劉文芝

（中色資源環(huán)境工程股份有限公司，北京 101304）

隨著社會(huì)發(fā)展，人們對(duì)生態(tài)環(huán)境越發(fā)重視，對(duì)生態(tài)質(zhì)量要求也愈高。以往礦山高速開(kāi)采、急劇擴(kuò)張時(shí)期留下的生態(tài)遺留問(wèn)題也愈發(fā)明顯。在習(xí)總書記的“綠水青山就是金山銀山”理念提出以后，礦山生態(tài)修復(fù)逐漸成為解決區(qū)域生態(tài)問(wèn)題、形成國(guó)土空間開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)格局的重要措施。隨著技術(shù)的發(fā)展與實(shí)踐，礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)呈現(xiàn)出時(shí)間、空間及點(diǎn)、線、面的差異性。

1 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

1.1 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

在礦山生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)采取邊采邊復(fù)、留臺(tái)處置等措施。分析對(duì)生態(tài)修復(fù)技術(shù)的調(diào)研結(jié)果，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，按照邊坡坡度變化，總結(jié)目前常用的巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)如下：

表1 巖質(zhì)邊坡主要生態(tài)修復(fù)技術(shù)表

1.2 生態(tài)修復(fù)技術(shù)選擇

以北京市某廢棄灰?guī)r礦山為例，探討巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

1.2.1 坡度、坡向及邊坡穩(wěn)定性分析

在前期勘查工作的基礎(chǔ)上，采用無(wú)人機(jī)航飛數(shù)據(jù)解譯地形數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件制作坡度、坡向圖，分析邊坡穩(wěn)定性。

圖1 坡度圖

圖2 坡向圖

1.2.2 生態(tài)修復(fù)技術(shù)選擇

目前礦山的生態(tài)修復(fù)治理技術(shù)，主要分點(diǎn)、線、面三類，其綠化率、綠化效果、施工難度及工程造價(jià)等也各不相同。

在綠化植被的選擇上，優(yōu)先選擇耐寒、耐旱、耐貧瘠的鄉(xiāng)土優(yōu)勢(shì)樹(shù)、草種，引進(jìn)外來(lái)優(yōu)良物種時(shí)，參照周邊或相似氣候條件治理區(qū)的經(jīng)驗(yàn)；坡腳及外緣種植攀緣植物，上攀下垂，綠化坡面?？紤]植被覆蓋性，一般選擇喬、灌、草混種。在考慮植被適應(yīng)性的同時(shí)，也要考慮與周邊環(huán)境的適宜性，對(duì)范圍較大的礦山區(qū)域，還要考慮搭配以便于后期形成植物群落。

（1）25°以下巖質(zhì)邊坡。對(duì)25°以下巖質(zhì)邊坡（或邊坡上的平臺(tái)、馬道）一般采用擋墻+客土+綠化技術(shù)。因坡度較緩，主要考慮在坡腳及平臺(tái)、馬道外緣砌筑擋墻+客土+綠化。擋墻主要以防止沖刷及擋土作用為主，可選擇漿砌石、干砌石、石籠、生態(tài)擋墻（可用生態(tài)袋碼砌）等。其中，干砌石擋墻僅可用于坡腳，石籠、生態(tài)擋墻砌筑于外緣起擋土作用時(shí)，考慮土體側(cè)向壓力，須植入鋼筋?？屯练种苯涌屯良翱屯梁笾步钤偕细惨z毯。對(duì)相對(duì)高程不高、風(fēng)力影響較小的區(qū)域，可直接客土后綠化；對(duì)相對(duì)高程較高、風(fēng)力影響較大的區(qū)域，客土后需覆蓋椰絲毯以防止水土流失，且能起到一定的美觀效果。綠化方案則可根據(jù)坡面面積大小選擇，如面積較大，可考慮喬木+灌木+草混合種植模式；如面積較小，考慮灌木+草或直接播撒灌草籽的模式。

