邊坡，除局部地段外，邊坡坡度一般<30°，穩定性較好。中部及北部為開采后的平臺及低洼積水處，大部分坡度在0°～15°之間。按邊坡分級標準，坡度>55°即屬極陡坡，易產生滑坡、泥石流，是重點治理的對象。在實際中一般通過爆破、機械及人工等技術手段，清理坡面不穩定的巖石、浮土，并適當放緩坡度，但由于本次施工現場距離居民區較近，故未采用爆破法施工。通過機械配合人工，將原有坡面上部土石方挖除，并就近回填到坡腳，回填處適當碾壓，如坡面較高，則采取分級放坡的方式，兩級坡面之間設平臺過渡，當坡度降低到小于土壤及巖石的內摩擦角后，則坡面處于物理穩定狀態。最后需清理坡面殘留的碎石及浮土，即完成坡面整理工作。

(2)采坑回填。礦區采石形成的采坑主要位于底部，坑深30～100 m 不等。對于較小、較淺采坑，利用坡面挖除的土石方及外部工程棄土回填至設計標高，對于較深采坑，予以保留用于匯水、蓄水。對于采礦形成的工礦廢棄地，整平區包括挖方整平區3 處、填方整平區3 處，土石方量918 680 m3。為保證排水，較大采坑內分三級回填，相鄰不同高程的回填平臺之間按1∶2.4 坡度過渡。采坑經整治后新增建設用地面積0.39 km2。

(3)擋土墻修筑。由于當地主要為中風化巖和強風化巖，即使經過機械和人工整理坡面，在長時間風化和雨水沖刷作用下，仍有可能造成崩塌、滑坡，為更好地防治地質災害，需要在山腳、山腰、山坡及平臺結合處修筑多處擋土墻。擋土墻做法主要有毛石擋土墻和植生袋腳墻兩種形式。毛石擋土墻設計h=1.8 m，d=0.8 m，利用本地自然石材及削坡產生的較大石塊砌筑，可節約成本。植生袋腳墻設計h=1.5 m，w=0.6 m，結構自下而上為0.5 m塊石、1.5 m雙層植生袋、外罩格賓網，植生袋中成分為碎石、土壤、基質及草、花、灌木等植物種子等。

(4)截(排)水溝修筑。對山體修復而言，怎樣解決排水問題是保證坡面及植物恢復長期穩定的關鍵[3]。山體排水一般盡量利用現狀溝渠，無法利用時需增加修筑截(排)水溝，其中截水溝一般設置于坡頂距離上部邊線1～1.5 m 處，主要作用是截斷山頂來水，防止來水對坡面的大量沖刷，排水溝主要設置于坡面或坡腳，主要是對地表水進行匯集、排放。由于該礦區基礎條件較好，采石遺留的礦坑底層保水性好，除幾個回填坑外，其余礦坑已形成較深的積水塘。山體來水通過排水系統收集后集中匯入積水塘，在旱季可蓄水用于灌溉，雨季水量較大時，可通過現狀溝渠，橫穿第一大道排入該石料湖。

2.2 植被恢復方案及工藝

植被恢復方案既要強調在生態修復過程中不同植物種類、不同工程措施的科學合理配置，營造出穩定的生態結構，又要考慮通過植物布置與組合，營造出不同空間形態的最佳觀賞效果。植物選擇上，以適合金華氣候條件、生長迅速、耐瘠薄、對土壤有較強改良作用的植物為主。以更新演替能力強的植物為優勢物種，通過物種的自由入侵及更新演替，以多樣性植物種類及喬、灌、草的合理結合搭建穩定的植物景觀，與山體原有植物融為一體，形成地域景觀的連續和延伸。

