矿山生态环境治理恢复研究——以金华市某废弃石料矿为例

周航彬, 刘国杰

(1.金华市自然资源和规划局经济技术开发区分局，浙江 金华 321000 ； 2.浙江省地球物理地球化学勘查院，浙江 杭州 310000)

0 引言

工业的发展和城镇化建设消耗了大量的矿产资源，由矿山开采所造成的自然生态系统破坏现象严重，水土流失、环境恶化等地质灾害问题频频发生，经济增长与环境生态之间的矛盾日益突显[1]。随着经济生活水平的不断提高，人们已经广泛认识到环境保护的重要性，所关注的焦点逐渐转移到对居住环境的改善方面。因此，加强废弃矿山生态环境治理恢复已成为当前环保工作的重要任务。

浙江省金华市是山水资源较为丰富的城市，一段时期内曾由于一味追求经济的发展忽视环境保护，无序的开山采矿以及市政建设导致区域内的很多自然山体受到了严重破坏，滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害不断发生，给人民群众的生命财产安全带来重大威胁。自浙江省“除险安居”三年行动部署开展以来，金华市委市政府始终贯彻“以人民为中心”的指导思想，大力推进废弃矿山生态环境治理恢复工作，全市重要地质灾害隐患点基本实现了“三年清零”，并经植被恢复后创造了良好的生态环境。

根据金华市周边山体破损的不同情况，本文以某废弃石料矿生态环境治理恢复工程为例，对该矿的地质灾害治理及植被恢复方案、工艺进行分析研究。

1 研究区概况

该废弃石料矿位于浙江省东阳市境内,辖域坐标为120°17′44″E～120°17′54″E,29°14′53″N～29°15′02″N，矿区地处浙东南隆起区(Ⅱ4)丽水-宁波隆起带(Ⅲ8)之遂昌-龙泉隆断束(Ⅳ8)，地势西南和东北高。该石料矿于1979年建矿，经过几十年的开采，已累计开采石料520多万t，为当地的城市建设作出了积极贡献。为响应政府矿业转型升级与绿色发展的要求，该矿已于2018年9月关停，由政府出资数百万元进行地质灾害治理及植被恢复工作，计划打造成市级矿山生态环境治理恢复综合示范区。

本次研究所调查的废弃矿位于海拔800 m以下的低山丘陵区，土壤类型以褐土为主，自然生长的植被类型中草本以狗尾草等为主，灌木以荆条等为主，乔木以臭椿等为主。研究区属亚热带季候风气候，四季分明，年平均气温为17.9 ℃，无霜期为263 d，全区平均年降水量1 400 mm，全年平均日照时数2 062 h。

2 生态环境治理恢复

2.1 地质灾害治理方案及工艺

该石料矿因采矿形成6处高陡边坡、2处采坑及2处废弃地，植被破坏面积约0.5 km2。残留高陡边坡总长450 m，高差26～109 m 不等，坡度30°～70°，顺向坡、逆向坡均有，其中2处为基本稳定状态，其余4处边坡属潜在不稳定。该石料矿区发育有3处滑坡、5处边坡变形体：滑坡均为小型岩质滑坡，以牵引式破坏为主；边坡变形体以崩滑为主，单体规模不大，体积390～12 000 m3不等，总体积约2.6万m3。

矿区地质灾害治理工作是生态修复的前提，主要目的是消除地质灾害隐患[2]，为下一步植物种植创造条件，主要包括坡面整理、采坑回填、修建挡土墙、修建截(排)水沟等。

(1)坡面整理。根据该石料矿区1∶500 地形图，区域东南方为顺层边坡，其稳定性较差，边坡坡度普遍>40°，局部>60°，西南区域为斜交边坡，除局部地段外，边坡坡度一般<30°，稳定性较好。中部及北部为开采后的平台及低洼积水处，大部分坡度在0°～15°之间。按边坡分级标准，坡度>55°即属极陡坡，易产生滑坡、泥石流，是重点治理的对象。在实际中一般通过爆破、机械及人工等技术手段，清理坡面不稳定的岩石、浮土，并适当放缓坡度，但由于本次施工现场距离居民区较近，故未采用爆破法施工。通过机械配合人工，将原有坡面上部土石方挖除，并就近回填到坡脚，回填处适当碾压，如坡面较高，则采取分级放坡的方式，两级坡面之间设平台过渡，当坡度降低到小于土壤及岩石的内摩擦角后，则坡面处于物理稳定状态。最后需清理坡面残留的碎石及浮土，即完成坡面整理工作。

(2)采坑回填。矿区采石形成的采坑主要位于底部，坑深30～100 m 不等。对于较小、较浅采坑，利用坡面挖除的土石方及外部工程弃土回填至设计标高，对于较深采坑，予以保留用于汇水、蓄水。对于采矿形成的工矿废弃地，整平区包括挖方整平区3 处、填方整平区3 处，土石方量918 680 m3。为保证排水，较大采坑内分三级回填，相邻不同高程的回填平台之间按1∶2.4 坡度过渡。采坑经整治后新增建设用地面积0.39 km2。

(3)挡土墙修筑。由于当地主要为中风化岩和强风化岩，即使经过机械和人工整理坡面，在长时间风化和雨水冲刷作用下，仍有可能造成崩塌、滑坡，为更好地防治地质灾害，需要在山脚、山腰、山坡及平台结合处修筑多处挡土墙。挡土墙做法主要有毛石挡土墙和植生袋脚墙两种形式。毛石挡土墙设计h=1.8 m，d=0.8 m，利用本地自然石材及削坡产生的较大石块砌筑，可节约成本。植生袋脚墙设计h=1.5 m，w=0.6 m，结构自下而上为0.5 m块石、1.5 m双层植生袋、外罩格宾网，植生袋中成分为碎石、土壤、基质及草、花、灌木等植物种子等。

