矿山废弃地生态环境治理工程实践研究

矿山废弃地生态环境治理工程实践研究

摘要:

矿产资源开发利用会不同程度地对周围生态环境造成影响,主要是对地形地貌景观格局的改变,土壤侵蚀和植被砍伐造成水土流失,引发地质灾害以及生态环境质量下降,给周围居民生活、工作等带来负面影响。本文以工程实例介绍了矿山废弃地破坏形成的原因、生态环境破坏程度和生态环境治理工程具体实施技术方法,从青山工程实施过程中土地权属、技术、监管等方面提出几点建议,为其他工程项目提供依据,具有一定的参考价值。

关键词:

生态环境治理;矿山废弃地;青山工程;工程实践

随着我国国民经济的稳步发展以及人们生产、生活的需要,矿产资源开发利用的规模不断扩大。它不仅提供了资源保障,同时也产生了相关的矿山地质环境问题,较明显的是矿产开发后形成废石堆积物、损毁的山体对地形和地貌景观的破坏、森林覆盖率降低和土壤污染对周边生态环境产生负面的影响等。为了使矿山被破坏的地质环境、生态环境得以恢复,需要采取一系列的矿山地质环境治理措施,保护生态环境资源。笔者以辽宁省鞍山市岫岩满族自治县偏岭镇荒沟村取土场(下称荒沟取土场)的破损山体治理工程为工程实例,分析了破损山体形成的原因、生态环境破坏的情况、采取的治理措施、达到的治理效果以及实际工作中遇到的问题和启示。

1矿区损坏形成原因以及生态环境破坏程度的分析

1.1矿区损坏形成原因及概况

进入20世纪90年代,在“要想富,先修路”的思想指导下,岫岩山区的公路建设进入了新的发展机遇期。但是,相关设计规范标准低,粗放型经营管理,开采设备较陈旧,无序开采等原因都会造成本来绿绿的青山满目疮痍。水土流失、生态失衡、植被破坏、地质灾害隐患等问题层出不穷。荒沟取土场就是其中之一,系高速公路建设用碎石土取土场。经数年来的开采,已形成了南、北两个露天采场,总破坏面积约97938.23m2。北部采场:在治理地区的北部,近圆形,长约为363m,宽约为281m。采场最大开采高度为68m,开采边坡角度一般为7°~42°,部分采场边坡角度为60°~80°。该取土场采挖主要以风化岩及表土为主,开采无规律,采区内形成很多裸露岩体及采坑。南部采场:在治理地区的西南部,为北西—南东向展的椭圆状,长约为213m,最大宽度约为95m。采场最大开采高度约为24m,开采边坡角度一般为45°~80°,开采性质与北部采场基本相同。

1.2矿区生态环境破坏程度分析

整个矿区没有形成统一的规划和规模开采,导致地形地貌的局部改变。树木的砍伐导致植被破坏,土壤的侵蚀与破坏造成一定程度的水土流失,一系列的矿山活动使得整个矿区景观格局发生改变,生物数量造成一定程度上的减少,生态环境造成一定程度上的破坏,与地质灾害隐患并存。

1.2.1植被及野生动物栖息场所的破坏

我国生态系统分为草原生态系统、森林生态系统、农业生态系统、荒漠生态系统、海洋生态系统和湿地生态系统。每个生态系统中都有特定的生物群落[1]。本矿山采用的是露天开采,采矿使矿区及其附近地区的植被和野生动物消失或干扰、破坏它们的栖息地,使这些生物的数量在自然界或局部地区减少。生物不能脱离环境而生存,而是在特定的环境中生存和繁衍,所以采矿行为在一定程度破坏了矿区生态系统生物群落,也影响了矿区生态系统的循环。

1.2.2地形地貌景观格局的破坏

采矿的剥岩(土),使得岩石、土壤风化后的半风化、残积层基岩和岩石裸露在外面,特别是露天采矿,在地表形成新的凹陷坑,改变了自然地形,改变了原地貌特征的使用价值和存在价值,在绿色覆盖区域呈现出与自然景色呈巨大反差的灰白色“天窗”。矿区在岫岩山区交通沿线上,不仅降低了视觉影响效应,而且影响当地居民的生活质量,也影响到该地区经济发展。另外,矿区地形的变化也直接导致矿区内地表水、地下水的补给和排泄条件的改变,造成水土流失,进而存在地质灾害的隐患。

2治理措施

按照《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》和《辽宁省“青山工程”闭坑矿山破损山体治理工程技术管理要求》等相关文件要求,结合矿山地质环境特点及因地制宜治理原则,对露天采场边坡进行生态护坡处理,对整个场区进行平整、客土、灌排工程及植被恢复工程以达到生态环境治理要求。

2.1清理工程

由于长期风化剥蚀,基岩面开裂以及原始残存有许多危险岩块,但体积较小,因此采用人工拉撬危岩的方式,整理岩腔和岩坎中的碎石,把坡上的危岩清理掉。这种方式清理过程相对安全,投资相对较低,适合本项目工程实际需要。

