

摘 要:雅安石棉地區(qū)具有豐富的礦藏資源和悠久的礦業(yè)歷史。早期開采技術(shù)落后及過度開發(fā)導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問題逐漸凸顯,嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳睿璧K了當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展。以大熊貓國家公園(雅安石棉片區(qū))歷史遺留廢棄礦山為例,對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行辨識與評估,探索生態(tài)修復(fù)的科學(xué)途徑,以期在生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益等方面取得良好的效果,最終讓廢棄礦山變成“綠水青山”。
關(guān)鍵詞:雅安;石棉片區(qū);廢棄礦山;生態(tài)修復(fù);環(huán)境
中圖分類號:X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-7909(2025)5-140-5
DOI:10.19345/j.cnki.1674-7909.2025.05.029
0 引言
礦產(chǎn)資源是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。四川省西部地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富,分布廣泛,且開發(fā)利用較早,各類礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用有力支撐了當(dāng)?shù)氐V業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展[2]。然而,在早期“有水快流”觀念的影響下,再加上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高需求,該地區(qū)的礦產(chǎn)資源一直處于“重資源利用,輕環(huán)保”的粗放開采方式,導(dǎo)致了許多歷史遺留礦山的產(chǎn)生[3]。此外,四川省西部地區(qū)多高山峽谷,地形復(fù)雜,地質(zhì)環(huán)境極其脆弱,地震頻繁,是我國地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū),歷史遺留礦山形成的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境問題,已成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸[4]。近年來,國家大力開展了礦山生態(tài)恢復(fù)與治理工作,對恢復(fù)和提高礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量起到了積極作用。礦區(qū)生態(tài)修復(fù)是保障區(qū)域生態(tài)安全、實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的一項(xiàng)重大措施。
以大熊貓國家公園(雅安石棉片區(qū))歷史遺留廢棄礦山為例,筆者通過對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題的辨識與評估,旨在探索生態(tài)恢復(fù)的科學(xué)途徑,為后期的礦山生態(tài)修復(fù)和治理奠定扎實(shí)的基礎(chǔ),從而實(shí)現(xiàn)礦區(qū)所在城市的環(huán)境提升、產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。
1 研究區(qū)概況
大熊貓國家公園(石棉片區(qū))主要位于栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)(屬大相嶺山系),面積為475.35 km2,占石棉縣區(qū)域總面積的17.75%。區(qū)域內(nèi)因生態(tài)環(huán)境保護(hù)和企業(yè)改革,礦山關(guān)停后形成了大量工礦廢棄地,包括廢棄辦公生活房屋、廠房等建(構(gòu))筑物,以及拆除后的廢墟、露天開采形成的巨大采坑、邊坡、尾礦堆等。礦山廢棄地的數(shù)量龐大,不但對土地資源造成了嚴(yán)重的破壞,而且還容易誘發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害,對周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染,嚴(yán)重威脅人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。
2 廢棄礦山生態(tài)問題
2.1 安全隱患問題
2.1.1 礦山地質(zhì)安全隱患
