礦山高陡邊坡生態修復問題探究

李好飛

（河南省資源環境調查二院 河南洛陽 471000）

引言

目前，為切實優化生態環境保護效果，我國針對原有存在的生態環境問題進行修復處理，不斷提升生態環境的保護力度。礦山的開采是很多山區的主要經濟來源，但礦山開采生產中，往往會形成較為明顯的生態環境破壞問題，如地質安全隱患、地形地貌景觀破壞、土地資源破壞及水土流失等，因此礦山開采引發的生態環境問題引起了廣泛關注。由于礦山開采后的生態修復難度較大，且礦山高陡邊坡作為比較特殊的組成部分，其生態修復難度更大，因此必須在明確具體問題后，針對性地選擇合適的生態修復手段，促使礦山開采帶來的各類生態環境問題得到有效修復重要且必要。

1 項目概述

本項目位于河南省洛陽市宜陽縣，項目為宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態修復，項目確定總治理面積為127.73 hm2，并依據治理區位置劃分為33 個治理區，共包含12 個鄉鎮。其中，治理面積最大的鄉鎮是錦屏鎮，面積最小的為高村鎮；治理區最多的為樊村鎮，治理區最少的為高村鎮、韓城鎮、城關鎮等6 個鄉鎮。宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態修復工程治理措施主要是通過地質安全隱患消除、礦山地質環境綜合治理來改善治理區的生態環境，提高治理區內及周邊環境生態質量，改善周邊農民生產生活條件[1]。

在本項目中，低山地貌區域的治理區是以各類歷史遺留廢棄石料礦山為主，受歷史遺留露天礦山開采的影響，地形地貌被嚴重破壞，區內大大小小的采坑星羅棋布，碎石、渣堆隨意堆放，破舊的開采設備在區內隨處可見，基巖裸露，植被稀疏，遺留開采邊坡普遍較陡，甚至呈直立狀態，尤其是治理27 區北側，最高單級邊坡落差最大可達141m。區內工程地質條件主要受巖性、地貌、地質構造等因素控制,根據區內各類巖土體工程地質特征，將其劃分為巖漿巖建造、變質巖建造、碎屑巖建造、碳酸鹽巖建造4 個建造，以及堅硬的塊狀侵入巖巖組、堅硬的塊狀噴出巖巖組、較堅硬的塊狀片麻巖巖組、堅硬的中厚層狀鈣質/硅質膠結砂巖/砂礫巖巖組、較堅硬的薄層狀砂巖/頁巖/夾薄層灰巖巖組、軟弱的中厚層狀泥灰巖/泥巖/砂巖/砂質礫巖/頁巖巖組、堅硬的碳酸鹽巖組、黃土巖組類別的 8 個工程地質巖組。因此，項目在治理中比較關鍵的任務是高陡邊坡生態環境的修復處理，也是難度相對較大的治理修復環節，但工作人員在全方位調查了解項目實際狀況的基礎上，選擇了適宜合理的生態修復方案，已取得了理想修復效果。

2 項目生態環境問題分析

本項目生態環境問題較為突出，不僅直接表現在綠色生態環境方面，還受到了其它因素的干擾和限制，如地質結構、巖土狀況等，同樣都是不容忽視的關鍵問題。該治理區地質安全隱患主要是崩塌，因為治理區均為露天開采，因開采無規劃，露天開采不是一層一層剝離，產生了很多開采面，采面疊加形成危巖與陡崖，存在安全隱患，受震動易失穩，進而發生崩塌[2]。同時，開采活動導致巖土面落差大，孤峰和礦柱林立，使山體遭受破壞，基巖、河灘、黃土裸露，破壞了原始地形地貌景觀，造成現有地形地貌景觀與周邊環境不協調。而勘查區內土地資源的破壞問題同樣不容忽視，采坑現狀滿目瘡痍，地勢凹凸不平，無法耕種，并且在長期露天開采背景下，植被和表層土層同樣受到影響，不僅原有的大量綠色資源被嚴重破壞，現有土地的種植功能也完全喪失，成為嚴重危害生態環境的問題。此外，該區域還存在著明顯的水土流失問題，由于區域中85%～95%以上的植被完全破壞，難以形成理想的保水保土效果，受降雨影響易出現水土流失問題。

3 礦山高陡邊坡生態修復策略

3.1 總體生態修復方案

礦山高陡邊坡生態修復應該著重考慮到項目實際狀況，結合治理區的地形地貌條件、周邊土地利用類型、水土植被資源情況和治理區周邊村民意愿，確定各治理區的復墾方向，明確各個主要治理目標和核心問題。宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態修復項目結合各方面資料，采取消、整、挖、填、掛、植、復墾等綜合治理措施，對取土場、采砂坑、采石場形成的高陡邊坡進行危巖體清除，對采坑和廢渣壓占破壞土地資源進行挖高填低、場地平整等綜合整治。然后，對整治后的各個地塊根據“宜耕則耕、宜林則林、宜草則草”的治理原則，逐步恢復各個地塊土地的價值。