2.2边坡工程

主要对南部采场的高陡边坡进行治理。将采场高于60°的斜坡划分为A、B两个剖面,根据设计要求采用液压镐由上向下进行,10m左右划分为一个台阶。中间留有3m宽的作业平台。为防止坡体失稳滑动,清除边坡局部的危岩,对角度较大的边坡进行削坡处理,削至30°以下以消除崩塌和滑塌地质灾害隐患,边坡坡面进行生态护坡处理,利于植物生长使坡面总体美观自然。

2.3场区平整工程

边坡工程完成后,需对治理区内的平台和采场坑底及工业场地进行平整。平整时对于平台堆积的大块碎石可用挖掘机进行填埋,对于小块的碎石可用推土机进行平整、夯实。施工平整时要把小块碎石尽力推在平台表面上,当表面废石粒径大过客土时,防止土壤填到缝隙损耗土量。平整时还应注意到平台及边坡倾斜角度,作业面形成向低处倾斜3‰左右坡度,使雨水向低处出口处汇集。场区平整地块为2块,北部采场不进行大面积平整,全面撒播草籽,部分种植刺槐,经过一段时间可自行复绿。南部采场进行全面平整。

2.4客土工程

根据矿山破坏现状及恢复生态环境需要,整个治理区内需全面客土,以确保植树种草的成活率。南部采场客土平均厚度为0.5m,来满足植物的生长需求。北部地区种植刺槐,采用穴栽,规格0.8m×0.5m×0.6m。客土源土质基本为生土,因此需要用鸡粪和草炭土对土壤进行改良,以增加土壤的保水保肥能力,必要时加入土壤改良剂等使土壤理化性质快速改变而达到种植需求,在加入时必须与土壤充分搅拌均匀,防止出现“烧苗”现象,影响栽种苗木的存活率。

2.5种植工程

由于治理区的露天开采造成土地的损毁和生态环境的破坏,很难依靠自然条件进行恢复,且因恢复周期较长,所以采用人工种植进行恢复植被,从而达到生态环境协调平衡。首先选出合适的植物来重建人工的生态系统。按照治理区植被重建任务和生态重建的目标,根据治理区自然条件,选定的植被要具备很强的适应抗逆境和脆弱环境的能力;生命力强才能形成较稳定的植物群落;根系发达、有好的生长速度才能形成网状根来固持土壤;相比之下播种栽培容易,成活率较高。采用乔灌草混播方式重建植被生态系统,植物种类选择种植刺槐、紫穗槐、羊胡草等。刺槐耐湿、耐寒、抗拟性、抗风沙极强,在湿度大的地区适宜种植,根部根疣有改良土壤的作用,枝叶吸收烟尘效果较好。紫穗槐耐水湿、耐瘠、耐轻度盐碱土,适宜在河堤、河岸、山坡、沙地及铁路沿线种植,可以护堤防沙、防风固沙。羊胡草喜温、耐旱,耐寒不耐水淹,土壤条件要求不高,除低洼内涝地外,其他土壤条件都可以种植,适合土层厚、排水好、富含有机质的土壤,根茎分蘖力很强,向四周辐射成根网状,可以保持水土。平台播种刺槐,种植间距1.5m×1.5m,坑穴规格0.5m×0.6m×0.8m,每穴种1株。坡面种植紫穗槐,开挖鱼鳞坑规格为0.7m×0.5m×0.6m。此外,整个治理区均匀撒播羊胡草籽以达到乔灌草混播种植,使生态环境协调统一,景观格局自然美观。

3治理效果

(1)按照合理的治理措施施工,大大提升了矿山废弃地的生态环境。新增大量绿地,增加了土地利用面积,使因采矿而破坏的土地植被得到全面恢复,提高了生态环境质量,促进了生态系统的良性发展。(2)实施矿山地质环境的治理工程后,提高了矿区附近空气质量。栽种的树木可以防风、保持水土和涵养水源。绿树成行、芳草如茵的景观格局基本形成,为当地居民生产、生活提供良好的生态环境。(3)治理后提高了矿区的植被覆盖率,制止矿区和周边地区环境恶化,合理管护会达到植物生态系统的稳定性与多样性的效果。吸引周边动物群落的回迁,增加动物群落多样性,达到植物动物群落的动态平衡,使生态系统恢复到初始状态。

