废弃矿山生态环境治理措施探讨

田园园 颜冬娜

摘 要：为了探索废弃矿山生态环境修复治理的新途径，以河北省曲阳县某废弃矿山为例，通过地形测绘、野外调查、物探勘查等方法，对研究区内的现状环境进行了综合调查。结果表明，当前主要的矿山环境问题是土地资源破坏、地形地貌景观破坏、大气污染以及地质灾害隐患等。通过台阶式降坡卸荷方式消除地灾隐患，再采取工程措施及生物措施相结合的方式进行复绿。研究成果可为废弃矿山生态环境治理提供参考。

关键词：废弃矿山;治理措施;生态环境;环境治理

中图分类号 X171.4文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）05-0139-04

Abstract： In order to explore a new way to restore and control the ecological environment of abandoned mines， taking an abandoned mine in Quyang County of Hebei Province as an example， the current environment in the study area was comprehensively investigated by means of topographic mapping， field investigation and geophysical exploration. The research showed that the main environmental problems are the destruction of land resources， the destruction of topography and landscape， air pollution and geological hazards. To eliminate the hidden danger of geological disasters through step-down slope unloading， and then adopt the combination of engineering measures and biological measures for greening. The research results can provide a practical case reference for the ecological environment treatment of abandoned mines.

Key words： Abandoned mine; Control measures; Ecological environment; Environmental governance

廢弃矿山是指历史遗留及责任主体已灭失的矿山统称[1]。我国废弃矿山数量多、成因杂，矿区生态破坏严重[2]。大量的废弃矿山导致当地生态环境恶化，使经济发展受到了严重制约。对废弃矿山开展环境治理，让“白茬山”重披绿衣裳，是践行“两山理念”的重要举措。

矿山周围地质环境和土地资源如何治理恢复，一直是许多矿山企业和国内外研究学者关注的热点问题[3]。近年来，许多学者针对不同类型的废弃矿山治理措施开展了有针对性的研究工作，如废弃煤矿[4-6]、废弃建材类矿[7-11]、废弃铁矿[12]等。综合各类研究成果，矿山环境治理措施主要采取工程措施，如削坡、护坡、场地整治等[13]。

本研究以曲阳县某废弃矿山为对象，分析了存在的矿山环境问题，并提出了有针对性的治理措施，以期为废弃矿山环境治理提供参考。

1 研究区概况

研究区位于河北省保定市曲阳县，华北平原西部，属暖温带大陆性气候、丘陵地貌。面积0.22km2，海拔高度362～479m，西高东低，沟谷发育，坡度较缓，一般采面整体坡度较陡，地貌较复杂。周边人类活动以农业耕作为主，兼作林果业。研究区原为矿山开采区，经多年无序开采形成了巨大的裸露采面，矿石以片麻岩为主，不含重金属，风化程度较高。堆积有大量废渣，渣堆坡体规模较大，稳定性差。受坡向、土壤、地貌等自然因素的影响，研究区内少量植被为野生低矮灌木、草本植物、少量野生乔木。

2 生态环境现状及存在问题

2.1 现状 研究区现有5处采面、6处废渣边坡、3处开采平台。采面总面积0.6万m2，岩性主要为片麻岩，开采形状呈不规则状，采面微-中风化，平整度一般，局部裂隙发育，整体较为稳定，偶见植被发育。渣石堆积总量约为1.3万m3，采矿废渣碎石堆积渣坡粒径一般在1～3cm，偶见大块石，坡高2～40m不等，渣坡坡度为10～40°，堆积层厚度0.2～5m。有3处开采山体形成的平台，占地面积达660m2，平台整体呈不规则带状分布，较平整，局部基岩出露（见图1）。

2.2 存在问题

2.2.1 土地资源破坏 研究区土地资源破坏主要表现在选矿废渣得不到充分利用而杂乱无章地堆放，废弃渣石随意倾倒至沟道内、山坡中，形成了废渣边坡。这些废渣边坡压占了大量自然山体，并破坏了原有的土地资源。且堆放在道路周边的废渣影响了路基的整体稳定性，给当地居民的生产生活留下了安全隐患（见图2）。据统计，土地压占损毁面积达7839m2。