高陡邊坡以在邊坡底部種植爬山虎為主，局部邊坡采用掛網噴播技術進行覆綠。旱地、林地主要根據調查地塊坡度情況以及周邊村民意愿確定恢復為旱地、林地。對基地為基巖的旱地地塊先覆渣，再覆土0.8m；對基地為基巖的林地先覆渣，再覆土0.5m，覆渣厚度根據各治理區挖填石渣方量；對基地為碎渣或者黃土的旱地在平整后的地塊上部直接覆土0.8m，林地直接覆土0.5m，恢復為草地的地塊直接覆土0.3m。為保障農作物與草木的成活率，覆土選用外購客土。同時，對恢復成旱地的地塊，進行土壤改良工程，增加土壤耕種能力[3]。

3.2 生態修復要點

3.2.1 生態修復準備

為防止治理區內危巖體突然滑塌傷害施工工人及機械設備，設計對高陡邊坡和平臺表面的破碎巖體、松散巖塊、危石、突出的巖石進行清理，清除殘留危巖，減小陡崖面坡度，最終達到邊坡穩定的狀態。危巖體采用定點人工機械清除和爆破的方式進行清除，即對于施工過程中人工機械可達到施工的采用人工機械清除，無法進行人工機械清理的區域方可采用爆破清理，同時根據巖石性質及特點，爆破采用淺孔、小排距加強松動爆破技術。淺孔松動爆破布設采用垂直眼或斜眼，多排矩形、梅花形排列。

為了使治理區采場與周圍地貌景觀相得益彰，與周邊地形地貌連接成片，對歷史遺留礦山開采后形成的地表高低不平采坑及周邊殘留的殘山孤包、采礦殘留的廢棄渣堆等，采用南方cass軟件方格網法和三角網法進行整平高程控制，對采坑及周邊殘山孤包和廢棄渣堆進行挖填計算。挖填主要有機械開挖和爆破2 種方式。本次挖填方工程設計包括對采坑進行挖填平整（機械開挖）、對采坑內殘留的殘山孤包進行挖方消除（機械開挖和爆破）、對采坑內部及采坑周邊殘留的廢渣進行挖高填低（機械開挖）3 個方面[4]。治理區采坑回填根據設計高程要求，并結合治理區的實際地形，采取網格剖面控制，利用挖填產生的廢棄礦渣和崩落體對采坑內低洼不平處進行回填壓實，填方工程采用人工和機械結合。

3.2.2 覆土

由于本項目中存在較多且不能滿足種植耕作層要求的平臺基巖裸露以及采坑表面基巖區域，因此為了恢復這些區域的生態環境功能，本項目對各治理區內的地表基巖裸露或覆蓋層較薄區域進行表層覆渣、覆土，以滿足植被生長的要求。本項目在危巖清理和平臺挖填平整之后，對平臺和斜坡進行覆渣、覆土，將其復墾為旱地、林地、草地。對恢復成旱地的區域平臺先覆渣后覆土，覆渣石渣粒徑不大于30mm，再覆土0.8m。為保證林地樹苗的成活率，對恢復成林地的先覆渣后覆土，石渣粒徑不大于50mm，上部覆土0.5m，恢復成草地的區域直接覆土0.3m，旱地和林地的覆渣量根據各區挖填計算均能夠滿足各治理區覆渣量要求。另外，對設計在斜坡形成的平臺進行覆渣、覆土后，使平臺外高內低，坡度不大于5o，以防水土流失。

3.2.3 植物種子噴播

本項目生態修復處理中，噴播是比較重要的核心手段，也是促使項目邊坡形成良好綠化效果的關鍵所在。為了確保噴播效果，本項目為有效防止坡面表面局部崩塌或滑坡發生，同時給噴播后的坡面植被提供一個穩定的生長基礎，在邊坡表面鋪設直徑為2mm、孔徑為5cm×5cm 的菱形鍍鋅低碳鐵絲網，同時采用鐵錨固件對網體進行固定，按一定的間距梅花形垂直坡面方向制作錨孔，并按不少于1.5個/m2的要求合理構建錨固件[5]。

然后采取人工上料方式，結合“高次團粒噴播生態修復技術”的相關要求，促使基料的配比較為適宜合理，并借助高次團粒噴播機進行均勻混合，形成理想的噴播應用條件。具體到現場噴播處理中，技術人員應先噴播沒有植物種子的基料，在確保其達到設計厚度后，再噴播含有種子的基料，由此形成理想的噴播后種子生長條件。一般而言，不含種子的基料噴播厚度應該控制在6～7cm，而含有種子的基料應該控制在2～3cm。

