周航彬, 劉國(guó)杰

(1.金華市自然資源和規(guī)劃局經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)分局，浙江 金華 321000 ； 2.浙江省地球物理地球化學(xué)勘查院，浙江 杭州 310000)

0 引言

工業(yè)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)消耗了大量的礦產(chǎn)資源，由礦山開(kāi)采所造成的自然生態(tài)系統(tǒng)破壞現(xiàn)象嚴(yán)重，水土流失、環(huán)境惡化等地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題頻頻發(fā)生，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境生態(tài)之間的矛盾日益突顯[1]。隨著經(jīng)濟(jì)生活水平的不斷提高，人們已經(jīng)廣泛認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，所關(guān)注的焦點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到對(duì)居住環(huán)境的改善方面。因此，加強(qiáng)廢棄礦山生態(tài)環(huán)境治理恢復(fù)已成為當(dāng)前環(huán)保工作的重要任務(wù)。

浙江省金華市是山水資源較為豐富的城市，一段時(shí)期內(nèi)曾由于一味追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展忽視環(huán)境保護(hù)，無(wú)序的開(kāi)山采礦以及市政建設(shè)導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)的很多自然山體受到了嚴(yán)重破壞，滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害不斷發(fā)生，給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)重大威脅。自浙江省“除險(xiǎn)安居”三年行動(dòng)部署開(kāi)展以來(lái)，金華市委市政府始終貫徹“以人民為中心”的指導(dǎo)思想，大力推進(jìn)廢棄礦山生態(tài)環(huán)境治理恢復(fù)工作，全市重要地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)基本實(shí)現(xiàn)了“三年清零”，并經(jīng)植被恢復(fù)后創(chuàng)造了良好的生態(tài)環(huán)境。

根據(jù)金華市周邊山體破損的不同情況，本文以某廢棄石料礦生態(tài)環(huán)境治理恢復(fù)工程為例，對(duì)該礦的地質(zhì)災(zāi)害治理及植被恢復(fù)方案、工藝進(jìn)行分析研究。

1 研究區(qū)概況

該廢棄石料礦位于浙江省東陽(yáng)市境內(nèi),轄域坐標(biāo)為120°17′44″E～120°17′54″E,29°14′53″N～29°15′02″N，礦區(qū)地處浙東南隆起區(qū)(Ⅱ4)麗水-寧波隆起帶(Ⅲ8)之遂昌-龍泉隆斷束(Ⅳ8)，地勢(shì)西南和東北高。該石料礦于1979年建礦，經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)采，已累計(jì)開(kāi)采石料520多萬(wàn)t，為當(dāng)?shù)氐某鞘薪ㄔO(shè)作出了積極貢獻(xiàn)。為響應(yīng)政府礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與綠色發(fā)展的要求，該礦已于2018年9月關(guān)停，由政府出資數(shù)百萬(wàn)元進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害治理及植被恢復(fù)工作，計(jì)劃打造成市級(jí)礦山生態(tài)環(huán)境治理恢復(fù)綜合示范區(qū)。

本次研究所調(diào)查的廢棄礦位于海拔800 m以下的低山丘陵區(qū)，土壤類(lèi)型以褐土為主，自然生長(zhǎng)的植被類(lèi)型中草本以狗尾草等為主，灌木以荊條等為主，喬木以臭椿等為主。研究區(qū)屬亞熱帶季候風(fēng)氣候，四季分明，年平均氣溫為17.9 ℃，無(wú)霜期為263 d，全區(qū)平均年降水量1 400 mm，全年平均日照時(shí)數(shù)2 062 h。

2 生態(tài)環(huán)境治理恢復(fù)

