贛江兩岸廢棄露天礦山生態環境問題及生態修復路徑

周杰賓，危洪巧

1 贛江兩岸廢棄礦山現狀

本次廢棄礦山治理修復主要選取贛江兩岸10公里范圍內吉水縣境內廢棄露天礦山，涉及的各類露天廢棄礦山38座，總計破壞圖斑62個，其中建筑石料采石場礦山9座，破壞圖斑10個；磚瓦粘土礦、頁巖礦山27座，破壞圖斑46個；廢棄鐵礦2座，破壞圖斑6個。

2 主要礦山地質環境問題

本次選取擬治理38座露天開采廢棄礦山中，廢棄礦山破壞形式主要表現為露天采挖形成開采邊坡、露采場，部分礦區場地堆積大量的廢渣、廢石，導致地形地貌景觀破壞和土地資源破壞，高陡邊坡存在崩滑地質災害。

2.1 地形地貌景觀破壞

本次選取贛江兩岸廢棄露天礦山地形地貌景觀破壞方式主要為露采場挖損地表形成高陡邊坡、巖土裸露，工業場地、辦公生活區及廢土石場壓占破壞地表植被等，尤其是臨近贛江的磚瓦粘土礦、采石挖損形成的高陡邊坡，破壞區在贛江的可視范圍內，嚴重影響贛江江岸景觀。根據現場調查，總計破壞影響地形地貌面積166.89hm2，其中低山面積3.33hm2，崗埠面積44.45hm2，丘陵83.88hm2，平原35.23hm2。

2.2 土地資源壓占破壞

本次選取贛江兩岸廢棄露天礦山壓占及破壞的土地資源總計面積166.89hm2，其中大部分為林地，面積149.44hm2；其次為草地資源，面積14.85hm2；少量的耕地，面積2.60hm2。破壞方式為礦山開采挖損土地、廢渣壓占破壞土地及植被、設備廠房占用破壞土地等，導致土地功能弱化或喪失。

2.3 礦山地質災害

本次選取擬治理38座廢棄礦山中，吉水縣盤谷鎮同江村廢棄砂巖礦開采邊坡出現明顯滑坡地質災害，滑坡主要成分為全風化頁巖，滑坡方量4500m3。吉水縣八都長龍采石場兩側露采區出現明顯崩塌地質災害，崩塌總方量約1000m3，崩塌主要成分為強風化砂巖。其它部分礦山存在高陡邊坡、凸出的危巖體，沿坡面堆積的大量的廢渣廢石堆存在不同程度的崩滑隱患。

3 礦山生態修復方案設計

3.1 廢棄礦山生態修復原則

（1）保障安全、生態優先。堅持生態優先、節約優先、突出安全功能和生態功能,整體保護、系統修復、綜合治理,提升生態系統質量和穩定性。

（2）按照“宜林則林、宜草則草、宜耕則耕”，充分運用礦山修復治理技術，采取人工措施和生物措施相結合的方式，改善廢棄礦山周邊生態環境。

3.2 總體修復方案設計

根據本次治理的38座廢棄礦山斜坡、平地基本特征和場地特點，結合施工條件等，從技術可行性、施工可行性、經濟可行性和綜合效益等幾方面考慮，按照“一礦一策”原則對每座礦山進行設計，綜合確定各廢棄露天礦山生態修復治理方案。針對因礦山開采形成的高陡裸露斜坡、平地，選取適合的工程措施進行生態環境修復，主要的生態修復方式如下。

3.2.1 斜坡治理

對于位于三區兩線可視范圍內廢棄礦山的巖質斜坡面主要采用“修坡+團粒（生態棒）噴播+排水”的綜合防治措施，土質或巖土混合坡面采用“修坡+三維土工網噴播+排水溝”的綜合防治措施，位于三區兩線可視范圍外的邊坡主要采用種植爬山虎及植樹進行綠化。

3.2.2 平地治理

巖質平地主要采用“地形平整+覆土+植草種樹”防治措施，土質平地主要采用“地形平整+植草種樹”防治措施。

3.3 分項工程設計及施工方法

本次贛江兩岸廢棄露天礦山生態修復治理工程涉及的主要工程為修坡、地形平整工程、團粒（生態棒）基材復綠工程、三維土工網噴播復綠工程、植草復綠工程、排水溝工程、養護灌溉工程、蓄水工程及養護工程。