4工程实施中遇到的问题及建议

4.1土地利用及权属方面

项目区土地所有权是辽宁省鞍山市岫岩满族自治县偏岭镇荒沟村。在工程施工前,需要进驻大型工程设备,这就需要对部分进入矿山的山间道路进行扩路及修缮加固,一方面方便设备、车辆顺利进入治理区,保证工程的正常顺利进行,另一方面对项目治理结束后管护工作有利。而在实施道路工程时,涉及占用村民所谓自家“小开荒”“坡耕地”等土地权属问题,实际上是村民自行开荒种植并非个人承包土地,但在实施工程时,村民却要求不同程度的赔偿,影响了工程进度及资金合理分配。形成这种情况的原因主要一是历史遗留问题,村民在条件允许没有任何监管的前提下已经进行了开荒种植;二是村民对生态环境治理没有概念,对环境保护、地质灾害等意识淡薄,只看到眼前经济利益而没有看到未来宏观整体面的环境效益、社会经济效益。首先,要加大对环境保护、生态环境治理、地质灾害防治等相关知识和政策的宣传力度,切实深入乡村,提高村民的环保意识和整体素质;其次,项目承包单位应与村委会等土地直接管辖组织及时沟通,在村民和项目单位中架起一座沟通的桥梁,充分发挥村级组织的协调能力,保证工程的顺利实施;最后,可以根据治理情况,治理结束后给予村民分配管护等工作以达到补偿目的,若项目采用种植经济林进行生态治理,可以优先承包给之前占用土地的村民,既满足了村民的补偿要求,又可以带动当地生态、经济协调发展。

4.2工程施工技术方面

在工程具体实施过程中,对南部采场高陡边坡进行削坡工程时,施工难度较大,如果坡面未满足种植要求的角度,就要重新损毁植被和土地,或者采用大量废石堆积成坡面,但后者稳定性差、易产生地质灾害。后经过专家论证,提出采用挂网喷播技术对此处高陡边坡进行生态环境治理以达到治理要求。现在我国矿山环境的恢复治理技术方法单一,水平低,工作起步慢,问题矿山多,矿山治理的科学化、规范化不足[2]。模式化、固定化的矿山环境治理技术占主导,导致不同类型的矿山治理措施一致,不能因地制宜,根据需要治理,恢复成更具有经济、生态环境、景观价值的矿山绿地。应创新矿山生态环境治理技术,拓宽治理领域,针对不同类型的矿山,分别采用团粒或高分子植生、喷播、覆土植绿、削坡整形等复合技术措施进行治理。同时,根据不同矿山所处地理位置、周围景观等分析社会经济因素,打破植被恢复传统理念,可适时将矿山废弃地恢复成经济林地、地质公园等新型生态治理模式。

4.3监管及管护方面

在矿山开采使用保护中,地方政府对待矿山保护意识不足,缺少生态保护的全局观念,注重地方政绩,刻意加快经济发展速度,对环保意识认识不足[3]。利益驱使小型矿山单位过度开采矿产资源,同时没有保护和治理当地生态环境,导致生态破坏和环境污染问题非常严重。地方政府只顾眼前利益,对这些中小企业的监管不力,出现矿山企业乱采滥挖、无证偷采、越界开采等现象,甚至矿产开采项目没有经过环评审批就直接开采,导致矿产资源的耗费和破坏生态,影响周边群众的正常生活。地方政府监管部门、矿山企业以及当地居民三方面应该建立起积极的协作关系,共同努力寻求资源、生态、经济的共享发展模式。矿山环境治理工程后,存在的问题有矿山地质的环境监测、植被管护等。防治地质灾害,保证植被的成活率,需要相关专业人员定期监测以及修剪、补栽树苗。省市县成立了青山工程专职管理局,但是后期监管管护责任主体仍不明确,监管存在不及时、不到位的情况。建议明确责任主体、责任人,建立项目跟踪档案,对项目的方案、设计、施工、竣工以及后期管护都要严格监督监管,保证工程质量。同时,重视加强后期管护工作的监督监管,同第三方建立合作,定期对工程项目进行监测检查,让前期工程资金、人力、资源等投入得到有效利用,实现环境治理,保证生态环境有效循环。

5结论与建议

“青山工程”是一项利国利民、功在千秋的矿山地质环境治理工程,矿山废弃地生态环境治理工程的实施使矿山建设运行产生的不利环境影响得到了有效控制,保护了治理区生态环境资源,对于维护和改善治理区环境质量起到了良好作用。本次生态环境治理工作,提高了治理区生态环境质量,预防了水土流失、崩(滑)塌、滑坡坍塌、泥石流等地质灾害,改善了矿区周围农民的作业和生活环境,在一定程度提高了当地经济效益。当然,生态环境治理工程不是简单的植树种草工程,是系统的、综合的、可持续性的治理工程。需使用景观生态学、生态环境学、地质灾害治理与防治、环境工程学、植被恢复技术等理论,联系治理区社会、环境、经济等因素系统地综合治理和合理规划项目。需要不断创新治理技术,积累治理经验,拓宽治理领域,使矿山环境治理工程规范、科学、合理,实现区域生态环境的可持续发展。

参考文献

1姜建军.矿山环境管理使用指南[M].北京:地震出版社,2004.

2李君浒,董永观,董志高.我国矿山环境的治理现状与前景[J].生态经济,2008,(12):76-81.

3程宝成,陈震.我国矿山环境治理现状及措施研究[J].资源与产业,2014,(4):5-99.

作者:王旭