2.1 地質(zhì)災(zāi)害治理方案及工藝

該石料礦因采礦形成6處高陡邊坡、2處采坑及2處廢棄地，植被破壞面積約0.5 km2。殘留高陡邊坡總長(zhǎng)450 m，高差26～109 m 不等，坡度30°～70°，順向坡、逆向坡均有，其中2處為基本穩(wěn)定狀態(tài)，其余4處邊坡屬潛在不穩(wěn)定。該石料礦區(qū)發(fā)育有3處滑坡、5處邊坡變形體：滑坡均為小型巖質(zhì)滑坡，以牽引式破壞為主；邊坡變形體以崩滑為主，單體規(guī)模不大，體積390～12 000 m3不等，總體積約2.6萬(wàn)m3。

礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理工作是生態(tài)修復(fù)的前提，主要目的是消除地質(zhì)災(zāi)害隱患[2]，為下一步植物種植創(chuàng)造條件，主要包括坡面整理、采坑回填、修建擋土墻、修建截(排)水溝等。

(1)坡面整理。根據(jù)該石料礦區(qū)1∶500 地形圖，區(qū)域東南方為順層邊坡，其穩(wěn)定性較差，邊坡坡度普遍>40°，局部>60°，西南區(qū)域?yàn)樾苯贿吰?，除局部地段外，邊坡坡度一?30°，穩(wěn)定性較好。中部及北部為開(kāi)采后的平臺(tái)及低洼積水處，大部分坡度在0°～15°之間。按邊坡分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，坡度>55°即屬極陡坡，易產(chǎn)生滑坡、泥石流，是重點(diǎn)治理的對(duì)象。在實(shí)際中一般通過(guò)爆破、機(jī)械及人工等技術(shù)手段，清理坡面不穩(wěn)定的巖石、浮土，并適當(dāng)放緩坡度，但由于本次施工現(xiàn)場(chǎng)距離居民區(qū)較近，故未采用爆破法施工。通過(guò)機(jī)械配合人工，將原有坡面上部土石方挖除，并就近回填到坡腳，回填處適當(dāng)碾壓，如坡面較高，則采取分級(jí)放坡的方式，兩級(jí)坡面之間設(shè)平臺(tái)過(guò)渡，當(dāng)坡度降低到小于土壤及巖石的內(nèi)摩擦角后，則坡面處于物理穩(wěn)定狀態(tài)。最后需清理坡面殘留的碎石及浮土，即完成坡面整理工作。

(2)采坑回填。礦區(qū)采石形成的采坑主要位于底部，坑深30～100 m 不等。對(duì)于較小、較淺采坑，利用坡面挖除的土石方及外部工程棄土回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高，對(duì)于較深采坑，予以保留用于匯水、蓄水。對(duì)于采礦形成的工礦廢棄地，整平區(qū)包括挖方整平區(qū)3 處、填方整平區(qū)3 處，土石方量918 680 m3。為保證排水，較大采坑內(nèi)分三級(jí)回填，相鄰不同高程的回填平臺(tái)之間按1∶2.4 坡度過(guò)渡。采坑經(jīng)整治后新增建設(shè)用地面積0.39 km2。

(3)擋土墻修筑。由于當(dāng)?shù)刂饕獮橹酗L(fēng)化巖和強(qiáng)風(fēng)化巖，即使經(jīng)過(guò)機(jī)械和人工整理坡面，在長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)化和雨水沖刷作用下，仍有可能造成崩塌、滑坡，為更好地防治地質(zhì)災(zāi)害，需要在山腳、山腰、山坡及平臺(tái)結(jié)合處修筑多處擋土墻。擋土墻做法主要有毛石擋土墻和植生袋腳墻兩種形式。毛石擋土墻設(shè)計(jì)h=1.8 m，d=0.8 m，利用本地自然石材及削坡產(chǎn)生的較大石塊砌筑，可節(jié)約成本。植生袋腳墻設(shè)計(jì)h=1.5 m，w=0.6 m，結(jié)構(gòu)自下而上為0.5 m塊石、1.5 m雙層植生袋、外罩格賓網(wǎng)，植生袋中成分為碎石、土壤、基質(zhì)及草、花、灌木等植物種子等。

