周 乾,柯婷婷
(江苏省地质勘查技术院,江苏 南京 210049)
为全面贯彻落实关于生态文明建设的工作部署,整合矿产和土地的相关政策,促进矿地融合,依据江苏省关于矿山地质环境恢复和综合治理专项工作的要求,阜宁县对县域内矿山开展了详细调查及地质环境影响评价工作,以促进资源与环境的可持续开发利用[1]。
阜宁县矿产资源的基本特点:一是地热资源丰富,主要分布于阜城镇地区。二是建材与化工类非金属矿产资源丰富,砖瓦用粘土资源遍布全县,资源优势出众。三是其他矿产总体贫乏,大部分为矿点,工业开发价值很小。目前,阜宁县发现并探明储量的矿产共5 种,其中正在开发利用的4 种,具体为:建筑用砂、砖瓦用黏土、矿泉水和地下热水。本次研究纳入的矿山共30 家,其中,砖瓦用粘土黏山27 家,在产的13 家砖瓦黏土矿山年产矿石23.4 万t;地热井一处,产量3.14 万m3;矿泉水一处,年产量约1.5 万m3;砂矿一处,已关停。
一般而言,矿山存在的地质环境问题主要有三个方面:矿山地质灾害、含水层影响破坏和地形地貌景观破坏。
阜宁县部分砖瓦用粘土矿以露天开采为主,开采后形成采坑,相对高差较小,坡度普遍不大,一般坡角在25°~45°,除局部坡度在50°以上的边坡,雨水冲刷发生极小规模滑坡或崩塌的可能小,基本无危害性[2]。其他粘土矿山外购土源,在厂区形成堆土场,堆土场一般5~7 m 高,形成20°左右缓坡,现场调查未发现明显变形,发生地质灾害的可能性小。阜宁县在开发地热井,目前水位埋深40 m 左右,属基岩裂隙水,与上覆松散岩类孔隙水之间存在巨厚黏性土隔水层,二者几乎无水力联系,且开采规模不大,不会引发、加剧地面沉降。现状评估认为地热资源的开采可能引发地面沉降灾害的可能性小,对地质环境的影响和破坏程度较轻。矿泉水深井,深度为281.0 m,取自研究区第Ⅳ承压地下水含水层,取水层位为-202~-275 m 由粉质黏土、细砂、黏土、细中砂和中粗砂组成的孔隙水,开采规模不大,引发地面沉降及地裂缝灾害的可能性小。阜宁施庄砂矿矿区由于关闭多年,已经完成了治理改造,无明显地质灾害隐患。综合判定,阜宁县现有矿山发生地质灾害的可能性小。
在本次调查研究的所有砖瓦粘土矿区开采的砖瓦用粘土,无有毒物质排放,内无重要水源地,矿体一般位于地下水位以上,开采范围小,矿层开采对矿区及周围主要含水层无影响,矿山开采对矿区及周围地下主要含水层没有破坏,未影响到矿区及周围生产生活供水。地热井开采层段埋藏深度>1 900 m,属基岩裂隙水,区内第Ⅲ、Ⅳ承压含水层是主要供水开采层,地热水开采目前没有导致上部含水层水疏干或水位的下降,造成上部含水层的破坏的可能性小。总体而言,地热井的开采活动对区内主要含水层影响和破坏程度较轻。矿泉水深井取水含水层(组)砂层总厚度为36.0 m,富水性较好,渗透性强,顶底板为稳定的粘土层,是良好的隔水层。同时成井过程中对地层进行护孔封井,止水质量良好,含水层与地表水体、地下含水层之间水力联系不密切,故取水后对地表水体、地下含水层产生影响的可能性小。阜宁施庄砂矿矿区目前已改造成人工湖景区,对水环境无影响。综合判定,阜宁县现有矿山对含水层及水环境破坏的可能性小。