（2）40°以下巖質(zhì)邊坡。對(duì)40°以下巖質(zhì)邊坡，可采用骨架防護(hù)、種植孔（穴）、生態(tài)袋護(hù)坡等技術(shù)。骨架防護(hù)：目前主要有混凝土骨架及土工格室（也可稱植生格室）等技術(shù)，礦山生態(tài)修復(fù)應(yīng)用較多的為土工格室。該法一般采用成品土工格室鋪設(shè)，輔以錨桿固定，上方鋪鍍鋅鐵絲網(wǎng)，確保土工格室和金屬網(wǎng)隨坡就形，貼緊坡面；坡度如較陡，為防止土體流失，還可上方鋪設(shè)椰絲毯。該方法適應(yīng)坡度可達(dá)45°，但坡度增大后，在降水及土體、植被自身重力影響下，可能增加整體滑落的風(fēng)險(xiǎn)。種植孔（穴）：對(duì)巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育的、周邊自然恢復(fù)坡體上可見(jiàn)植被分布，有天然生長(zhǎng)條件的坡面，可選用種植孔工程。在坡面上打豎向鉆孔（或造穴），孔（穴）內(nèi)填充混合基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土、植生棒（塊）或容器苗，種植耐寒耐旱的鄉(xiāng)土優(yōu)勢(shì)小灌木，孔（穴）內(nèi)填充混合基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土?xí)r候，可添加麥秸稈、稻草等增加土壤之間的凝聚力，使土壤不易滑出。生態(tài)袋護(hù)坡：對(duì)順層巖面及巖土工程條件較差坡面，可采用生態(tài)袋護(hù)坡，在防護(hù)坡面的同時(shí)，還可綠化坡面。生態(tài)袋內(nèi)裝入一定比例配制的種植土、有機(jī)質(zhì)、保水劑、肥料、灌草及攀緣植物種子等，通過(guò)袋內(nèi)預(yù)摻的種子生長(zhǎng)來(lái)綠化邊坡。

（3）40°以上巖質(zhì)邊坡。對(duì)40°以上巖質(zhì)邊坡，可采用種植孔等點(diǎn)狀、種植槽（V型槽）等線狀、掛網(wǎng)噴播（高次團(tuán)粒噴播、生態(tài)注漿灌漿、植被混凝土等)等面狀生態(tài)修復(fù)技術(shù)。但據(jù)調(diào)研及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，坡度＞70°時(shí)，綠化工程一般造價(jià)較高，工程實(shí)施的生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益投資轉(zhuǎn)換率不高，特別是對(duì)于陰面邊坡。種植孔：技術(shù)見(jiàn)上述，適于0°～60°坡面，沿巖層層面及節(jié)理裂隙布孔，孔俯角45°～65°；坡面上需刻槽收集雨水，坡度越大，越不利于自然灌溉。種植槽（V型槽）[1]：適于＞70°基本穩(wěn)定的巖石邊坡，鋼筋錨固后澆注種植槽混凝土在槽底部，設(shè)一排泄水孔，槽內(nèi)回填種植土（添加復(fù)合肥、生物肥、保水劑、泥炭土等）后種植灌草及攀緣植物，通過(guò)上攀下垂達(dá)到坡面綠化效果。高次團(tuán)粒噴播：一般適于＞40°巖質(zhì)邊坡，鋼筋錨桿固定后，掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)及生態(tài)棒（生態(tài)棒中填充營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)及種子），配制培養(yǎng)基，培養(yǎng)基以種植土、草炭、鋸末、稻草纖維、鈣鎂磷、復(fù)合肥、團(tuán)粒劑（底基層）等為主。用噴播機(jī)分3～5次進(jìn)行噴播，順序?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)基質(zhì)→中層基盤→含種子的培養(yǎng)基，噴播后上覆椰絲毯。生態(tài)注漿、噴漿(濕）：一般適于＞40°巖質(zhì)邊坡，在坡面裂隙注漿后，在坡面鋪設(shè)鍍鋅鐵絲網(wǎng)，錨桿固定后，將種植土、草炭土、保水劑、生物酶固化劑、復(fù)合肥、有機(jī)肥、種子和水?dāng)嚢杈鶆?，?jīng)過(guò)液壓噴漿機(jī)噴到坡面上。面層噴射完后，覆蓋一層無(wú)紡布保濕，以利于種子快速發(fā)芽。植被混凝土：一般適于＞60°巖質(zhì)邊坡，以水泥為粘結(jié)劑，錨桿固定鍍鋅鐵絲網(wǎng)，用空氣壓縮機(jī)先噴射不含種子的混合料，再二次噴射加入粘合劑、腐殖土、泥炭土、經(jīng)催芽處理植物種子、有機(jī)物、肥料、保水劑等的混合質(zhì)，形成基質(zhì)層，噴播后上覆椰絲毯。

2 生態(tài)修復(fù)方案的選擇

在對(duì)礦山地形地貌、氣象水文、地層巖性、構(gòu)造、地震、巖體物理力學(xué)性質(zhì)、植被土壤及施工條件等綜合分析基礎(chǔ)上，選擇適宜的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，形成修復(fù)方案。