3.3.1 修坡、地形平整工程

因原礦山無序開采及后期廢渣碎石堆積，擬修復的廢棄礦山邊坡及平地凹凸不平，整體性差。為避免修復過程中形成二次破壞，本次設計對礦山各斜坡面按原坡度進行適當修坡，將修坡產生的土石方運至坡腳平地上，然后對平地上原堆棄的土石方和修坡產生的土石方進行地形平整。

3.3.2 團粒生態棒基材復綠工程

高陡坡面清理后的邊坡坡面基本消除了地質災害隱患，但巖面上基本不存在自然的植生條件，綠化的條件很差，同時無法有效進行常規客土作業，對坡面采用團粒（生態棒）噴播的工藝在巖面邊坡坡面上建立生態層，以達到預期的綠化效果。將保水劑、粘合劑、調節劑、植物纖維、泥炭土、緩釋復合肥、水等通過噴播機械，按比例攪拌均勻后，利用噴播液壓設備將攪拌后的混合料送至噴射管口，噴射到釘網處理后的巖面上。

團粒（生態棒）噴播施工工藝流程：坡面整理—敷設金屬網（生態棒）—專用材料生產—團粒噴播作業—后期管護。

（1）坡面整理：清除坡面雜物及松動巖塊、浮石、浮碴等，對坡頂轉角和坡面突出的巖體棱角進行修整，使之呈弧形狀，對于個別反坡及凹處可用種植土回填，保證坡面順滑，坡面要求達到基本平整。對陡傾角坡面和光潔坡面應進行加糙處理，以增加作業面的粗糙度，提高基材的附著力，防止客土下滑流失。加糙工藝可采用每隔2m～3m開鑿橫溝或魚鱗溝的方法，也可采用擋土翼的方法提高基材的附著性和厚度。

（2）敷設金屬網（生態棒）和固定培養土：采用包塑鍍鋅鐵絲網，將鍍鋅鐵絲網向坡頂上方延伸60cm以上，用鋼絲繩錨桿固定后，回土壓實。坡頂固定好后，自上而下掛網，搭接距離不小于10cm，用鐵絲將其綁扎牢固。在坡面錨釘上綁扎生態棒，生態棒綁扎于坡面及金屬網之間。生態棒為生態袋裝填保水劑、粘合劑、調節劑、植物纖維、泥炭土、緩釋復合肥及種子的混合料，單根長1.5m，主要作用是防止噴播基質流失，起固定作用。

（3）噴播材料：釘網等工序完成后，即可進行綠化噴播。將保水劑、粘合劑、調節劑、植物纖維、泥炭土、緩釋復合肥、水等通過噴播機械，按比例攪拌均勻后，利用噴播液壓設備將攪拌后混合料送至噴射管口，噴射在坡面和鐵絲網上，使噴射在巖面上的基質稠度既能粘結在巖面上又不致產生流淌。噴射分五次進行（底層噴播和種子層噴播共計五次），首先噴射不含種子的混合料，做基質肥料。底層噴播分四次進行，緊接著第五次噴射含種子的混合材料。

（4）噴播植物種子：根據施工作業面土壤或巖面性質、當地氣候條件、施工季節，并結合各種植物生長特性選擇植物的種子，并增加當地類似地貌作業面上的鄉土樹種種子，使次生植被在今后的數年內逐漸與自然生態植被融合，不顯人工雕琢的痕跡。將噴播材料通過專業設備，噴播到坡面上，噴播厚度為8cm～10cm。

（5）養護：噴播完畢后，蓋上遮陽網并配備澆灌設施灑水養護，遮陽網搭接長度不小于10cm。苗期養護晴天每天澆水至少一次，可根據當天天氣情況相應調整。澆水時應呈霧狀噴灑，避免直接對著面層噴射，澆水量以使混植土充分濕潤為宜，不應出現基質缺水，幼苗枯死現象。根據苗期生長情況適時施撒肥料，保證植物生長良好。苗期安排專業人員定期觀察，發現病蟲害應及時防治。養護年限為3年。

