云南省紅河州歷史遺留礦山生態修復措施及效益分析

云南省紅河州礦產資源豐富，隨著社會發展，各類歷史遺留礦山存在的生態環境問題、次生地質災害問題逐漸凸顯。為響應生態環境與社會發展相平衡，本文以某砂場為例，闡述了遺留礦山存在的地質環境問題，分析了其危害，并針對性地提出生態修復措施，同時對修復后的效益進行了分析。結論表明：生態修復能以較小的人為干擾，實現對生態系統的修復，保證了生態環境的整體性和協調性，能夠在經濟、社會、生態上存在巨大效益，為當地其他類似礦山修復工程提供工程借鑒。

紅河州； 歷史遺留礦山； 生態修復； 措施； 效益分析

X171.4A

［定稿日期］2024-02-23

［作者簡介］易思材（1996—），男，碩士，助理工程師，主要從事災害地質、環境地質及巖土工程相關工作。

［通信作者］張明文（1973—），男，本科，高級工程師，主要從事地質災害評估與防治等工作。

0 引言

我國礦產資源豐富，隨著現代化進程的推進，對礦產資源的需求增加，開采加劇，因其導致的土地破壞、水污染、大氣污染、生態環境改變及各種地質次生災害也逐漸凸顯［1-3］。20世紀80年代所提出的環境保護國策、以及習近平同志“金山銀山不如綠水青山”的理念［4］，使得社會發展遺棄的各類礦山得到了修復治理。

本文以云南省紅河州歷史遺留礦山某砂場為研究對象，闡述了該礦山存在的地質環境問題，并結合現狀情況提出與之相符的生態修復措施，進而分析生態修復后所產生的效益。通過以上研究，旨在對該地區的環境保護與生態修復提供科學依據，對該地區其他歷史遺留礦山生態修復提供思路、指導。

1 項目概況

研究區位于紅河州城320°方向，距離縣城直線距離2 km，礦區面積0.107 6 km2，為露天開采白云巖（圖1）。紅河州屬亞熱帶高原山地季風氣候，縣內立體氣候特點突出。年均氣溫18.3 ℃，年降水量在786～1 116 mm，年均相對濕度75%。研究區處于石屏盆地西部斜坡地帶，地勢總體北高南低，最高點為礦區北部山頂，高程為1 600 m，最低點位于礦區南部，高程為1 473 m，最大相對高差為127 m，地形坡度一般8°～18°，總體屬于構造侵蝕、溶蝕低中山地貌。主要分布震旦系上統地層，局部為第四系（Q）地層。研究區地質構造較簡單，總體為向北傾斜的單斜巖層，無明顯的褶皺構造。區內主要土壤類型由黃紅、黃色赤紅壤、砂壤等組成，植被發育一般。

2 研究區地質環境問題

2.1 地質災害隱患

通過對研究區進行資料收集、測量、測繪、調查、勘查工作，研究區的地質災害隱患主要礦山開采形成的高陡邊坡（圖2）。其位于礦區中部，高差 90～130 m，長度約為450 m，除采區北部斜坡角度較大為59°～67°外，其余大部分斜坡角度為34°～49°。巖性為灰色中厚層狀白云巖，與下伏地層呈整合接觸，厚261 m，產狀為170°∠50°～65°。風化后呈褐黃、灰黃、灰白色砂糖狀，風化層厚15～30 m，巖石風化程度深，風化巖石節理、裂隙較為發育，屬半堅硬巖。巖體強度低，抗風化能力弱。近地表及邊坡上部風化嚴重，采礦形成的邊坡局部過高陡，穩定性差，在雨季地表水沖刷作用下，存在局部易發生小規模崩塌及掉塊風險。

2.2 地形地貌景觀的破壞

礦山多年露天開采所形成的斜坡和采坑，改變了原有的地形和地貌，造成了山體損毀和基巖出露［5］。這嚴重破壞了地區的地形地貌景觀和植被，同時存在與周邊環境的不協調，造成了一定程度上的視覺污染（圖3）。

2.3 生態環境的影響

經過野外調查，礦區損毀總面積為158 219.21 m2，損毀土地類型為耕地、林地、草地等。礦山生態結構破壞嚴重，這直接導致土壤結構破壞、水土流失，對土地資源產生了嚴重的損毀。同時礦山開挖造成基巖裸露面積增大、地形變化不利于地表徑流，使得大氣降水下滲補給量增加，地表徑流量減少，以地表徑流方式補給周圍林地的水量減少，地下水補排平衡受到一定影響。