(4)截(排)水溝修筑。對(duì)山體修復(fù)而言，怎樣解決排水問(wèn)題是保證坡面及植物恢復(fù)長(zhǎng)期穩(wěn)定的關(guān)鍵[3]。山體排水一般盡量利用現(xiàn)狀溝渠，無(wú)法利用時(shí)需增加修筑截(排)水溝，其中截水溝一般設(shè)置于坡頂距離上部邊線(xiàn)1～1.5 m 處，主要作用是截?cái)嗌巾攣?lái)水，防止來(lái)水對(duì)坡面的大量沖刷，排水溝主要設(shè)置于坡面或坡腳，主要是對(duì)地表水進(jìn)行匯集、排放。由于該礦區(qū)基礎(chǔ)條件較好，采石遺留的礦坑底層保水性好，除幾個(gè)回填坑外，其余礦坑已形成較深的積水塘。山體來(lái)水通過(guò)排水系統(tǒng)收集后集中匯入積水塘，在旱季可蓄水用于灌溉，雨季水量較大時(shí)，可通過(guò)現(xiàn)狀溝渠，橫穿第一大道排入該石料湖。

2.2 植被恢復(fù)方案及工藝

植被恢復(fù)方案既要強(qiáng)調(diào)在生態(tài)修復(fù)過(guò)程中不同植物種類(lèi)、不同工程措施的科學(xué)合理配置，營(yíng)造出穩(wěn)定的生態(tài)結(jié)構(gòu)，又要考慮通過(guò)植物布置與組合，營(yíng)造出不同空間形態(tài)的最佳觀賞效果。植物選擇上，以適合金華氣候條件、生長(zhǎng)迅速、耐瘠薄、對(duì)土壤有較強(qiáng)改良作用的植物為主。以更新演替能力強(qiáng)的植物為優(yōu)勢(shì)物種，通過(guò)物種的自由入侵及更新演替，以多樣性植物種類(lèi)及喬、灌、草的合理結(jié)合搭建穩(wěn)定的植物景觀，與山體原有植物融為一體，形成地域景觀的連續(xù)和延伸。

破損山體植物恢復(fù)不同于普通公園，需要完成從荒廢期、雜草期到優(yōu)勢(shì)物種期的過(guò)渡工程，在完成地質(zhì)修復(fù)整理后，通過(guò)先鋒植物的種植，進(jìn)一步改良土壤，改善生態(tài)環(huán)境，形成良好的基底，從而為后期建設(shè)創(chuàng)造良好的條件。因此，對(duì)于該石料礦而言，要在完成地質(zhì)災(zāi)害治理的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同區(qū)域條件采用不同的修復(fù)措施，達(dá)到快速綠化的效果，針對(duì)緩坡、一般邊坡、峭壁、水體提出以下恢復(fù)工藝：

(1)緩坡種植。坡度≤16°的緩坡，主要指相對(duì)地勢(shì)平坦的跡地平臺(tái)區(qū)以及分級(jí)放坡形成的平臺(tái)，采用直接栽植法復(fù)綠。在土壤條件較好的區(qū)域，栽植自然更新能力強(qiáng)、耐瘠薄的鄉(xiāng)土植物形成植物群落。對(duì)于碎石較多的石質(zhì)邊坡區(qū)域，土壤瘠薄，水土流失嚴(yán)重，采用表層覆土結(jié)合燕窩復(fù)綠法，在場(chǎng)地內(nèi)覆蓋不同厚度的表土，栽植抗旱、耐瘠薄、自我更新能力強(qiáng)的植物，補(bǔ)植增綠，形成整體協(xié)調(diào)的自然形態(tài)山林。