（1）生態(tài)修復(fù)技術(shù)選擇影響因素簡(jiǎn)述。①地形地貌：在勘查工作基礎(chǔ)上，針對(duì)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，劃分治理范圍；結(jié)合地形地貌資料，比照3D模型、坡度圖、坡向圖等，對(duì)治理區(qū)根據(jù)微地形地貌特征進(jìn)行針對(duì)性治理。②氣象水文：生態(tài)修復(fù)技術(shù)選擇過(guò)程中，首先需要考慮坡面的截排水措施。在做好坡面截排水基礎(chǔ)上，根據(jù)氣象與水文資料，選擇適宜的工程措施及植被。③邊坡穩(wěn)定性：不僅關(guān)系到生態(tài)修復(fù)技術(shù)的選擇，還影響后續(xù)的施工安全問(wèn)題。對(duì)欠穩(wěn)定邊坡，需首先消災(zāi)除險(xiǎn)。④巖體物理力學(xué)性質(zhì)：巖體作為擋墻及掛網(wǎng)噴播錨桿的持力層，必須滿足承載力要求才能選擇相應(yīng)工程措施。⑤植被土壤：植被調(diào)查及土體性質(zhì)，關(guān)系植被選型、生物群落構(gòu)建。

（2）生態(tài)修復(fù)技術(shù)綜合分析。①客土綠化：面狀分布，為目前生態(tài)修復(fù)技術(shù)最適宜、效果最佳的一種技術(shù)，其工程造價(jià)低，綠化率及綠化效果均很好，施工難度低，與周邊環(huán)境適宜，易于形成植物群落。②土工格室：面狀分布，工程造價(jià)適中，綠化率及綠化效果均較好，施工難度較低，工程措施痕跡較重。③種植孔（穴）：點(diǎn)狀布置，綠化率及綠化效果均較差，坡面較陡時(shí)，需搭設(shè)腳手架，施工難度及工程造價(jià)隨坡度而增加，與周邊環(huán)境適宜性較好。④生態(tài)護(hù)坡：面狀分布，綠化率及綠化效果均較好，造價(jià)適中，與周邊環(huán)境適宜性較好。⑤種植槽（V型槽）：線狀分布，需搭設(shè)腳手架，施工難度較大，工程措施痕跡重，坡面整體綠化率適中，綠化效果中等。⑥高次團(tuán)粒噴播：對(duì)40°～60°左右坡面治理后整體綠化率較高，綠化效果好，但對(duì)局部大于75°的陡立邊坡及凹腔噴播效果不理想，造價(jià)高。施工工藝單一，施工設(shè)備、設(shè)施投入量較小，施工難度較大。⑦生態(tài)注漿、噴漿：對(duì)40°～60°左右坡面效果較好，綠化率較高，綠化效果一般，施工難度較大，造價(jià)高。⑧植被混凝土：特別適于高陡邊坡，綠化率較高，綠化效果一般，施工難度較大，機(jī)械化程度高，生產(chǎn)能力大，造價(jià)最高。

（3）生態(tài)修復(fù)方案綜合比選與確定。對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及存在問(wèn)題、恢復(fù)植被的各項(xiàng)特征參數(shù)及當(dāng)前巖質(zhì)邊坡治理的各種生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行調(diào)研。從工程造價(jià)、綠化率、綠化效果、施工難度及與周邊環(huán)境適配度等幾個(gè)方面，按各因素影響性，綜合比選，選定適宜的生態(tài)修復(fù)方案，實(shí)現(xiàn)巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)目標(biāo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)巖質(zhì)邊坡治理思路的多元化考慮和治理工程安全耐久、經(jīng)濟(jì)高效、生態(tài)環(huán)境融合的目標(biāo)。

3 分析與建議

①礦山環(huán)境生態(tài)修復(fù)治理過(guò)程中，首先考慮的是對(duì)崩、滑、流等地質(zhì)災(zāi)害的勘查與治理方案，在消災(zāi)減災(zāi)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行礦山的生態(tài)修復(fù)；②筆者按邊坡角度對(duì)生態(tài)修復(fù)技術(shù)的選擇劃分，受限于自身實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、項(xiàng)目區(qū)個(gè)體差異性，不具有普適性。③當(dāng)前礦山生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目，養(yǎng)護(hù)期一般為2～3年，選擇生態(tài)修復(fù)方案時(shí)，不僅要考慮短時(shí)效應(yīng)，還需考慮長(zhǎng)期效應(yīng)。本次方案比選未納入養(yǎng)護(hù)期以后的指標(biāo)。④對(duì)于巖質(zhì)邊坡，在地質(zhì)環(huán)境條件允許下，可優(yōu)先選擇攀緣植物綠化，上攀下垂，其坡面綠化面積大，綠化效果好，且造價(jià)低，養(yǎng)護(hù)易，植被生存能力強(qiáng)。⑤對(duì)于40°以上邊坡，考慮養(yǎng)護(hù)工作的實(shí)施，還應(yīng)配套相應(yīng)的蓄水、滴灌、噴灌工程，以保證修復(fù)效果。⑥在綜合比選的同時(shí)，要結(jié)合周邊原生環(huán)境及其他邊坡采用修復(fù)措施，考慮景觀的一致性與觀賞性，選擇適宜的生態(tài)修復(fù)方案。