3 研究區生態修復措施

國內在生態修復領域起步較晚，仍存在些許不足［6-8］。現階段的生態修復主要是在遵循當地生態系統演替規律［9］下，加以少量的工程措施，輔以綠色修復以實現對礦區的生態結構調整以達到修復的目的。通過對礦山實施生態修復治理，實現礦區生態系統功能的恢復和合理結構的構建，保證生態系統的進展演替與發展，提高生態系統的生產能力和自我維持能力。

研究區的措施主要為通過在現有平臺的基礎上完善排水系統、植被恢復、陡壁綠化工程以及植被灌溉系統建設等工程，同時，在治理區內對植被稀少或邊坡裸露的區域進行補種樹木、草類或爬藤類，保證治理區的綠化效果。

3.1 邊坡工程

結合規范及礦區工程地質條件，對高陡邊坡采用分臺削坡以消除邊坡安全隱患，同時對底部區域利用削坡后的砂石料進行回填、碾壓夯實。上部邊坡按1∶1.2放坡，下部邊坡按1∶1放坡，臺階高度10 m，平臺寬度為4.5 m，邊坡角為37°。軟巖邊坡用人工或機械清刷；堅石、次堅石邊坡，用人工配合機械切割方法，同時清除危石、松石。挖方邊坡從開挖面往下分級清刷邊坡并進行平面修整整平。

3.2 攔擋工程

攔擋工程主要分為平臺擋土墻和坡腳擋土墻。對于邊坡分臺削坡后所形成的平臺臺階修建免燒磚擋土墻，用于穩固平臺的覆土。擋土墻技術指標：寬0.24 m、高0.6 m，每隔5 m設置長0.12 m、寬0.06 m的排水孔，免燒磚規格為6 cm×12 cm×24 cm。對于采區底部的凹坑進行填充、平整后形成斜坡，為保證進場道路的安全及斜坡的穩定性，在進場道路入口處斜坡坡腳修建漿砌石擋土墻進行攔擋。擋墻技術指標：重力式擋土墻，墻體斷面為梯形，墻體設泄水孔。墻身高4.00 m，墻頂寬0.40 m，墻底寬2.20 m，面坡傾斜坡度1∶0.3，基礎深1.00 m，寬2.80 m，M7.5漿砌塊石砌筑。

3.3 土壤剝離工程

土壤剝離主要為表土剝離和客土回覆。分臺削坡前對頂部表層土進行剝離，表土層厚度2～4 m，剝離區域面積約19 387 m2，平均剝離厚度2.5 m，剝離表土總量約48 467 m3，將剝離出來的表土選擇合適的排土場地就近堆放，以便于后期植被重建和土地復墾覆土時使用。對分臺削坡以后形成的平臺及底部凹坑回填后進行客土回覆，覆土厚度為50 cm；對平緩區域和坡頂區域進行客土回覆，覆土厚度15 cm。

3.4 截排水工程

為了降低雨水（洪水）對坡面植被和土壤的沖刷，防治水土流失，結合礦區的實際地形條件，分別在坡頂、平臺、坡面修建連通的截排水溝，坡腳設置新建水窖，截排水溝與下部新建水窖相連接，保障礦區排水通暢。技術指標：其中坡頂和坡面排水溝設置為梯形斷面，排水溝采用C20砼砌筑，排水溝每隔15 m設置一個伸縮縫，采用瀝青木板；平臺排水溝設置為為矩形斷面，排水溝采用磚砌，M10砂漿抹面。

3.5 綠化工程

綠化工程主要包括各平臺喬灌混植及撒播狗牙根，坡面栽植爬藤植物，其中緩坡區域及具備栽植條件的區域進行喬灌草混植，較陡邊坡栽種爬藤植物覆蓋綠化。根據野外調查及當地人工種植情況的調查，并考慮病蟲害防治等因素的影響，喬木選用圓柏、合歡樹，灌木選用車桑子、三角梅，草本植物選用狗牙根，爬藤選用爬山虎、葛藤。同時對新種植的幼林保持三年撫育，以實現幼林生存率。

4 效益分析

4.1 社會效益

歷史遺留礦山某砂場的生態修復工作完成，不僅消除了礦山開采帶來的各類地質環境問題，還可以使該區域生態植被得到全面恢復。紅河州生態環境將會得到進一步改善，其社會效益顯著，主要有幾點：