3.3.3 三維土工網復綠工程

對坡度大于25°、小于52°的土質坡面或巖土混合坡面采用三維土工網播種復綠，其主要工序為坡面處理—鋪設三維網—覆土—播種—養護。

（1）坡面處理：將坡面上的浮石、碎石、覆土進行清理干凈，將低洼處回填夯實平整，確保坡面平順。

（2）鋪設三維土工網：首先將三維土工網沿坡面由上至下鋪于坡面上，網與坡面之間保持平順結合，單條三維網鋪設面積不宜過大。三維網鋪于坡頂時需延伸40cm～80cm，埋于土中并壓實。隨后將三維網自下而上用ф6mm以上的U型鋼筋將三維網固定，U型鋼筋長約15cm～30cm，寬約6mm，U型鋼筋間距約1.0m～2.0m，中間用8﹟U型鐵釘或竹釘進行輔助固定。

（3）客土（團粒土層）：三維植被網鋪設完畢，將客土均勻覆蓋于三維植被網上，將網包覆蓋住，直至不出現空包，確保三維植被網上客運土厚度不小于10cm。客土肥力不足時需將肥料、生長素、粘固劑按一定比例混合均勻，施灑于表層。肥料為氮：磷：鉀=15：15：15或氮：磷：鉀=10：8：7的復合肥及含N有機肥，肥量約為30g/m2～50g/m2。

（4）播種：待覆土完畢后，均勻噴播混合草籽和灌木種子，草種可選用寬葉草、黑麥草、狗牙根、芒萁、假儉草等，灌木可選用胡枝子、多花木蘭、小葉女貞、火棘、鹽膚木等品種。草籽播撒量為20g/m2，灌木種子播撒量為15g/m2。

（5）養護：在邊坡表面覆蓋無紡布，以保持坡面水分并減少降雨對種子的沖刷，促使種子生長；若溫度太高，則無需覆蓋，以免病蟲害的發生；待草坪長至5cm左右時，即可揭開無紡布。依據植物生長規律和氣候，定期、定量澆水和施肥，同時加強防蟲害的管理。

3.3.4 客土、植草種樹

對各廢棄礦山平整后裸露的巖質平地面和拆除房屋后的地面進行覆土、植草種樹進行復綠；對各廢棄礦山平整后的土質和巖土混合的平地面直接植草種樹進行復綠；在位于三區兩線范圍外的采石場巖質坡面坡腳處種植爬山虎進行復綠。

（1）客土移送及改良土壤。種植土應選擇疏松、肥沃、透氣、透水的土壤。地形整治后的區域主要為碎石及碎石粘土，土質較為貧瘠，需進行客土改良。可用削坡時的表層殘坡積土、粉質粘土及碎石粘土進行現場混合配比，必要時移送外部客土。改良后的土壤需滿足有機質大于5%，氮磷鉀大于4%，水份大于20%，PH值5.5～7。改良后的客土直接平鋪于場地，總覆土層厚度不小于0.3m，表層種植土需達0.2m以上。

（2）撒播草籽。為防止水土流失，設計在各礦山平地的空地處大規模撒播草籽，植草施工完成之后，在表面覆蓋無紡布，即可保持坡面水分促使種子生長。又能防止雨水對地表土體的直接沖蝕，還能遮陽鎖住土壤水分。草籽發芽率高、生長速度快，生命力頑強，生長周期短，能較快恢復地表綠色，取得良好的生態效益，草籽配方以當地鄉土灌木和草本植物為主。

草種選擇：一般的礦山平地可選擇一年生和多年生的草種混合多季節播撒，一年生草種為寬葉草、黑麥草、波斯菊、糖密草等；多年生為狗牙根、芒萁、假儉草、野古草、芒草、細葉結縷草等當地草類。

播種方法及時間：采用撒播和噴播綠化，播種密度為20g/m2。種植前，全面整地，清除浮石和雜灌，地形整治與播種同時進行，播種前用少量泥沙和磷肥拌種后撒播，每公斤草籽摻肥料2公斤，雨季播種。

（3）樹木、爬山虎種植。本次廢棄礦山治理所種植的樹木為當地的松樹或荷樹；位于三區兩線范圍外采石場巖質坡面坡腳選擇種植當地的爬山虎。施工包括以下工序：平地—挖坑—施肥——種植（補植）—澆水—養護等。應根據不同樹種，不同自然環境、氣候及土質情況，進行適時適量灌溉及排水作業，保持土壤中的有效水分。