(4)截(排)水沟修筑。对山体修复而言，怎样解决排水问题是保证坡面及植物恢复长期稳定的关键[3]。山体排水一般尽量利用现状沟渠，无法利用时需增加修筑截(排)水沟，其中截水沟一般设置于坡顶距离上部边线1～1.5 m 处，主要作用是截断山顶来水，防止来水对坡面的大量冲刷，排水沟主要设置于坡面或坡脚，主要是对地表水进行汇集、排放。由于该矿区基础条件较好，采石遗留的矿坑底层保水性好，除几个回填坑外，其余矿坑已形成较深的积水塘。山体来水通过排水系统收集后集中汇入积水塘，在旱季可蓄水用于灌溉，雨季水量较大时，可通过现状沟渠，横穿第一大道排入该石料湖。

2.2 植被恢复方案及工艺

植被恢复方案既要强调在生态修复过程中不同植物种类、不同工程措施的科学合理配置，营造出稳定的生态结构，又要考虑通过植物布置与组合，营造出不同空间形态的最佳观赏效果。植物选择上，以适合金华气候条件、生长迅速、耐瘠薄、对土壤有较强改良作用的植物为主。以更新演替能力强的植物为优势物种，通过物种的自由入侵及更新演替，以多样性植物种类及乔、灌、草的合理结合搭建稳定的植物景观，与山体原有植物融为一体，形成地域景观的连续和延伸。

破损山体植物恢复不同于普通公园，需要完成从荒废期、杂草期到优势物种期的过渡工程，在完成地质修复整理后，通过先锋植物的种植，进一步改良土壤，改善生态环境，形成良好的基底，从而为后期建设创造良好的条件。因此，对于该石料矿而言，要在完成地质灾害治理的基础上，针对不同区域条件采用不同的修复措施，达到快速绿化的效果，针对缓坡、一般边坡、峭壁、水体提出以下恢复工艺：

(1)缓坡种植。坡度≤16°的缓坡，主要指相对地势平坦的迹地平台区以及分级放坡形成的平台，采用直接栽植法复绿。在土壤条件较好的区域，栽植自然更新能力强、耐瘠薄的乡土植物形成植物群落。对于碎石较多的石质边坡区域，土壤瘠薄，水土流失严重，采用表层覆土结合燕窝复绿法，在场地内覆盖不同厚度的表土，栽植抗旱、耐瘠薄、自我更新能力强的植物，补植增绿，形成整体协调的自然形态山林。

(2)客土喷播。坡度>16°而<60°的较陡边坡，因基本为风化岩裸露，土层瘠薄，保水性差，采用客土喷播法结合保留现场已自然更新的少量乔木的方法复绿。客土喷播是以团粒剂使客土形成团粒化结构，加筋纤维在其中起到类似植物根茎的网络加筋作用，从而造就有一定厚度的具有耐雨水、风侵蚀，牢固透气，与自然表土相类似或更优的多孔稳定土壤结构。适用于碎石较多或坡度较大，质地结构相对不稳定的区域。通过坡体整形、挂网、喷射基材、播草、养护的方式，实现生态修复。

(3)种植藤蔓植物。该石料矿区坡度较高相对稳定的岩石坡面，即峭壁区，一般坡度≥60°，有的峭壁虽裸露破损但形态优美，可作为特色景观保留，但其余破坏严重、不能造景的峭壁，由于不能直接栽种植物，可采用在顶部和底部覆土种植藤蔓类植物，利用藤蔓植物上爬下垂，逐渐达到坡面绿化的效果。

(4)种植水生植物。对于采矿形成的矿坑，由于长期排水不畅，形成长时间的积水塘，需对周边场地进行整理，引导地面径流，同时对水塘周边适当回填土壤，形成局部保水性良好的湿地，先期栽植耐水、生长迅速的水生植物，后期通过交通、休闲设施、亭廊等硬质元素的建设营造湿地景观。

2.3 地质灾害治理与植被恢复相辅相成

本工程因地制宜，根据不同地形条件选用了多种生态修复技术，将治理工作分为地质灾害治理与植被恢复两个部分，相辅相成，和谐统一。边坡的稳定性直接关系到植物的成活，在易发生滑坡、坍塌等灾害的边坡上，不论种植何种植物、采取何种修复方法都无法达到良好的生态演替效果。修复后植被的生长可加强地质灾害治理的效果，植物根系生长有良好的固土作用，有利于降低岩石面的风化和水蚀作用，植物生长茂盛，叶面覆盖坡面，可降低岩面温度，减小昼夜温差，有利于防止地质灾害的发生。因此，在实际工程中要将地质灾害治理与植被恢复放到同等重要的位置，植被修复前对边坡稳定性做严格、全面的安全评估，对于深层地质结构稳定性问题先通过适当的工程措施加以解决，在后期养护中，也要经常观测山体的异动，做到及时预警，及时处理。

3 总结

工程实施后，该废弃石料矿的受损山体得到有效的修复，绿化覆盖率由30%提升到90%以上，达到了原有设计目标，为周边生态区、工业园区、社区等创造了良好的生态环境，提升了该地区的整体形象，改善了区域的投资环境，产生了良好的生态、经济和社会效益。

也要充分认识到，环境的保护不应局限于山体破坏后的修复，更应通过制定严格的法律法规来构建更加完善的政府监管体系，最终实现资源开采与环境保护之间的协调发展[4]。