該區(qū)域地貌以中山為主,海拔相對高差較大,礦山開采引發(fā)的地質(zhì)安全隱患類型主要為滑坡、泥石流,共9處,包含3處泥石流、5處滑坡、1處崩塌。
2.1.2 石棉尾礦安全隱患
石棉礦山在開采過程中,對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的影響,導(dǎo)致堆放點(diǎn)及其周圍的空氣、水、土壤遭到了嚴(yán)重污染。石棉尾礦多數(shù)是露天堆放在尾礦庫,其中包含短纖、粉塵等物質(zhì)。這些物質(zhì)在大氣中彌散后很容易生成氣溶膠,長久懸浮在空氣中,并隨風(fēng)擴(kuò)散,對礦區(qū)周圍的大氣環(huán)境產(chǎn)生不良影響[5]。此外,在雨水的沖刷作用下,石棉尾礦中的石棉纖維可能滲入周邊地表水和土壤中,對礦區(qū)周圍的水土環(huán)境產(chǎn)生不良影響。石棉纖維在生物體內(nèi)不易被分解,長期暴露可能會(huì)對人體肺部造成嚴(yán)重?fù)p傷,進(jìn)而引發(fā)石棉肺、間皮瘤等疾病,對礦區(qū)周邊居民的身體健康構(gòu)成重大威脅。
2.2 生態(tài)功能退化
2.2.1 土地?fù)p毀
建設(shè)初期,修建辦公生活區(qū)、采礦廠、礦道等活動(dòng)對原有地形地貌造成了一定程度的破壞,導(dǎo)致土地被壓占和毀壞。在生產(chǎn)過程中(即從礦井投產(chǎn)到停產(chǎn)期間),由于采用露天方式開采石棉礦,地表遭受了廣泛的挖掘和破壞。礦石經(jīng)過處理后,產(chǎn)生的廢石、廢渣和棄土等廢棄物被排放到尾礦庫,這一行為進(jìn)一步加劇了對土地的壓占和損毀。
2.2.2 水土資源破壞
在石棉礦廢棄礦山關(guān)停前,最主要的污染類型是粉塵污染。這一污染主要源自廢石尾礦和粉塵排放,其污染最為突出且危害最大。除塵系統(tǒng)設(shè)備不完善,除塵工作管理混亂,導(dǎo)致粉塵嚴(yán)重污染大氣,使得整個(gè)縣城及周邊地區(qū)的上空終日粉塵飄浮,對自然環(huán)境和居民身體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。研究區(qū)域石棉礦長期采取“邊設(shè)計(jì)、邊施工、邊投產(chǎn)”的模式,對環(huán)境保護(hù)工作不夠重視。尾礦的堆放問題未能妥善解決,而是簡單地就地填入河谷,長此以往,形成泥石流隱患。在礦山開采過程中,每年有大量的廢尾礦石(超過100萬t)排入大渡河,導(dǎo)致河水遭到嚴(yán)重污染,河水終年呈灰白色,含有大量的尾沙和石棉纖維。這對沿河兩岸的灌溉用水和生活用水造成了嚴(yán)重的污染。
2.3 植被破壞
按全國草地調(diào)查統(tǒng)一分類法,結(jié)合生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),礦區(qū)相對植被覆蓋度(單位為%)可以劃分為5個(gè)等級:當(dāng)?shù)V區(qū)相對植被覆蓋度為(75,100]時(shí),劃分為高覆蓋區(qū);當(dāng)?shù)V區(qū)相對植被覆蓋度為(50,75]時(shí),劃分為較高覆蓋區(qū);當(dāng)?shù)V區(qū)相對植被覆蓋度為(25,50]時(shí),劃分為中覆蓋區(qū);當(dāng)?shù)V區(qū)相對植被覆蓋度為(10,25]時(shí),劃分為較低覆蓋區(qū);當(dāng)?shù)V區(qū)相對植被覆蓋度為[0,10]時(shí),劃分為低覆蓋區(qū)[6-7]。根據(jù)對廢棄礦點(diǎn)的植被覆蓋度的統(tǒng)計(jì),2024年礦區(qū)的相對植被覆蓋度整體偏低,高覆蓋區(qū)少,多為中低覆蓋區(qū)。
3 廢棄礦山生態(tài)修復(fù)治理措施
3.1 修復(fù)方式
從礦山地質(zhì)安全隱患、地形地貌破壞程度、土地?fù)p毀情況、植被破壞情況等方面對礦山生態(tài)問題進(jìn)行分析識別,按照礦山生態(tài)問題的分布、規(guī)模、特征、嚴(yán)重程度和危害等,來確定礦山的生態(tài)問題嚴(yán)重程度級別。根據(jù)已確定的礦山場地修復(fù)用途,統(tǒng)籌考慮生態(tài)問題的嚴(yán)重程度、現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等,來確定礦山生態(tài)修復(fù)方式。若生態(tài)問題嚴(yán)重程度分級為Ⅰ級,則礦山生態(tài)修復(fù)方式為生態(tài)重建;若生態(tài)問題嚴(yán)重程度分級為Ⅱ級,則礦山生態(tài)修復(fù)方式為輔助再生;若生態(tài)問題嚴(yán)重程度分級為Ⅲ級,則礦區(qū)可自然恢復(fù)。具體生態(tài)修復(fù)方式如表1所示。
3.2 修復(fù)措施
3.2.1 地質(zhì)安全隱患治理措施
3.2.1.1 泥石流防治
該地區(qū)泥石流的來源主要是采礦過程中產(chǎn)生的棄渣堆和棄渣坡。為了防治滑坡的同時(shí)治理泥石流,相關(guān)部門采取了修建防護(hù)壩和排導(dǎo)槽的措施。
3.2.1.2 滑坡邊坡治理
