張猛

(黑龍江省樁基礎(chǔ)工程公司，哈爾濱150036)

0 引言

當(dāng)今世界，可持續(xù)發(fā)展成為世界各國(guó)共識(shí)。土地荒漠化、水土流失、采礦對(duì)環(huán)境的破壞等問題日益嚴(yán)重，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)［1］，目前我國(guó)因露天開采、開挖和各類廢渣、廢石、尾礦堆置等，破壞與侵蝕的土地面積超過400萬hm2。但全國(guó)土地復(fù)墾率不足12%，其中，采石場(chǎng)的生態(tài)復(fù)墾率還更低。本文以采石場(chǎng)水土流失防治為主要問題，探討了生態(tài)重建對(duì)水土流失防治的作用。

1 采石場(chǎng)分布現(xiàn)狀及其主要地質(zhì)環(huán)境問題

一般來說，露天礦山災(zāi)害類型多為水土流失、排土場(chǎng)(山體)滑坡、泥石流，邊坡坍塌等。采礦地的土地問題主要為:耗費(fèi)過量的土地資源;開采后破壞的土地，既喪失原有的自然生態(tài)系統(tǒng)，又難以直接成為進(jìn)一步服務(wù)于某種社會(huì)一經(jīng)濟(jì)目的的用地。采石場(chǎng)水土流失的治理是采石場(chǎng)環(huán)境治理基礎(chǔ)，具有改善環(huán)境的意義，其他相關(guān)治理工程和方案都會(huì)受水土流失治理的影響。采石場(chǎng)的分布特征及主要環(huán)境問題:

1.1 采石場(chǎng)分布特征

我國(guó)采石場(chǎng)具有數(shù)量多、多為中小型、分布零散的特征，在東南沿海地區(qū)尤為集中。

在現(xiàn)階段，我國(guó)采石場(chǎng)絕大部分為山坡型采石場(chǎng)，年生產(chǎn)規(guī)模3萬～5萬t。據(jù)統(tǒng)計(jì)，浙江省有采石場(chǎng)5 000多家，幾乎都是各種類型的鄉(xiāng)鎮(zhèn)采石場(chǎng)。重慶市主城區(qū)600 km2范圍內(nèi)到2003年底有采石場(chǎng)567家［2］。在重慶烏江沿線約3 km2長(zhǎng)的公路邊有采石場(chǎng)17家，而在碧筱溪不到1 km2范圍內(nèi)有采石場(chǎng)40多家。

1.2 地質(zhì)地貌景觀破壞

采掘場(chǎng)的露天挖采，產(chǎn)生大面積的挖損地，導(dǎo)致大面積的巖石裸露，自然山體的輪廓線也被破壞，形成大量裸露的山體缺口、開采形成的垂直立面上存在的浮石或風(fēng)化形成的石塊，導(dǎo)致對(duì)土地的過量占用及對(duì)原生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

1.3 土地資源破壞、水土流失問題嚴(yán)重

目前，由于大多數(shù)采石場(chǎng)沒有防止水土流失的措施，如設(shè)置攔渣壩、擋土墻，也未進(jìn)行復(fù)墾綠化，給當(dāng)?shù)卦斐闪藝?yán)重的水土流失、泥石流，滑坡等生態(tài)問題。采石過程中產(chǎn)生的固體廢棄物和表層剝離土、露天采場(chǎng)坑底、邊坡臺(tái)階，固體廢棄物堆放場(chǎng)地等，都對(duì)土地資源進(jìn)行了破壞。

2 水土流失及防治對(duì)策

2.1 水土流失

通常情況下，受采石影響而被破壞的植被面積比采石口的面積大許多，常常是采石口面積的5倍［3］，造成的水土流失后果相當(dāng)嚴(yán)重。

2.1.1 水土流失的影響因素

造成采石場(chǎng)水土流失的因素很多，從成因分析看，主要是自然因素和人為因素兩方面所致，自然因素是水土流失發(fā)生和發(fā)展的內(nèi)在條件。易于發(fā)生水土流失的地質(zhì)地貌條件和氣候條件是造成發(fā)生水土流失的主要原因。人為因素加劇了礦山土壤的侵蝕。采石場(chǎng)開采之前，對(duì)采礦區(qū)域的山體剝離的植被層和表層土壤，遇到雨極易造成水土流失。開采過程、推進(jìn)方向以及穿爆工藝等形成的碎石、粉塵等加劇了水土流失產(chǎn)生。