(2)客土噴播。坡度>16°而<60°的較陡邊坡，因基本為風(fēng)化巖裸露，土層瘠薄，保水性差，采用客土噴播法結(jié)合保留現(xiàn)場(chǎng)已自然更新的少量喬木的方法復(fù)綠?？屯羾姴ナ且詧F(tuán)粒劑使客土形成團(tuán)?；Y(jié)構(gòu)，加筋纖維在其中起到類(lèi)似植物根莖的網(wǎng)絡(luò)加筋作用，從而造就有一定厚度的具有耐雨水、風(fēng)侵蝕，牢固透氣，與自然表土相類(lèi)似或更優(yōu)的多孔穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)。適用于碎石較多或坡度較大，質(zhì)地結(jié)構(gòu)相對(duì)不穩(wěn)定的區(qū)域。通過(guò)坡體整形、掛網(wǎng)、噴射基材、播草、養(yǎng)護(hù)的方式，實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)。

(3)種植藤蔓植物。該石料礦區(qū)坡度較高相對(duì)穩(wěn)定的巖石坡面，即峭壁區(qū)，一般坡度≥60°，有的峭壁雖裸露破損但形態(tài)優(yōu)美，可作為特色景觀保留，但其余破壞嚴(yán)重、不能造景的峭壁，由于不能直接栽種植物，可采用在頂部和底部覆土種植藤蔓類(lèi)植物，利用藤蔓植物上爬下垂，逐漸達(dá)到坡面綠化的效果。

(4)種植水生植物。對(duì)于采礦形成的礦坑，由于長(zhǎng)期排水不暢，形成長(zhǎng)時(shí)間的積水塘，需對(duì)周邊場(chǎng)地進(jìn)行整理，引導(dǎo)地面徑流，同時(shí)對(duì)水塘周邊適當(dāng)回填土壤，形成局部保水性良好的濕地，先期栽植耐水、生長(zhǎng)迅速的水生植物，后期通過(guò)交通、休閑設(shè)施、亭廊等硬質(zhì)元素的建設(shè)營(yíng)造濕地景觀。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害治理與植被恢復(fù)相輔相成

本工程因地制宜，根據(jù)不同地形條件選用了多種生態(tài)修復(fù)技術(shù)，將治理工作分為地質(zhì)災(zāi)害治理與植被恢復(fù)兩個(gè)部分，相輔相成，和諧統(tǒng)一。邊坡的穩(wěn)定性直接關(guān)系到植物的成活，在易發(fā)生滑坡、坍塌等災(zāi)害的邊坡上，不論種植何種植物、采取何種修復(fù)方法都無(wú)法達(dá)到良好的生態(tài)演替效果。修復(fù)后植被的生長(zhǎng)可加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害治理的效果，植物根系生長(zhǎng)有良好的固土作用，有利于降低巖石面的風(fēng)化和水蝕作用，植物生長(zhǎng)茂盛，葉面覆蓋坡面，可降低巖面溫度，減小晝夜溫差，有利于防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。因此，在實(shí)際工程中要將地質(zhì)災(zāi)害治理與植被恢復(fù)放到同等重要的位置，植被修復(fù)前對(duì)邊坡穩(wěn)定性做嚴(yán)格、全面的安全評(píng)估，對(duì)于深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問(wèn)題先通過(guò)適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┘右越鉀Q，在后期養(yǎng)護(hù)中，也要經(jīng)常觀測(cè)山體的異動(dòng)，做到及時(shí)預(yù)警，及時(shí)處理。

3 總結(jié)

工程實(shí)施后，該廢棄石料礦的受損山體得到有效的修復(fù)，綠化覆蓋率由30%提升到90%以上，達(dá)到了原有設(shè)計(jì)目標(biāo)，為周邊生態(tài)區(qū)、工業(yè)園區(qū)、社區(qū)等創(chuàng)造了良好的生態(tài)環(huán)境，提升了該地區(qū)的整體形象，改善了區(qū)域的投資環(huán)境，產(chǎn)生了良好的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

也要充分認(rèn)識(shí)到，環(huán)境的保護(hù)不應(yīng)局限于山體破壞后的修復(fù)，更應(yīng)通過(guò)制定嚴(yán)格的法律法規(guī)來(lái)構(gòu)建更加完善的政府監(jiān)管體系，最終實(shí)現(xiàn)資源開(kāi)采與環(huán)境保護(hù)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展[4]。