砖瓦粘土矿主要由窑基、加工及堆场、其他三部分组成。加工及堆场包括堆土场、堆渣场、加工车间、砖坯堆场和堆砖场等,其他主要为厂房、办公楼、职工宿舍、仓库等。露天开采形成的边坡、采坑及随意堆放的矿渣、废石使地表遭到破坏,致使采矿区范围内植被稀少,破坏了原生地形地貌。阜宁县目前有3 个矿区对地貌破坏较为严重且在自然保护区、主要交通干线等可视范围内,造成地貌景观影响破坏较严重。其他砖瓦粘土矿虽然对地貌有一定程度破坏,但是规模较小,且不在重点区域范围内,造成地貌景观破坏较轻[3]。阜宁的地热井和矿泉水井,开采活动主要位于地下,地表以上主要为开采井管及附属建筑物的建设,现状条件下地形地貌景观仍保持原有形态,影响程度较轻[4]。阜宁施庄砂矿矿区生态环境得到恢复,非但地形地貌景观无破坏,更被改造为人造景观湖。综合判定,该矿山地质环境影响程度为较轻。
矿山地质环境的恢复治理,必须建立责任机制,明确职责分工。上级主管部门应积极监督治理成效,消除矿山地质灾害隐患,控制粉尘、废水的排放,同时在矿山开采后,应指导恢复地表的土壤和植被。只有形成政府主导、各部门齐抓共管,才能实现矿山环境的恢复治理[5]。
阜宁县矿山地质灾害并不严重,对可能发生地质灾害的防治主要表现在对采坑以及废弃物的治理成效上。部分矿区内的采坑已部分改造为养殖池塘,加强了对鱼塘边坡的修整,自上而下清除坡面局部不稳定块体,使鱼塘最终坡面角控制在安全范围内,同时做好了护岸工作,防止塌方等地质灾害的发生,在池塘周围植树造林,加强了坡面局部的稳定性。由专人定期对开采边坡及材料堆边坡进行监测,监测方法以观察和巡查为主,雨季增加监测次数,及时发现并消除不稳定块体等危险源,同时注意观察材料堆的高度、坡度等。
阜宁县对地形地貌景观影响较严重的矿山主要为露天开采的矿山,部分砖瓦用粘土矿已经关闭,且开始恢复治理工作,施庄砂矿已经基本完成治理工作。部分砖瓦用粘土矿关停后,采取了清除废弃厂房和废弃物等措施,恢复原有土地资源使用功能。遗留的露天采坑大小不一,底部常有积水,因地制宜开展采区以台阶为主的恢复治理及复垦工程,覆盖300~500 mm 的表土,种植树木,有条件的边坡喷植被层,合理安排复垦区的保水和排水。对周边的防护林带和露天采区的景观,进行了总体设计和实施。对于深度比较大的采坑,平整复垦存在一定的难度,根据当地情况进行了适当改造再利用,能蓄水的经治理后作为水产养殖基地,不能蓄水的作为建筑废料的回填场所。矿区运输道路两侧,栽种绿化树木,在边坡和路基种草,夯实台阶坡面,进行植被恢复。对整个矿山进行水保林建设,防治水土流失,并改变矿山景观荒凉的面貌。
阜宁县施庄砂矿主要在阜宁县城南侧施庄,原矿山规模较大,形成了巨大采坑,地形地貌被彻底破坏,地下水也遭到一定程度的影响,严重影响了生态环境,造成矿山与周边地区生态环境极不协调。在消除地质灾害隐患的前提下,为改善施庄砂矿及周围生态环境及景观恢复,合理有效地利用废弃地及露天采坑,引入了科学的生态恢复技术,进行露采坡面的复绿,周围进行平面林木种植,原深坑进行改造蓄水,形成了大型人工景观湖。施庄砂矿原矿区生态已经全面恢复,并且成为了当地一个景区。
考虑到阜宁县矿山面积小、分布分散等特点,只针对单个矿山进行土地损毁的评价,同时考虑到施庄砂矿已经完成治理,改造成湿地公园,对土地资源的影响改变了性质,不计算压占和损毁,在此基础上完成对阜宁县矿山地质环境土地损毁的综合分析。
阜宁县矿山土地损毁总面积为179.129 8 hm2(如表1 所示)。其中,损毁耕地面积40.635 9 hm2,占总面积的22.69%,损毁林地面积5.1931 hm2,占总面积的2.90%,损毁建筑用地面积71.835 5 hm2,占总面积的40.10%,损毁其他类型面积61.465 3 hm2,占总面积的34.31%。