2.1.2 水土流失形成機(jī)理

水的侵蝕作用，礦山開采過程中產(chǎn)生的渣、土、山體剝離植被層，表層土壤等松散堆積物，在雨滴的打擊和水流的動(dòng)力作用下，渣土顆粒等具有結(jié)構(gòu)疏松，孔隙度大的特點(diǎn)，質(zhì)量不足以抵抗水流動(dòng)力而發(fā)生位移運(yùn)動(dòng)，形成水土流失;重力侵蝕作用，在采石場(chǎng)開采中，開挖土石方及采集礦料時(shí)，改變了原有地形地貌，使原有山體土石結(jié)構(gòu)改變，平衡失穩(wěn)。還有有的棄渣堆積高度過高，在雨水滲入后加重了堆積物的自重或在堆積體上方某處形成滑坡面，這些都為崩塌、滑坡、泥石流等重力侵蝕創(chuàng)造了條件，在自然因素及人為因素的觸發(fā)下，有可能產(chǎn)生坍塌、滑坡等重力侵蝕，造成水土流失。

2.2 生態(tài)重建運(yùn)用于水土流失防治

采石場(chǎng)生態(tài)重建是指采石場(chǎng)在完成或被終止及關(guān)閉其采石功能之后的生態(tài)恢復(fù)。生態(tài)恢復(fù)與重建是根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，通過一定的生物、生態(tài)以及工程的技術(shù)與方法，人為地改變和消除生態(tài)系統(tǒng)退化地主導(dǎo)因子或過程，調(diào)整、配置和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部及其與外界的物質(zhì)、能量和信息流動(dòng)過程及其時(shí)空秩序，使生態(tài)系統(tǒng)地結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)學(xué)潛力盡快地恢復(fù)到正常的、或原有的乃至更高的水平［2］。包括改造導(dǎo)致生態(tài)惡化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，從而迅速提高土地生產(chǎn)力，并使生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入良性循環(huán)。生態(tài)重建的實(shí)質(zhì)是可持續(xù)發(fā)展能力的建設(shè)。

采石場(chǎng)生態(tài)重建思路可以概括為:邊坡及石壁治理，對(duì)采石陡壁及其它受影響的邊坡采取必要的措施予以穩(wěn)定，排除安全隱患，這是生態(tài)重建的重點(diǎn)和難點(diǎn);建立完善的場(chǎng)地排水系統(tǒng)，即對(duì)采石場(chǎng)周圍的排水系統(tǒng)作好疏導(dǎo)，防止水土流失;對(duì)石壁、采掘區(qū)及生產(chǎn)設(shè)施占用區(qū)域土地進(jìn)行綠化。

采石場(chǎng)生態(tài)重建關(guān)鍵是綠化技術(shù)及土地整理工程。綠化技術(shù)的思路是:在石渣、石粉占據(jù)地表上層并具有一定的厚度的地域，對(duì)石渣進(jìn)行換土處理，并輔以其它的栽培措施，創(chuàng)造植物生長(zhǎng)條件。品種選樣時(shí)根據(jù)各地條件和景觀要求而定，一般選擇耐貧瘠耐干旱的品種種植。

土地整理工程的施工思路，平整回填采用分層填筑，底層回填的是粗?；虼髩K及含不良成分的巖土，頂層回填為品質(zhì)適宜的土層和富含養(yǎng)分的土層，以利于植被生長(zhǎng)和植被群落的恢復(fù)?；靥顣r(shí)，在碾壓次數(shù)和質(zhì)量、壓實(shí)度、松散密度方面嚴(yán)格控制，符合回填要求，回填物最大粒徑≤300 mm。最后，就地取材，開采期間剝離的土壤可以用來回填，其厚度保持平均，層厚≥0.5 m，不足部分用客土填補(bǔ)。

生產(chǎn)設(shè)施占用區(qū)域、采石場(chǎng)道路區(qū)域進(jìn)行土地平整翻松，平整后的場(chǎng)地坡度在3°～10°，采石場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)施占用區(qū)域邊緣處，應(yīng)將邊坡坡角控制到10°以內(nèi)，以利于植物生長(zhǎng)。

采石場(chǎng)生態(tài)重建另一個(gè)關(guān)鍵是邊坡及石壁治理技術(shù)。對(duì)邊坡的治理技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單也較為成熟:為使邊坡變緩和減輕滑動(dòng)體的重量，提高邊坡的穩(wěn)定性，開采過程中可適當(dāng)增加開采面處削坡工作量，減小開采面的坡角。閉坑停采后，采用人工削坡減載的方式對(duì)開采邊坡進(jìn)行削坡處理，將最終邊坡角控制在60°范圍內(nèi)，使邊坡達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。采石場(chǎng)應(yīng)該具有比較完善的場(chǎng)地排水系統(tǒng)，在邊坡坡頂、坡腳設(shè)置排水溝和坡頂外圍設(shè)置截水溝等排水設(shè)施，將水引導(dǎo)到采場(chǎng)外邊，排除地表水，改善邊坡穩(wěn)定條件，提高邊坡穩(wěn)定性。