破損山體植物恢復不同于普通公園，需要完成從荒廢期、雜草期到優勢物種期的過渡工程，在完成地質修復整理后，通過先鋒植物的種植，進一步改良土壤，改善生態環境，形成良好的基底，從而為后期建設創造良好的條件。因此，對于該石料礦而言，要在完成地質災害治理的基礎上，針對不同區域條件采用不同的修復措施，達到快速綠化的效果，針對緩坡、一般邊坡、峭壁、水體提出以下恢復工藝：

(1)緩坡種植。坡度≤16°的緩坡，主要指相對地勢平坦的跡地平臺區以及分級放坡形成的平臺，采用直接栽植法復綠。在土壤條件較好的區域，栽植自然更新能力強、耐瘠薄的鄉土植物形成植物群落。對于碎石較多的石質邊坡區域，土壤瘠薄，水土流失嚴重，采用表層覆土結合燕窩復綠法，在場地內覆蓋不同厚度的表土，栽植抗旱、耐瘠薄、自我更新能力強的植物，補植增綠，形成整體協調的自然形態山林。

(2)客土噴播。坡度>16°而<60°的較陡邊坡，因基本為風化巖裸露，土層瘠薄，保水性差，采用客土噴播法結合保留現場已自然更新的少量喬木的方法復綠。客土噴播是以團粒劑使客土形成團粒化結構，加筋纖維在其中起到類似植物根莖的網絡加筋作用，從而造就有一定厚度的具有耐雨水、風侵蝕，牢固透氣，與自然表土相類似或更優的多孔穩定土壤結構。適用于碎石較多或坡度較大，質地結構相對不穩定的區域。通過坡體整形、掛網、噴射基材、播草、養護的方式，實現生態修復。

(3)種植藤蔓植物。該石料礦區坡度較高相對穩定的巖石坡面，即峭壁區，一般坡度≥60°，有的峭壁雖裸露破損但形態優美，可作為特色景觀保留，但其余破壞嚴重、不能造景的峭壁，由于不能直接栽種植物，可采用在頂部和底部覆土種植藤蔓類植物，利用藤蔓植物上爬下垂，逐漸達到坡面綠化的效果。

(4)種植水生植物。對于采礦形成的礦坑，由于長期排水不暢，形成長時間的積水塘，需對周邊場地進行整理，引導地面徑流，同時對水塘周邊適當回填土壤，形成局部保水性良好的濕地，先期栽植耐水、生長迅速的水生植物，后期通過交通、休閑設施、亭廊等硬質元素的建設營造濕地景觀。

2.3 地質災害治理與植被恢復相輔相成

本工程因地制宜，根據不同地形條件選用了多種生態修復技術，將治理工作分為地質災害治理與植被恢復兩個部分，相輔相成，和諧統一。邊坡的穩定性直接關系到植物的成活，在易發生滑坡、坍塌等災害的邊坡上，不論種植何種植物、采取何種修復方法都無法達到良好的生態演替效果。修復后植被的生長可加強地質災害治理的效果，植物根系生長有良好的固土作用，有利于降低巖石面的風化和水蝕作用，植物生長茂盛，葉面覆蓋坡面，可降低巖面溫度，減小晝夜溫差，有利于防止地質災害的發生。因此，在實際工程中要將地質災害治理與植被恢復放到同等重要的位置，植被修復前對邊坡穩定性做嚴格、全面的安全評估，對于深層地質結構穩定性問題先通過適當的工程措施加以解決，在后期養護中，也要經常觀測山體的異動，做到及時預警，及時處理。

3 總結

工程實施后，該廢棄石料礦的受損山體得到有效的修復，綠化覆蓋率由30%提升到90%以上，達到了原有設計目標，為周邊生態區、工業園區、社區等創造了良好的生態環境，提升了該地區的整體形象，改善了區域的投資環境，產生了良好的生態、經濟和社會效益。

也要充分認識到，環境的保護不應局限于山體破壞后的修復，更應通過制定嚴格的法律法規來構建更加完善的政府監管體系，最終實現資源開采與環境保護之間的協調發展[4]。