區(qū)內(nèi)不穩(wěn)定的高陡碎石邊坡主要由礦山開采廢渣沿陡峭山坡堆放形成,具有較高的滑坡風(fēng)險(xiǎn)。為了應(yīng)對這一風(fēng)險(xiǎn),采取了如下措施:一是通過削坡工程,將陡傾邊坡上部的巖體挖除,使滑體質(zhì)量減輕,并使邊坡變緩,從而達(dá)到穩(wěn)定邊坡的目的;二是修建截排水溝,確保所有坡體內(nèi)的匯水能夠直接排入既有排導(dǎo)槽中,以減少對邊坡的侵蝕;三是建設(shè)石籠擋墻,以防止不穩(wěn)定邊坡垮塌、坡面巖石滾落,并避免渣土流失。
3.2.1.3 崩塌地質(zhì)災(zāi)害治理
治理崩塌地質(zhì)災(zāi)害采用人工清危的方式,清理凸出的浮石,并在清危后坡面采用噴漿護(hù)面,最后在斜坡下部修筑漿砌石擋墻。
3.2.2 水土環(huán)境綜合治理措施
大渡河流域(石棉段)、大渡河支流—南椏河流域,石棉尾礦堆在雨水的沖刷下析出石棉礦纖維,對周邊土壤及下游水體造成污染。為保持良好的水土環(huán)境,擬通過修建攔渣墻和截排水溝、覆蓋表土及加強(qiáng)水土污染監(jiān)測等措施緩解區(qū)內(nèi)水土環(huán)境污染問題,降低石棉尾礦污染泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
3.2.2.1 攔擋墻建設(shè)
與用于地質(zhì)災(zāi)害治理的攔擋墻不同,該部分擋土墻主要是針對地質(zhì)安全隱患較低且面臨明顯沖刷風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域,特別是含有石棉纖維尾礦等棄廢棄物的堆積區(qū)域。針對水土流失及尾礦匯水破壞區(qū)內(nèi)水土環(huán)境,擬在原遺留棄渣堆前緣修建攔擋墻(長度為1 453 m),設(shè)計(jì)擋墻高度為2.5 m、基礎(chǔ)埋深為0.5 m、頂寬度為0.8 m、底寬度為1.5 m、背坡坡率為1∶0.0、面坡坡率為1∶0.25,墻基礎(chǔ)及墻體均采用漿砌塊石結(jié)構(gòu)。
3.2.2.2 截排水溝建設(shè)
與邊坡治理中的截排水溝不同,此處的截排水溝主要功能是防止含有石棉纖維的棄渣和沖刷棄渣的匯水進(jìn)入河道,避免區(qū)域土壤功能退化和河流水質(zhì)降低。針對水土流失和石棉棄渣沖刷,擬在現(xiàn)有棄渣邊坡前緣修建截排水溝,截排水溝采用矩形斷面,內(nèi)徑尺寸為0.6 m×0.6 m,溝壁、溝底采用C20素混澆筑,厚度為0.2 m。
3.2.2.3 表土覆蓋
為了防止區(qū)內(nèi)石棉尾礦中的石棉纖維因工程擾動(dòng)、天氣影響等因素而進(jìn)入大氣造成污染,該設(shè)計(jì)方案采取了以下措施:一是對石棉尾礦周邊進(jìn)行了截排水溝建設(shè)和擋墻建設(shè),以防止尾礦隨水流進(jìn)入土壤和水體;二是對含石棉纖維的尾礦堆進(jìn)行全面表土覆蓋,以有效阻隔石棉纖維進(jìn)入大氣。在對石棉尾礦進(jìn)行表土覆蓋前,先用區(qū)內(nèi)不含或不易產(chǎn)生石棉纖維的重質(zhì)尾石進(jìn)行第一次覆蓋,覆蓋厚度大于0.5 m;然后,進(jìn)行全面表土覆蓋,表土等級應(yīng)高于或等于二級,覆蓋厚度大于30 cm。
3.2.2.4 水土環(huán)境監(jiān)測
水土環(huán)境監(jiān)測的目的是掌握綜合治理的實(shí)施效果,為后期管護(hù)和成效評估提供依據(jù)[8]。監(jiān)測范圍以生態(tài)修復(fù)實(shí)施區(qū)域?yàn)橹鳎蛇m當(dāng)擴(kuò)展到礦山周邊區(qū)域。
3.2.3 土地?fù)p毀治理措施
項(xiàng)目區(qū)存在由碎石、棄渣及廢棄建筑物導(dǎo)致的土地資源占用問題。歷史遺留廢棄礦山運(yùn)營期露天開采,致使當(dāng)前大面積的基巖暴露,對土地資源造成了嚴(yán)重的破壞,使其失去了原來的功能。根據(jù)土地?fù)p毀情況,研究團(tuán)隊(duì)提出了針對性的治理技術(shù)體系,以工程實(shí)施為主要手段。技術(shù)路線如圖1所示。
3.2.3.1 廢棄建筑物拆除
區(qū)內(nèi)存在部分廢棄礦山廠等建筑物,占用土地資源,影響生態(tài)環(huán)境,需要對其進(jìn)行處置。具體措施為拆除,拆除過程產(chǎn)生的建筑垃圾可就地掩埋或清運(yùn)。
3.2.3.2 回填平整
在清除區(qū)內(nèi)廢石、棄渣等后,需要進(jìn)行回填、平整。針對采礦開挖嚴(yán)重地段及地勢低洼地帶(相對高差1 m左右),使用挖掘機(jī)、推土機(jī)、鏟車等機(jī)械設(shè)備采用挖高填低的方法進(jìn)行場地回填、平整,以消除深坑和降低邊坡坡度,并去除表面雜質(zhì)和體積較大的廢石,最終使場地表面達(dá)到平整狀態(tài)。
對于原有地面,特別是那些因廢石、棄渣掩埋而荒廢的坡地及水溝等區(qū)域,僅進(jìn)行恢復(fù)性清理,即僅清除廢石、棄渣至原地面,不進(jìn)行大量削坡、開挖或回填,以免造成“二次破壞”。對于局部過于坑洼不平的地段,可進(jìn)行適當(dāng)削坡或填平。
3.2.3.3 土壤改良
