某矿区生态环境恢复治理工程措施研究

潘 强

（甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃 张掖 734012）

张掖市某矿区地处祁连山国家级自然保护区的实验区内，20世纪70～90年代，人们在矿区内乱开滥采，形成多处大规模采坑和废石弃渣堆，使得祁连山生态环境破坏已经达到了前所未有的程度。“十二五”时期，各级环保部门积极贯彻落实党中央、国务院关于生态保护工作的一系列重大决策部署，加大生态保护力度，在示范引领、系统保护、综合监管等方面取得积极进展。然而，2016年12月中央第七环境保护督察组在对甘肃省进行督查后发现，近年来祁连山国家自然保护区生态破坏严重，存在很多管理漏洞和掠夺式开发等问题。

本文以祁连山自然保护区张掖市某矿区生态环境破坏事件为例，对矿山生态环境恢复治理的具体生物、工程等措施进行探究，使得治理后的矿山能够达到与周边环境相协调一致的效果。

1 矿区地质环境背景

1.1 气象

矿区属高寒半干旱气候区，区内总的气候特点是：冬冷夏凉、热量少，夏秋短促而凉爽，冬春漫长而寒冷，低温及霜冻等灾害天气较频繁，具有降水稀少、蒸发强烈、昼夜温差大、日照时间长等气候特征。据肃南气象站资料，区内多年平均降雨量265.2mm，最大24小时降雨量47.0mm（1967年），最大小时降雨量40.0mm，最大10分钟降雨量15.0mm，降水在年内分配不均，主要集中于6～8月，占全年总降水量的75%～84%。多年平均蒸发量1796.6mm，约为降水量的6.7倍。多年平均气温5.07℃，年极端最高气温32℃，极端最低气温-25.8℃，无霜期83d；盛行西北风，平均风速2.1m/s，最大风速2.4m/s；最大冻土深度2.09m。

1.2 水文

区内水系发育，均属内陆河流，水源主要为冰雪溶化水，分布有隆畅河和白泉河。

1.3 地形地貌

矿区及外围地处祁连山腹地，地理位置上处于走廊南山北坡，海拔2650m～3000m，相对高差100m～350m，总体地势由北西向南东倾斜。根据地貌成因类型、形态、高程等区内地貌划分为构造侵蚀中高山地貌和山间河谷区地貌。

1.4 地层岩性

矿区及外围出露地层主要为下古生界奥陶系下统（O1）：主要分布于区内白泉河两侧山区，奥陶系阴沟群在白泉河分布面积广泛，属早中奥陶世弧后扩张环境下的产物，区内按岩性组合可划分为下岩组（O1ya）上岩组（O1yb）；中生界三迭系上统（T3）：广泛分布于区内白泉门至风沟台子地段，即区内隆畅河两侧山体，岩性为紫红色砾岩、砂砾岩为主夹灰白色、黑灰色粉砂岩及页岩，据有关地质资料，该地层厚度大于1000m；及第四系（Q）。

1.5 新构造运动及地震

区内新构造运动极为活跃，主要表现为振荡性上升运动、褶皱断裂运动及沉降运动。

1.6 岩土体工程地质特征

根据岩土体结构、成因、物理力学性质，区内岩体工程地质类型可划分为坚硬块状混合岩岩组及软硬相间厚层、薄层状碎屑岩岩组；土体类型可划分为单一的碎石类土。

1.7 水文地质条件

区内地下水类型受控于区内地形地貌、地层岩性、地质构造和气候条件。按地下水赋存条件和含水层性质，可分为基岩裂隙水和松散岩类孔隙水。

2 矿区地质环境问题

2.1 矿区地质灾害

矿区的乱采乱挖，造成部分河段局部形成两处不稳定高陡边坡（X1、X2），在河谷河水、洪水的侵蚀、掏蚀等作用下，可能发生崩（跨）塌地质灾害，进而造成草地破坏、水土流失等生态环境问题。

（1）X1不稳定边坡：该斜坡平面形态呈东—西向条带状展布，东西宽486.15m，坡向355°，坡面形态呈近直立状，坡度70～80º，高约10.0m～15.0m，属于人工开挖形成的小型土质边坡。

（2）X2不稳定斜坡：该斜坡平面形态呈南西—北东条带状展布，宽度462.21m，坡向135°，坡面形态呈近直立状，坡度75～80º，高约6.0m～12.0m，属人工开挖形成的小型土质斜坡。