2.2.2 地形地貌景观破坏 研究区原露天开采时不规范，导致矿区内大面积地表强风化层被剥离，原生态植被被毁，采矿废渣堆、废弃地裸露于地表，掌子面岩石裸露，区内及周边受扰动山体植被皆被破坏殆尽（见图3）。矿渣沿坡面及坡脚随意堆放造成的与周边植被生长茂盛的山区绿色生态环境极不协调，破坏了原生的地形地貌景观，与周边自然山体的自然和谐生态景观极不相称。经统计，地貌景观严重破坏面积约为1万m2。

2.2.3 大气污染 大面积裸露堆放的渣土颗粒细小，干燥，废渣在风力吹扬作用下，形成新的风沙源，不仅对大气环境造成污染，还会造成植物枯萎衰退，特别是随意堆放的废渣土产生的扬尘已成为大气污染的重要因素污染空气，降低了大气环境质量，影响了周围村民的生活质量，损坏了该地对外形象。

2.2.4 存在地质灾害隐患 长期开采活动导致边坡裸露、产出大量废石，废渣杂乱堆积在沟谷极易受重力及外力的作用影响而垮塌。废渣随意堆放，渣坡最高可达49m，冲沟长度最大可达40m，一旦遇强降雨易引发泥石流灾害，存在地质灾害隐患。其不良影响已经威胁到周边高速公路安全，渣坡下方紧临乡村道路，受雨水冲刷，浮渣已发生滑落，掩埋道路。

3 治理思路

針对现状生态环境问题，综合采用削坡整形+挡墙+集排水+绿化及养护措施对研究区进行生态修复治理。通过恢复地形地貌景观，为绿化工程布设提供基础，提高边坡植被覆盖率，达到与周边自然环境相协调的效果。以安全长效，因地制宜，乔灌草、观花与观果相结合为原则，遵循植物群落的自然演替规律，以培育乔灌草型群落为目标，同时对地质灾害隐患起到治理作用[14]。

4 治理措施

4.1 削坡整形 削坡整形措施主要为坡面浮石清理、削坡及场地平整。露天开采过程中由于开采的深度与高度不断增加，导致边坡的稳定性不断恶化，加上坡面有一定的风化碎石，不利于植物生长。将采矿形成的基岩裸露边坡，利用原始地形围绕坡面清理渣土，平均清除厚度约0.3m，渣土清理方量约900m3。将高陡边坡削坡卸载，保证其稳定和坡面绿化苗木的立地条件，控制削填坡度45°以内，削坡至原始基岩坡面，修剪成若干个台阶。台阶宽度4m，清理渣土及削坡方量填于地势低洼地区，压实找平后覆土30cm。对研究区进行削坡整形为达到良好的绿化效果奠定地形基础。

4.2 挡墙 为确保每级台阶边坡安全稳定，拦挡土石，稳固坡脚，防止水流冲刷，在每级阶梯边缘向坡脚处推进0.5m处的位置砌筑浆砌石挡墙，墙宽1.0m，高1.0m，入土深度0.2m。共布置石笼挡墙2道，总长255m。挡墙内侧回填土方，为后期绿化奠定土壤基础。在边坡坡脚布置浆砌石挡墙，挡墙断面呈直角梯形，顶宽0.6m，底宽0.9m，基础埋深0.5m，墙高1m，以高速底部涵洞为起点砌筑同规格挡墙，主要对涵洞的汇水进行导流。共布置浆砌石挡墙3道，总长310m。

4.3 集排水 根据集水面积、降雨强度、历时和径流方向对坡面排水进行整体规划和布置。研究区集排水工程主要布置在高速涵洞两侧的边坡坡脚及坡顶处。在距坡顶线一定范围内设置坡顶截排水沟，坡顶截排水沟与坡脚排水沟须贯通。汇水方向由坡顶中间向两侧排水至坡脚排水沟，排水沟末端连接涵管，涵管长10m，孔径40cm。最后将雨水有组织地引向沟道。共布置截、排水沟4条，总长度425m。截排水沟设计过水断面为梯形，底宽0.5m，开口宽0.804m，有效深度0.5m，沟壁超高0.2m，壁厚0.418m。