采礦活動(dòng)導(dǎo)致土質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化,特別是在采礦區(qū)及其邊坡區(qū)域,表層土壤很薄甚至沒有,并且含有大量的砂礫,不能直接進(jìn)行植被恢復(fù),需要進(jìn)行土壤改造。該工程需要從外部購買表層土壤覆蓋,也可以從周邊村鎮(zhèn)的土地上剝離表層土,供選擇的是背山鎮(zhèn)和縣城的建設(shè)用地。土壤覆蓋區(qū)域應(yīng)與周圍的地形相協(xié)調(diào),并保持排水通暢。
在進(jìn)行土壤改良時(shí),要注意客土質(zhì)量,以保證回填穩(wěn)定。在客土回填時(shí),每層填土均應(yīng)用機(jī)械或人工進(jìn)行初步平整,以便于后續(xù)植被重建施工。針對土壤養(yǎng)分缺乏和土壤保水保肥性差等問題,需要采取一定措施進(jìn)行土壤改良培肥。采取適當(dāng)?shù)耐寥栏牧寂喾蚀胧梢杂行У鼗謴?fù)地力,滿足苗木生長需要。
3.2.4 植被恢復(fù)措施
3.2.4.1 人工植被恢復(fù)技術(shù)(喬灌藤草結(jié)合)
根據(jù)項(xiàng)目區(qū)植被損毀程度,方案設(shè)置了多種修復(fù)模式。具體而言,對受破壞但仍具備自我恢復(fù)能力的植被區(qū)域,可以利用生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)整能力,促進(jìn)其逐漸恢復(fù);在損毀嚴(yán)重且自然條件下不適合植被生長的區(qū)域,可以采取人工輔助的方式進(jìn)行修復(fù);在礦山開采形成的裸露巖質(zhì)陡崖等難以進(jìn)行土壤恢復(fù)的區(qū)域,可以采取新型措施進(jìn)行復(fù)綠工作[9]。對自然恢復(fù)區(qū),主要通過補(bǔ)種苗木、撒播種子、巡查監(jiān)測等輔助方式進(jìn)行植被生態(tài)環(huán)境再建。
3.2.4.2 幼林撫育技術(shù)
幼林撫育對提高造林成活率和保存率、促進(jìn)幼樹生長發(fā)育、加快幼齡林郁閉等具有重要意義。幼林撫育技術(shù)根據(jù)造林地的環(huán)境條件、造林樹種的生物學(xué)特征及造林技術(shù)等因素可分為2個(gè)部分:土壤管理與幼苗管理。土壤管理是指在人工干預(yù)下,采取合理的方式改善土壤條件,如調(diào)整植被覆蓋度、保持水土等,從而促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展。幼苗管理的目的主要是促使樹體迅速生長,并提高其抗病蟲能力。
3.2.4.3 森林防火及管護(hù)
石棉片區(qū)森林防火應(yīng)遵循“預(yù)防為主,防撲相結(jié)合”的基本方針,并采取“人防和技防相結(jié)合,引進(jìn)新技術(shù),實(shí)施防火工作網(wǎng)格化信息化管理”的技術(shù)路線。雅安片區(qū)應(yīng)做好火險(xiǎn)等級的識別和劃分工作,以強(qiáng)化基礎(chǔ)防護(hù);應(yīng)通過通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)防火責(zé)任的網(wǎng)格化落實(shí);引入航空護(hù)林技術(shù),對區(qū)域內(nèi)森林草原進(jìn)行定期巡查;利用衛(wèi)星遙感技術(shù)建立全時(shí)監(jiān)測防控系統(tǒng),確保能夠及時(shí)預(yù)警、及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)組織、及時(shí)撲滅。
4 結(jié)束語
對歷史遺留礦山進(jìn)行生態(tài)恢復(fù),是提高區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的一條重要途徑。相關(guān)地區(qū)要牢固樹立山水林田湖草是生命共同體的思想,堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展,對遺留廢棄礦山進(jìn)行治理,以促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。筆者以大熊貓國家公園(雅安石棉片區(qū))歷史遺留廢棄礦山為研究對象,從地質(zhì)安全隱患、生態(tài)功能退化和植被破壞等3個(gè)角度,對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行分析,并根據(jù)目前存在的生態(tài)問題,提出相應(yīng)的整治對策,以實(shí)現(xiàn)研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境修復(fù),讓廢棄礦山變成“綠水青山”。
參考文獻(xiàn):
[1]雷沙.歷史遺留礦山生態(tài)環(huán)境調(diào)查評價(jià)與生態(tài)修復(fù)模式研究[D].廣州:仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,2023.