2.2 矿区地质环境问题

2.2.1 弃土弃渣和采坑破坏地形地貌景观

该矿区位于白泉河河谷地带，矿区开采范围大，所占河谷流域较长，由于当时的滥采滥挖、无序开采，造成河道内弃渣堆、采坑凌乱不堪，致使河谷地貌发生改变，对河谷地形地貌景观造成破坏。

2.2.2 破坏植被加剧草场沙化

区内为高寒草原草甸带，壤土厚度一般小于1m，白泉河段土壤一般0.2m～0.3m，土壤非常薄，且分布不均，隆畅河段下游大湾地带，局部土壤厚度可达1.0m～1.2m。矿区范围内随着对矿山的无序开采，大面积的河谷漫滩、阶地等草地被挖损破坏，且堆放大规模的弃土弃渣，矿区内河谷地带0.3km2的草地被破坏或压埋。由于大面积草地、植被破坏，诱发土地发生砂化，加剧了草场退化，使区内生态环境受到严重破坏。

2.2.3 滥采滥挖、乱堆乱放、河道变淤幅度增大，侧蚀和底蚀现象强烈，加剧水土流失

矿区开采时由于政策法规不健全，缺乏管理，采矿者为追求利益的最大化，急功近利，无序开采，致使矿区滥采滥挖、乱堆乱放现象极其严重，严重改变了河道原始地貌、河底流向。

野外调查时发现改变河道最严重处，现河道距原河道30m。由于滥采滥挖，原先固定的河道，现变淤幅度较大，受采坑和弃渣堆的影响，现矿区内局部河道底蚀和侧蚀现象强烈，侧蚀处已形成部分河岸高陡近直立，局部地段已发生坍塌，坍塌范围主要分布在隆畅河下游左岸。

3 治理工程措施

根据区内地质灾害类型以及生态环境问题，针对性地提出治理方案，使得区内生态环境治理效果与周边环境相协调一致，具体方案为不稳定边坡坡脚布设挡墙稳固边坡；废弃建筑物拆除、清理，利用矿区内已有弃土、弃渣就近回填采坑，压占土地资源得以恢复；机械疏导河道；最后选择适宜本地气候和土壤特征且成活率较高的草种、树种，精心养护，使得生态环境得以恢复。治理恢复工作完成后，精心管理，定期对治理效果进行监测，杜绝环境再次破坏。

3.1 挡墙、排导工程

该排导堤采用梯形断面，河床净宽（过水断面）不得小于12.0m，采用M10浆砌块石砌筑，堤高4.0m，堤顶宽0.8m，底宽2.2m，迎水面坡度为1:0.35，背坡直立，堤顶采用C20混凝土压顶，基础埋深2.5m。排导堤身每隔10m设置伸缩缝，缝宽2.0cm，缝内填塞沥青木条板；堤身预留排水孔两排，内置直径100mm的PVC管，上部排水孔距离堤顶1.0m，下部排水孔高出河水位1.5m，呈“品”字形，横向间距2.5m，竖向间距1.5m；泄水孔进口处设双层纱网反滤。堤背采用砂砾石回填，夯填相对密度不小于0.65。

3.2 回填整平工程

在各区段内采取就近原则，利用弃渣就近回填采坑，然后整体进行整平成缓坡状，使其与河谷及周围地貌相互协调。

3.3 覆土绿化、养护、围栏工程

在各区内对弃渣、采坑整平宽阔地带进行树穴换土栽植乔木、覆土种草，防治破坏采取围栏工程，使其植被尽快生长恢复，有效达到与周围环境协调一致，进而达到区内生态环境恢复之目的。

3.4 喷灌工程

对栽植乔木、种草治理区，为了保障种植的树、草能够成活，采取喷灌工程进行树、草浇灌，有效保证树草成活、生长。

4 结论

通过对该矿区的不稳定斜坡可能发生崩（滑）塌灾害，造成水土流失，破坏草地，布设挡土墙稳固斜坡的一系列工程措施的实施；利用矿区内已有弃土、弃渣就近回填采坑，废弃建筑物拆除、清理，压占土地资源得以恢复；进行浆砌块石排导堤工程的修建，疏导河道。

回填、疏导、排导、拆除工程完成后进行植被恢复工作，对需植被恢复的场地再选择适宜本地气候和土壤特征且成活率较高的草种、树种，精心养护。使得本次治理恢复工作在质量，感官上均达到满意合格，治理后的矿区生态环境与周边环境相协调一致。