矿山生态修复的发展与典型案例分析

霍晓苏

（中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北武汉430071）

1 国内矿山生态修复的发展状况

中国是世界上为数不多的、矿产资源种类较齐全的、矿产自给程度较高的国家之一。新中国成立以来，随着中国找矿技术和矿产开发技术的提高以及能源需求量大幅增加，矿山开发的速度也在不断加快。矿产的开采、矿山的开发加快经济社会发展的步伐，同时，也使被开采的矿山及其周边留下严重的生态问题甚至是灾难。

正是基于以上情况，我国也开始对矿山生态开展修复工作。矿山的生态环境破坏系统主要包括开挖、坍塌、压占、水土流失等，使原有生态系统结构和功能产生巨大的变化，是一种典型的退化生态系统。矿山生态修复可以说是缓解土壤流失、防治地质灾害发生的重要方法[1]。

矿山生态修复工程是利用生态系统自我恢复能力，辅以工程措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展，适用于人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作，恢复生态系统原本的面貌。

大约在20世纪50年代，我国就已经开始了矿山土地复垦的工作，但在修复生态学方面的研究工作一直到20世纪90年代初才开始起步，对矿山废弃地的生态修复科研工作渐渐开展起来，同时运用一些实用有效的生态修复方法和技术[2]。

2 修复案例

现就位于荆门市市郊西北侧的葛洲坝水泥厂废弃的石灰石矿山，讨论一下典型的裸露矿山生态修复工程。

2.1 主要环境问题

水泥厂原采石场排土场，主要为南侧的露天开采场和北侧的排土场两个区域，位于城市外环路内侧自然冲沟及斜坡范围内，弃渣顺坡堆积，占据整面山体，该段排土场形成的地质环境问题主要为不良地质现象、破坏、地形地貌景观破坏与土地资源占用等几种情况[3]。

2.2 不良地质现象

由于矿山多年开采，该段排土场渣石成山，坡形高陡，土体结构松散，形成的地质灾害主要为不稳定斜坡，其紧邻外环线，对外环线运营构成一定的安全隐患，主要危及坡脚过往行人及施工安全。

2.2.1 威胁对象

不稳定斜坡距外环线50～100m，距外环线较远，对外环线安全影响较小，坡脚为一施工道路及外环线排水沟，可能堵塞道路，若不采取防治措施，对施工有较大的安全隐患，威胁过往施工设备及人员安全。

渣石自坡顶自然堆放，渣石占据整面山坡，坡脚处渣石阻塞自然冲沟，原始坡形由缓变陡，山体大面积植被占压、破坏，原本葱郁的山体变得满目疮痍，与周边自然景观极不协调，其色彩反差大，视觉冲击力强，严重破坏区内生态环境与自然景观。

渣石山紧邻外环线，渣土堆积于其东侧斜坡，斜坡坑洼不平，渣土裸露，与郁郁葱葱的周边山体形成巨大反差，渣石山在环城路上一览无余，严重影响城市形象，人文景观破坏较为严重。

2.2.2 危害性分析

原矿山及其排土场地处城区，存在的地质环境问题主要危害有如下几点：

（1）不良地质威胁道路及行人

由弃渣构成的不稳定斜坡规模约6000m3，其下部为一施工道路，将来在强降雨等不利影响因素作用下，可能形成局部的崩塌及滑坡，一旦失稳，造成道路堵塞和威胁行人生命安全，并形成一定的损失和负面社会影响。（2）严重影响城市规划

占用大量宝贵的城区土地资源，导致原本稀缺的、可利用的土地进一步减少，再者排土场较大程度的破坏该区地貌景观，与周边秀丽的自然景观极不协调，更是与规划中的矿山公园格格不入，一定程度上制约了城市规划发展。

（3）污染环境

排土场占用大量绿地，导致该区生态系统退化，防尘固土能力下降，终年暴露在大气之中的弃渣、弃土，在大风天气下扬起大量粉尘，进而污染城市大气环境，造成城区空气质量下降，居民生活质量降低。

2.3 治理修复目标

通过有效的生态恢复及工程措施，消除或减少地质灾害隐患，改善矿山环境，修复城区生态景观，提高人民群众的生活质量，为保障荆门市创建国家卫生城市及生态宜居城市奠定基础。确定本次治理工程目标为：

（1）消除或减少地质灾害对治理范围内行人、车辆的威胁。

（2）保证坡体整体稳定的前提下，对修复区进行复绿工程，增加绿地面积。

2.4 治理实施方案

除险及绿化主体工程包括边坡整形工程、排水沟工程、建蓄水池、绿化工程。

2.4.1 边坡整形

坡面整形工程是为了坡面美观整齐，增加坡体稳定性，消除地质灾害隐患，另外同时为后期绿化工程打下有利的基础地形。工序依次为：放线→从上至下开挖→外运→结束→复核坡比。坡比复核应自上而下逐级往下进行，逐级坡比复核→直至清到坡脚、坡脚排水沟在内石块、废弃渣料清理为以后填种植土做准备。