表1 阜宁县土地损毁类型评价分区表
根据《江苏省矿山地质环境详细调查技术要求》,对阜宁县各个矿山进行土地损毁评价分区,共划分为矿山土地损毁重度区、中度区和轻度区三个区。
1)矿山土地损毁重度区。阜宁县调查的30 个矿山中,有9 个矿山属于土地损毁重度区。其中砖瓦粘土矿主要是由于挖损、压占的耕地面积>2 hm2,从而造成了对土地的严重损毁。
2)矿山土地损毁中度区。调查的30 个矿山中,有10 个矿山属于土地损毁中度区,大部分由于矿区挖损、压占的耕地,面积≤2 hm2,从而造成了对土地的中度损毁。
3)矿山土地损毁轻度区。调查的30 个矿山中,有11 个矿山属于土地损毁轻度区,矿区造成林地的挖损、压占土地损毁面积都<2 hm2,对建筑及其他造成的挖损、压占土地损毁面积<10 hm2,对耕地不造成损毁、压占。
根据《江苏省矿山地质环境详细调查技术要求》,在地质环境影响评价结果的基础上,对阜宁县30 个矿山进行矿山地质环境保护与治理分区评价,可分为矿山地质环境保护区、矿山地质环境预防区和矿山地质环境治理区[6]。
1)矿山地质环境保护区主要为国家和地方政府规定的矿产资源禁采区,根据《盐城市矿产资源总体规划(2016—2020 年)》,阜宁县矿山地质环境保护区内有6 座矿山,矿山总面积为7.018 3 km2,禁采区内禁止一切采矿活动,区内2 座在产砖瓦用黏土矿企业应尽快关停或搬迁,2 座关停的砖瓦用粘土矿应尽快完成恢复治理工作。施庄砂矿虽不位于矿产资源禁采区内,但已经恢复治理,成为人工湖景观,因此也为保护区的一部分。
2)矿山地质环境预防区主要为矿产资源限采区和开采区,根据《盐城市矿产资源总体规划(2016—2020 年)》,本次调查的阜宁县矿产资源限采区和开采区内12 座在产矿山为预防区,面积为0.896 8 km2,采矿活动对生态环境虽有一定影响,但通过采取措施可以预防控制破坏程度,应加强管理。
3)矿山地质环境治理区主要为矿产资源开发已经对矿山地质环境造成影响破坏,须采取相应措施实施治理恢复的区域。阜宁县内关停的14 座矿山为矿山地质环境治理区,面积为0.853 5 km2,应采取相应措施实施恢复治理。
阜宁县30 个矿山中,27 个矿山对地质环境影响较轻,3 个矿山对地质环境影响较严重。矿山共压占损毁土地185.419 1 hm2,有9 个矿山属于土地损毁重度区,10 个矿山属于土地损毁中度区,有11 个矿山属于土地损毁轻度区。在此基础上,划定了阜宁县矿山地质环境保护区、矿山地质环境预防区和矿山地质环境治理区,面积分别为7.018 3 km2、0.896 8 km2及0.853 5 km2。
按照“在开发中保护、在保护中开发”的方针,坚持“谁开发、谁保护,谁破坏、谁治理”的原则,要建立矿山关于地质环境的准入强制制度,签订生态环境保护承诺书,完善地质灾害评估制度,确保矿山地质环境在开发前即得到制度保障。在开发过程中开展因地制宜的整治措施,对已经完成取土的采坑进行整治工作,对压占损毁的土地进行恢复,宜耕则耕、宜渔则渔,实现边开发、边治理“两同时”。管理部门及矿山业主应借鉴、推广先进的土地复垦与整治综合经验,加大治理力度,力争在取土结束的当年就完成复垦整治。