石壁具有表面溫差大、陡峭無土壤、難以保水保肥的特點(diǎn)，是生態(tài)重建重點(diǎn)。國(guó)外對(duì)石壁的治理技術(shù)有:直接掛網(wǎng)噴草技術(shù)、噴混植草技術(shù)、人工植生盆法、石壁掛籠法、板槽法、平臺(tái)法、景觀再造法等。介紹國(guó)內(nèi)引入的兩種石壁治理技術(shù):

對(duì)45°～65°的陡壁的治理，宜采用噴混植草技術(shù)。用錨釘將鐵絲網(wǎng)牢牢地固定在石壁上，再噴一層厚度超過10 cm的膠結(jié)劑，再在膠結(jié)劑上噴一層肥料、灌草種子、保水劑等相混合的材料。其缺點(diǎn)是工程造價(jià)高、施工難度大。

對(duì)坡度在40°以下的石壁的治理技術(shù)，宜采用直接掛網(wǎng)噴草技術(shù)。首先將石壁表面整平，然后將各種織物的網(wǎng)(如土工網(wǎng)、麻網(wǎng)、鐵絲網(wǎng)等)固定到石壁上(可以按一定的間距，在石壁上錨釘或用混凝土固定)，再向網(wǎng)內(nèi)噴一定厚度的植物生長(zhǎng)基，生長(zhǎng)基包括可分解的膠結(jié)物、有機(jī)和無機(jī)肥料、保水劑等［5］。最后將草籽與一定濃度的黏土液混合后，噴射到生長(zhǎng)基上。

從國(guó)外引入的生態(tài)重建技術(shù)成本過高，如植被型生態(tài)混凝土的護(hù)坡工程費(fèi)用為1 200～2 000元/m2［6］。國(guó)內(nèi)石壁治理技術(shù)也取得比較好的發(fā)展，廣州市林科所提出了魚鱗穴、飄臺(tái)和燕窩翼方法。魚鱗穴法，選擇陡直的石壁面上較大的石縫，采用小面積定向爆破形成魚鱗狀洞穴，將栽種植物的填土竹筐放置其中。飄臺(tái)法，在特別陡峭平滑的石壁鉆洞灌漿，用鋼架支起來一行一行長(zhǎng)短各不同的飄臺(tái)，然后在飄臺(tái)中填土種植。燕窩法則是將石壁面的凸出部位所形成的石臺(tái)用紅磚在其上砌筑大小長(zhǎng)短不一狀似燕子巢穴的圍欄，穴中填土，并種植植物。生態(tài)重建時(shí)，根據(jù)具體地質(zhì)、地貌環(huán)境靈活采用一種方法或幾種方法綜合運(yùn)用，達(dá)到治理的目的。生態(tài)重建不意味著在所有場(chǎng)合下恢復(fù)原有的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)重建的關(guān)鍵是恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)必要的結(jié)構(gòu)和功能，并使系統(tǒng)能夠自我維持和交換。在整治內(nèi)容、范圍，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與效果情況方面，生態(tài)重建有它的優(yōu)點(diǎn)和側(cè)重。生態(tài)重建是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程:將生物治理、土建工程，調(diào)控水工程和社會(huì)管護(hù)四個(gè)方面緊密結(jié)合，發(fā)揮綜合作用。

生態(tài)重建在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)上，重在預(yù)防，實(shí)現(xiàn)生物生態(tài)功能的重建與恢復(fù);在工程內(nèi)容上，力求將生物生態(tài)、調(diào)控水流、土建工程、后續(xù)管理看護(hù)工程結(jié)合，開發(fā)生物生態(tài)自我調(diào)控機(jī)制;治理模式側(cè)重，防治水土流失及場(chǎng)地排水系統(tǒng)建設(shè);治理范圍，則是采石場(chǎng)整個(gè)區(qū)域，實(shí)施效果比較好，受制約因素少，四大工程共同發(fā)揮作用，保證土建工程能長(zhǎng)期發(fā)揮作用。常規(guī)土建工程目標(biāo)單一、受限制條件較多，重在直接效果。

3 結(jié)語(yǔ)

良好的生態(tài)環(huán)境是可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，正確處理生態(tài)環(huán)境與開發(fā)利用礦產(chǎn)資源的關(guān)系，采用生態(tài)重建技術(shù)因地制宜，結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，引進(jìn)資金，使生態(tài)環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)，合理安排礦山利用類型的格局，解決突出的地質(zhì)災(zāi)害，服務(wù)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是生態(tài)重建的目標(biāo)。

［1］ 劉仁芙.我國(guó)土地復(fù)墾形勢(shì)與政策建議［J］.中國(guó)土地.2002 (3):31－34.

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［5］ 蔡高堂，揚(yáng)少俊，趙冬蓮.深圳市廢棄采石場(chǎng)水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)措施［J］.中國(guó)水土保持，2002(4):39－40.

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