2.4.2 排水沟

为充分拦截雨季时的坡面水，同时避免强降雨时汇水对坡体的冲刷，在适宜位置设置排水沟，采用浆砌石结构，在陡坡处设跌水，自然排入坡脚。工序依次为：放线定位→基槽开挖→垫层铺设→砌筑→滤水管安装→反滤层铺设→砂浆抹面→土方回填→养护。

2.4.3 建蓄水池

为充分拦截雨季时的地表水，用于植被养护，同时避免强降雨时汇水对坡体的冲刷，设置多个蓄水池，兼做消能池。工序依次为：放线定位→基坑开挖→基底夯实→混凝土浇筑→砌筑→砌筑砂浆抹面→土方回填→养护。

2.4.4 绿化主体工程

绿化工程是治理中的重点工程，绿化工程中质量的把控对后期生态治理的效果起决定性作用。

（1）撒播草种

工序依次为：坡面覆土→铺设土工格室→铆钉固定已拉开的格室→配置种料混合物→撒播→覆盖生物膜→养护。

（2）覆土植树、植藤

工序依次为：清理、平整场地、场地→放线定点→挖种植槽穴、施基肥→铺设表土→掘苗运苗→栽植→养护管理。

施工要求：

（1）栽植时暂时不用的苗木应假植在背阴的地方，随栽随取；正在栽的苗木应放在塑料袋或盛有水的小桶中，或用湿草覆盖。当天起的苗木最好当天栽完。

（2）栽进要做到“苗端、根展、深栽、砸实”。

（3）栽后整穴，留坑蓄水，并覆盖塑料薄膜，用来保持土壤中的水分，提高树苗成活率[4]。

2.4.5 绿化工程施工养护

施工养护是最后治理效果好坏的关键。施工完成后，必须定期进行养护，后期养护的目的是保证植物的正常生长，使先锋植物接受一个生长周期的检验，同时建立乡土植物的生长环境，进入生态修复的自然循环过程。养护内容包括浇水、施肥、补种、病虫害防治等，其具体工作包括：

（1）监测植物生长过程中对水分、养分的需求，适时为植物生长补充必要的水分；在养护期内，应一直保持坡面湿润至草种全苗、齐苗。三叶草出苗后，植株矮小、叶色黄的，要施少量氮肥，每亩施10kg尿素或相应量的硫酸铵，促进壮苗。在3月追1次复合肥，按每亩30～40kg开沟施入草坪根部，然后浇水，能明显增强长势，提高抗高温的能力，减少死草现象。白三叶苗期生长缓慢，易受杂草侵害，苗期应勤除杂草。

（2）监测植物生长过程中的抗逆性能，在如强暴雨、长时间干旱、炎热、极寒等极端气候情况下植物生存状况，采取相应的措施来确保植物成活；后期浇水应遵循“见干见湿”的原则。在干旱高温季节，可覆盖遮阳网，并且适当增加浇水次数，雨季可视情况而定。待草高度达4～5cm左右时，应揭开遮阳网，以免阻止植株生长。

（3）监测植物生长过程中抵抗病虫害的能力，对可能发生病虫害隐患及时处理，同时防止人为和其他动物被破坏植物[5]。

2.5 生态修复的持续

通过绿化工程达到复绿状态，并不是生态修复的结束，是进程中的第一步，仍需逐步重新建立完整的生态系统，恢复山体的自然功能。后续通过植物对土壤、空气等进行生态修复；通过微生物改良土壤条件，保障植物的生长基础；土壤动物可以维持土壤肥力，促进有效营养物质的传播，改变修复位置的微环境，影响土壤中的水分、气体、物质等的转化，改善环境的生物量和活动能力。就这样通过工程技术改善地貌和种植植物环境，抓牢覆土、根系微生物及土壤中的小动物维持和丰富土壤有益成分，促进植物生长，这样环环相扣，达到生态系统恢复的目标。

3 矿山修复的意义

绿水青山就是金山银山。废弃矿山的治理修复，是一项公益、民生工程，具有很重要的意义，主要有以下几点：

（1）改善景观：对废弃矿山通过地形微整，植被恢复，变疤痕为生态优环境美的自然景观，让矿山恢复生机。

（2）避免次生灾害：通过治理修复，能防止狂风、暴雨、地震等自然灾害引起的塌陷、滑坡、泥石流等次生灾害，保护群众生命财产的安全。

（3）经济效益：复绿的矿山可以根据具体情况考虑种植经济作物，复绿再复垦，让修复荒山的投资慢慢再给予回报。

4 结语

由于采矿破坏了生态，才有生态修复工程的出现，可以通过边开采边修复的技术，提高土地恢复率、缩短修复周期实现矿区土地资源的可持续利用，以及资源开发、经济发展与生态保护良性互动和可持续发展。