3.3.5 排水溝工程

通過設置科學合理的截、排水系統，做到“水流通暢，分流合理”，避免地表及地下水對邊坡面及場地造成影響，即有利于邊坡的永久穩定，又解決區內水土流失現象。

根據地形特點、斜坡匯水面積分布及自然排水特點，在采場底部平臺內側和工業場地及排土場內外側設置排水溝。治理區內地表徑流通過縱橫交叉的截排網絡最終排向治理區地勢低洼處的管網或自然溝谷；在落差大的地方，應設立跌水溝。

3.3.6 養護灌溉工程

植被養護由于其特殊的地理條件，所以它的養護亦具有其特殊性，其養護工作主要包括澆水、施肥、病蟲防治、補種及后期苗木種植。

（1）灌溉養護工程設計。土質（巖土混合）坡面草籽、平地草籽、樹木、爬山虎養護主要通過灑水車定期灑水進行養護，灑水時間間隔一般為2個月，雨季灑水間隔時間可以長點，旱季灑水間隔時間可以適當調短，養護期為3年。

（2）植被養護管理措施。澆水的原則是澆水量應大于植被地表蒸發量和植物蒸騰量的總和。澆水應該在植被最需要水的時候澆，以培育植被的強大根系，提高抗性。

施肥分為施底肥和追肥，底肥一般在噴播基質時一起加入，每平米用緩釋復混肥30g～40g，追肥要掌握種類、時間、數量和方法。

可在早春各種植被將要進入旺盛生長期以前，即植被臨發病前噴適量的波爾多液或甲基托布津或多菌靈1次，以后每隔2周噴一次，連續噴3次～4次。黑麥草、百慕大等夏季發病嚴重的植被上必須用藥。在使用殺菌劑時，應當在正確診斷病害、明確病原菌種類、掌握病害發生發展規律的基礎上采用對該種病原菌有效的殺菌劑及適當的防治手段。

由于種子沒有噴到，或是由于鐵絲網繃起等其它原因，就需要及時補種，補種分為噴后補種和春季補種，噴后補種是在噴播結束后的7天～20天的時間里，檢查種子的出苗情況，如果發現有缺苗現象，就要迅速采取補種措施，一般在補種前的48h～72h進行浸種催芽，補種前一天應澆透基質，然后人工或用噴播機播種。

3.3.7 蓄水工程

擬治理廢棄礦山周邊無明顯地表水，為保障綠化后幼苗成長，設計在山體坡腳處澆筑混凝土蓄水池。

蓄水池斷面呈矩形，尺寸內空為2.0*2.0*1.5m，側壁及底板厚均為0.25m。溝身采用混凝土澆筑，溝側壁及底部砼強度等級均為C20。底部采用0.1m厚C10砼墊層。

蓄水池主要施工技術方法，測量位置→挖土方→鋪設墊層→澆筑混凝土→土方回填→養護。

溝槽開挖：溝槽開挖寬度及深度應大于設計蓄水池尺寸。

墊層鋪設：溝槽開挖完后，按設計要求鋪設碎石墊層，鋪設時應攤鋪均勻，并用小板夯打密實。

池體澆筑：蓄水池開始澆筑混凝土時應先澆筑底板，再澆筑側壁，在澆筑時應采用插入震動器和平板震動器對側壁和底板進行縝密。

土方回填：對水池邊側開挖超挖部分進行土方回填，回填采用粘性土回填夯實。

蓄水池安裝后12h～18h之內及時養護，養護期14d，養護期須保持外露面濕潤。

4 總結與建議

在前期調查工作基礎上，查明區內贛江兩岸廢棄露天礦山地質環境現狀、存在的問題及潛在危害，從技術、經濟、安全等角度出發，按照“一礦一策”原則，因地制宜，斜坡面、平地采用不同的技術方案，設計出技術可行、經濟合理、安全可靠的治理方案，為區內廢棄礦山治理施工奠定基礎，達到根治地質環境問題，最終修復區內生態環境的目的。

以上為歷史余留的廢棄露天礦山生態修復的治理的方案及技術方法，為了實現低污染和中國礦產資源的高質量可持續開采，除了“治”更需要“防”，從開采前的地質勘查嚴格要求，促進當地生態環境平衡，保護礦區和當地周邊環境，實現環保背景下的能源開采和合理規劃利用，拉動當地經濟水平的同時，為人民創造一個良好的生活環境。