[2]劉朵朵.歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)治理研究:以茂名市歷史遺留廢棄礦山為例[J].綠色礦冶,2024,40(5):81-86.
[3]周盼,王佩,武榮華,等.四川雅安生態(tài)敏感區(qū)廢棄礦山生態(tài)修復(fù)模式研究[J].現(xiàn)代礦業(yè),2023,39(11):226-230.
[4]張麗嬌,李金林,肖自為,等.四川石棉縣石棉礦礦床地質(zhì)特征及成因分析[J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2024(6):22-27.
[5]李雨濃,李琬欣,楊顯華,等.基于遙感技術(shù)的雅安市礦區(qū)生態(tài)修復(fù)治理規(guī)劃研究[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào),2024,44(2):289-293.
[6]曹順,張吉吉.礦山生態(tài)修復(fù)工程及技術(shù)措施探析[J].冶金與材料,2024,44(4):103-105.
[7]杜亞敏,鞠正山,馮金超.我國礦山生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].中國土地,2024(4):51-53.
[8]李瑞杰.地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用及質(zhì)量控制措施探究[J].皮革制作與環(huán)保科技,2024,5(16):38-40.
[9]楊敏,蔡宗明,聶興信,等.遙感技術(shù)在礦區(qū)生態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用與發(fā)展[J].陜西煤炭,2024,43(3):92-95.
Research on Ecological Restoration and Management of Abandoned Mines from Historical Heritage
SU Hang1,2 WANG Pei1,2 LI Peng1,2
1. Regional Geological Survey Team of Sichuan Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development, Chengdu 610213, China; 2. Sichuan Tianfu Rongda Information Technology Co., Ltd, Chengdu 610213, China
Abstract: Shimian County in Ya'an City has abundant mineral resources and a long history of mining. Due to the backwardness of early mining technology and excessive development, ecological and environmental problems have gradually become prominent, seriously affecting the lives of local people and hindering regional development. This study takes the abandoned historical mines in the Giant Panda National Park (Shimian District, Ya'an City) as an example to identify and evaluate the ecological environmental problems in the mining area, explore scientific approaches to ecological restoration, and achieve significant ecological, social, and economic benefits, ultimately turning the abandoned mines into \"green mountains and clear waters\".
Key words: Ya'an; Asbestos Area; abandoned mines; ecological restoration; environment
基金項(xiàng)目:大熊貓國家公園(雅安片區(qū))歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)示范工程(財(cái)辦資環(huán)〔2022〕號)。
作者簡介:蘇杭(1990—),男,本科,工程師,研究方向:地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、生態(tài)修復(fù)及國土整治;王佩(1996—),女,碩士,工程師,研究方向:生態(tài)修復(fù)、地災(zāi)治理。
通信作者:黎鵬(1996—),男,碩士,助理工程師,研究方向:生態(tài)修復(fù)、國土空間規(guī)劃及國土整治。