（1）礦區水土流失和固體廢棄物污染將得到遏制，景觀環境全面提升。

（2）減少地質災害對當地居民生產生活的威脅，避免了當地居民遭受地質災害的危害，使惡劣的礦山環境條件得到改善。

（3）消除城市發展建設與礦山開發之間的矛盾，徹底解決由于礦山惡化的環境問題及地質災害給城市發展建設帶來的影響，實現生態與發展之間的協調平衡。

（4）改善礦區居民的生活環境條件，為當地居民的生活、生產提供了有利的安全保障，解決了礦山開發與居民生產生活之間的矛盾，同時提升了人民的幸福感。

4.2 環境效益

礦山生態修復產生的生態環境效益是最主要的效益，也是最直接的效益。通過生態修復，實現了礦區周圍水土保持、生態系統的保護和改善，對污染物排放產生削減等，全面改善了礦區及周邊的生態環境；在區域內實現了生態文明， 為區域內社會經濟長期穩定可持續發展創造了條件。礦山生態修復工程治理面積約105 430.43 m2（表1、圖4），通過較小的人為工程干擾加上植物工程措施后，可確保植被成功率高于 90%，可大幅減少地表水徑流量，減少地表水對地表直接沖刷帶來的水土流失；增加地表水體的下滲量和土壤的水體涵養量， 對地下水的補給也將隨之增加，很大程度上改變脆弱的生態系統，對區域生態修復具有重要作用，整體上改善礦山周圍的生態環境。

4.3 經濟效益

礦山生態修復極大地改善了礦區面貌，提高了植被覆蓋率，有效減少水土流失，預防了潛在的地質災害，減輕了對地下水的污染，有效地保護了人民生命財產。并且該工程能夠為其他歷史遺留礦山提供思路，減少不必要的工程支出。同時礦區臨近縣城，礦區修復后復墾的土地需要經營管理，為區內就業提供了機會，為維護社會安定起到了積極作用。生態修復實施后，調整了土地利用結構、合理利用了土地、促進生態良性循環、維持生態平衡，將進一步促進當地經濟發展。

5 結論

紅河州作為礦產資源開采和文化旅游重點城市，歷史所遺留的礦山，極大程度地影響了當地生態環境，并制約了當地經濟的發展。本文通過某砂場礦山前期的野外調查，結合后期的的研究分析，主要有幾點認識：

（1）遺留礦山存在各類地質災害發生的風險，因此礦山開采結束后應及時進行修復治理，這能夠極大程度地保護人民生命財產安全。同時生態修復后，礦區能夠極大恢復被破壞的地形地貌，恢復地表生態植被，使環境得到美化，保證了生態環境的整體性、協調性。

（2）生態修復措施能夠通過較小的人為干擾，實現對礦區的治理及環境保護。并且充分發揮廢物利用，盡可能采用礦區砂石料，極大地節約工程成本。這對于該地區的其它類似礦山提供了一定的思路。

參考文獻

［1］ 趙方瑩，袁志瓊，葉振魁，等.準格爾旗礦山生態保護和修復技術問題分析與對策研究［J］.中國水土保持，2022，（11）：12-14.

［2］ 孟凡濤，楊元麗，鄒鳳釵.西南巖溶山區礦山地質災害與生態治理探討：以貴州省為例［J］.地質災害與環境保護，2022，33（3）：102-107.

［3］ 趙建倉，杜軍祖，趙冰，等.甘肅省肅北某鐵礦山地質環境恢復治理研究［J］.地質災害與環境保護，2019，30（4）：76-81.

［4］ 朱曉勇，胡國長.花崗巖露天關閉礦山生態修復技術應用［J］.地質與勘探，2022，58（1）：168-175.

［5］ 李芬，李妍菁，賴玉珮.城市礦山修復生態效益評估研究［J］.環境保護，2018，46（2）：55-58.

［6］ 胡振琪，趙艷玲.礦山生態修復面臨的主要問題及解決策略［J］.中國煤炭，2021，47（9）：2-7.

［7］ 關軍洪，郝培堯，董麗，等.礦山廢棄地生態修復研究進展［J］.生態科學，2017，36（2）：193-200.

［8］ 蔣文翠，楊繼清，彭爾瑞，等.礦山生態修復研究進展［J］.礦業研究與開發，2022，42（4）：127-132.

［9］ 魏鵬，王大國，劉云，等.長江干支流歷史遺留礦山生態修復模式及存在問題分析：以四川省為例［J］.金屬礦山，2022，（9）：209-215.