4.4 绿化及养护 在地形地貌整治后，开展裸露岩面及设计平台绿化工程。根据现场的地质、水文条件，结合环境特征，选取抗旱能力强、生命力强以及适应性强的本土植物作为绿化物种。分别选取了乔木侧柏，灌木紫穗槐、连翘，坡脚攀缘类植物地锦作为绿化用物种。高速公路沿线开展绿化工作时，为保障绿化效果，对绿化区域进行了土壤改良。

平台开挖圆形60cm×50cm（穴径×穴深）种植穴（Ⅰ类），穴内种植1株侧柏，选取胸径3.0～3.9cm，带土球，土球（直径×高）30×40cm，开挖株间距2m，行间距2m，梅花形布置;2个Ⅰ类种植穴中间开挖圆形50cm×40cm种植穴（Ⅱ类），穴内种植紫穗槐、连翘，选取树高0.8～1.0m，裸根栽植，开挖株间距2m，行间距2m，梅花形布置。种植穴开挖后先铺设防渗膜再回填种植土。采面坡脚处开挖种植槽（0.5m×0.5m）种植攀缘类植物，3株/m，起到遮挡裸露岩面，增加绿化面积的作用。共栽植苗木侧柏1026株，紫穗槐5318株，连翘5318株，攀缘类植物3432株。

栽植区土壤改良采取营养土混合方法，改善土壤物理、化学性质，进而改善土质，提高土壤渗透率，降低黏性，为植物根系发育创造了良好的条件。绿化区根据实际情况确定覆土厚度，覆土区撒播灌草籽，种子选用荆条、紫穗槐、紫花苜蓿、沙打旺、高羊茅、白羊草、黄芪等混合草籽播种，按200kg/hm2播种，局部坡面加播灌草种子。

苗木管理措施主要包括适时适量浇水、疏松土壤、施肥及病虫害防治等。

5 预期效益分析

5.1 社会效益 研究区生态环境对周边村落居民生产生活产生直接影响，社会反响强烈。实施治理措施后不仅有助于推动农业基础设施建设，而且对遏制非法盗采以及维护社会稳定起到了积极的作用。矿区经地形整治、合理排水、植树种草等系列措施实施后，最直接的收益是大大减缓矿区土地资源破坏、地质灾害隐患等不良地质灾害对矿区居民生产及生活的威胁，有利于促进矿区社会稳定和谐发展。

5.2 经济效益 研究区作为当地的绿色生态屏障之一，是该地区经济长远稳定发展的保障。治理措施完成后可新增乔木1026株，区内林草覆盖率不低于80%，平整矿区内可用于耕作的土地资源约1hm2，提高周边土地资源的价值，可极大地修复因采矿活动造成的生态破坏。在该项目实施过程中，可以为当地居民提供临时就业岗位，增加临时就业居民的经济收入。

5.3 生态效益 研究区治理后将彻底改变该区域局部不良的生态环境条件，一改矿区满目疮痍、沟壑纵横、植被稀疏的景象，丰富当地自然景观环境，给人以赏心悦目的效果。栽种的树木形成成片的林地与周边的绿地相映生辉，也有减弱高速公路周边噪音的作用;对废弃矿山进行生态修复，可以实现清洁降尘、源控制减排的目标。研究区绿化措施可新增坡面绿化面积约1万m2，有效提高坡面植被覆盖率。生物措施与工程措施相结合，一改以往春冬时节漫天风沙景象，改善京津冀地区空气质量，提高当地居民的幸福指数。

6 结语

矿山地质环境保护与治理是生态环境保护的主要组成部分，对改善当地生态环境具有重要意义。早期由于经济发展的迫切需求，对矿产资源不合理的开发利用导致矿区生态环境恶劣。为使人民群众对美好生活的追求得到满足，一改曲阳县对外的形象，让绿色发展成为曲阳县的代名词，对高速公路沿线废弃露天矿山的生态修复势在必行。本研究从地质环境现状入手，结合其自然地理及地质环境条件，采用削坡整形工程，辅以挡墙、集排水工程，对高速公路可视范围有针对性地布置绿化工程，最终达到恢复研究区生态环境的目的，以利于曲阳县山区生态涵养功能的进一步发挥，对当地区域环境保护和生态平衡将起到不可替代的作用。

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