本項目采用DN75 型號5.6mm 和 DN63 型號4.7mm 的PE 主供水管布設山體整個骨架，次主管道采用DN50 型號4.6mm 的PE 管沿著坡面進行布設，支管選用DN32 型號3mm 的 PE 管沿著山體從上至下左右間距5m 進行布設，噴淋管選用DN25 型號2.3mm 的PE 管在管道上下間距5m進行布設，噴頭選用直徑2mm 的噴頭，保證噴淋系統均勻全部噴灑到位。

3.2.4 整體綠化

本項目中，生態修復所應用的大量綠化植物，其植被類型選擇遵循“喬灌草藤”結合的原則、生物多樣性原則、與周邊生態協調的原則、環境適應性的原則。并根據治理區及其周邊現狀條件下自然生長的植被情況，結合治理區干旱、少雨和土壤層較薄的特點，植被優先選擇抗旱能力強、耐貧瘠、生長速度快的植物。同時，對未利用地塊覆土后進行植樹并播撒草樹籽，恢復為林地或草地，樹苗選用側柏、油松、刺槐、臭椿。在樹苗類型選定后，技術人員針對樹苗的分布狀況進行嚴格控制，促使樹苗可以在整個項目中形成良好的分布態勢，規避可能出現的樹苗應用不當問題。而為了促使樹苗在應用中發揮出理想的作用價值，技術人員還考慮到了樹苗未來生長狀況，促使其可以在較長時間內形成理想的整體效果，避免出現苗木本身方面的問題。

為了更好優化項目整體綠化效果，促使其具備更強的生態效益，技術人員在選擇好恰當綠化植物后，還對其分布狀況予以優化控制，以便促使播種量可以得到有效設定，以此規避可能存在的整體綠化效果不佳問題。在本項目整體綠化中，播種量控制為30kg/hm2。在林木間隙也進行了草籽撒播，草地和林木間隙播種量均為30kg/hm2；在高陡邊坡上下種植爬山虎，爬山虎抗逆性強，耐寒、耐旱、適應性強，并且可以向上攀爬，可以對治理區內陡坡起到攔擋綠化的作用，爬山虎間距0.5m，植株長不少于1m，且嚴格控制所選爬山虎的生長狀態，促使其可以具備理想的成活條件。另外，為促使爬山虎的生長符合高陡邊坡治理需求，技術人員還可對其生長方向進行有效調節，由此規避爬山虎生長混亂現象，最大程度提升高陡邊坡生態修復應用價值[6]。

3.3 環境保護效果

宜陽縣歷史遺留廢棄礦山在采用上述生態修復方案后，確實取得了不錯成效，尤其是項目中的高陡邊坡修復，更是形成了理想的生態效益，有效解決了原有問題，發揮出了較強的生態環境修復以及保護作用。

3.3.1 礦山地質更穩定

在生態修復方案應用后，宜陽縣歷史遺留廢棄礦山的地質不穩定問題得到了有效改善，以此營造出了較為理想的環境保護條件，解決了這一根源性問題。在生態修復工作完成后，原有高陡邊坡存在的地質巖體松動問題，不僅借助于各個工程手段，形成了穩固效果，同時還有賴于生態修復手段的運用。如，在高陡邊坡底部種植的爬山虎，在后續快速生長的背景下，能夠有效實現對于高陡邊坡的生態修復和固結處理，不容易在未來出現巖土脫落等問題，且持續性改善相應巖土結構，促使其地質結構更為安全穩定，成為環保效益凸顯的重要前提條件。

3.3.2 地形地貌景觀改善

宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態修復項目還有效改善了地形地貌景觀，促使其具備理想的生態效益和綠化效果，滿足環境保護相關要求。在宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態修復項目中，技術人員在針對項目中的不穩定巖土結構進行處理和固結的背景下，還著重運用了多種生態修復手段，實現了相應區域內整體綠化率的明顯提升。伴隨著項目所處區域綠化率的提升，必然會在地形地貌景觀改善方面發揮積極作用，成為環保效益體現的直觀因素。

3.3.3 防控水土流失

宜陽縣歷史遺留廢棄礦山生態修復項目還實現了水土流失問題的防控，這也是切實優化環保效果的重要表現。在生態修復方案實施后，項目中的高陡邊坡以及其它區域均形成了植被覆蓋效果，并在適宜基料噴播的基礎上，對喬、灌、草、藤等多種植物進行結合運用，凸顯生物多樣性的同時，還針對相應區域內的土體結構予以改善，由此體現出了較為理想的水土保持效果。該區域即使未來經受降雨沖刷，也不會出現嚴重的水土流失問題，環境保護效果較為突出。

結語

綜上所述，礦山高陡邊坡生態修復的難度較大，工作人員需對礦山高陡邊坡進行綜合全面地分析，準確掌握其主要問題和缺陷后，再有針對性地予以修復處理，才能事半功倍。目前，常用的礦山高陡邊坡生態修復方案有消、整、挖、填、掛、植、復墾等綜合治理措施，因此工作人員需匹配性選用和規范化控制，才能實現理想的生態修復效果。