馬槽 周永貴
(昆明市東川區(qū)水務局 云南昆明 654100)
東川礦區(qū)范圍為東經102°41′—102°51′,北緯26°8′—26°30′,面積約660km2,礦區(qū)氣候屬亞熱帶、溫帶交疊型,氣溫在41℃至-1.8℃之間,年平降水為600-1200mm,基本集中在6-9月,其中以7、8月份居多,主導風向為南北風;礦區(qū)地形主要特征是阿爾卑斯型中高山,被眾多呈南北向和東西向的“V”形山谷切割,地勢陡峭,坡度一般在30-40°之間;在地質結構上,屬華夏大地構造單元上的康滇地軸的一部分,稱之為“東川塊狀隆起”,地層由元古界昆陽群地層、震旦系地層和少量的古生界、第四系地層及火山質碎屑巖等所組成。東川銅最早記錄見于公元4世紀,東晉《華陽國志南中志》記錄了當時堂螂產白銅。明萬歷年間,由于資本主義萌芽,中國的商業(yè)有了很的發(fā)展,帶動了貨幣的廣泛使用,而滇銅則作為貨幣原料的主要產地。新中國成立后,國家將東川作為一五重點項目加以建設,銅礦的開采迎來了一個高峰。
隨著經濟社會的不斷發(fā)展,新時期的開采技術的不斷成熟,采選技術的不斷提升,人為破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象明顯減少,但在開采過程中仍不可避免的對水土環(huán)境帶來一定影響。
礦山在建設生產過程中,改變了原有地形地貌,除了對本區(qū)水土環(huán)境造成破壞外,還會對區(qū)域生態(tài)環(huán)境產生影響,大面積的水土流失,破壞生態(tài)環(huán)境,造成下游河道淤積堵塞,河道抬升,對沿河構成安全威脅。其主要表現(xiàn)形式為以下幾類。
礦產資源是地殼在其長期形成、發(fā)展與演變過程中的產物,往往需要經歷多次的構造運動,經過一系列的地質作用聚集形成。因此,礦山建設生產,不可避免的對原地貌進行破壞重建,在進行探、采過程中,必然要對地表進行開挖,形成的大小邊坡,破壞了原有土體平衡,容易造成邊坡失穩(wěn),在邊坡自身重力和降雨徑流的作用下,造成規(guī)模不一的水土流失。
礦山建設生產過程中,除去自身建設需消耗部分棄土(渣)外,大部分棄土(渣)需要通過外運或新建棄渣場的方式來加以消耗,無論是何種形式的渣場,均需對原地形地貌加以改造,使之滿足使用功能。因此,棄土(渣)的客觀存在和消耗,在一方面壓占土地對地表環(huán)境造成損害,另一方面因自身的物質組成在長時期不能被植被覆蓋,在外力作用下容易流失,易對周邊生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。
地表塌陷屬于重力侵蝕的一種,大部分資源埋藏在地下,在采掘過程中,破壞了原有的應力環(huán)境,加上地表大氣、水環(huán)境的影響,容易在礦體上部地表造成張裂和塌陷,從而改變地表形態(tài),影響水土環(huán)境。
地表、地下水系的形成是一個漫長而復雜的過程,是生態(tài)系統(tǒng)為了維持自身的平衡而做出的自然選擇。水系統(tǒng)的破壞主要表現(xiàn)在對地表環(huán)境破壞后,地表徑流流向改變,入滲量的減少以及地表、地下水力參數(shù)的改變。新的水流形態(tài)必然會帶來新的沖淤變化。
目前邊坡的治理主要采取工程措施加生物措施相結合的手段來進行。工程措施主要包含放緩邊坡、支擋、巖土加固、坡面封閉防護等。通過削坡減載,削掉部分不穩(wěn)定的巖土體,達到減輕土體重量,減緩邊坡,提高其穩(wěn)定性;在此基礎上,通過對不穩(wěn)定的巖土體進行支擋防護以維持土體平衡。同時在坡面通過錨桿、錨索、注漿等方式封閉整改坡面,避免受到外力的影響和作用致使邊坡失穩(wěn)。植物防護主要是在工程防護的基礎上,通過提高坡面植被覆蓋度,減少降雨對坡面的影響。
截流排水,是礦山水土保持治理中常見的一種方法,為了確保作業(yè)區(qū)或生活區(qū)的安全運行,需要將上游來水通過截流排水的方式將其引至上述區(qū)域以外,避免了上游來水可能會對生產生活區(qū)造成的影響,同時也防止徑流對已擾動地表的沖刷,帶來新的水土流失。
棄土(渣)的存在,以及隨意的丟棄,是礦山水土流失最為常見的一種方式。水土保持“先攔后棄”的理念,即是對上述水土流失防治最好的注腳,常見的有渣場集中堆放,亦有臨時攔擋,渣體表面綠化等。
前述坡面治理、渣場防護所采用的植被覆蓋措施,在增加植被覆蓋度的同時,其主要作用在于減少降雨侵蝕力,對大氣降水進行重新分配和有效調節(jié),發(fā)揮其獨有的水文生態(tài)功能。研究表明,植被系統(tǒng)一般可分為3個層次,即冠層、枯落物層、含根土壤層,3個層在防止土壤侵蝕中各具特性,冠層能夠減少林地的有效降水量,延長降水、產流歷時,削弱雨滴擊濺地表的能力,控制土壤侵蝕的發(fā)生;枯落物層和含根土壤層能夠再一次固土保水,涵養(yǎng)水源,減輕坡面徑流侵蝕。
傳統(tǒng)的防護措施在一定程度上能夠滿足防止水土流失的需要,但在綜合防治的效果上仍顯不足,一方面是由于部分水土保持方案編制單位不愿深入研究下功夫,另一方面則是建設單位的水土保持意識仍待提高和加強。
礦山建設生產涉及區(qū)域廣泛,由于立地條件的不同,自然條件各異,需要進行水土保持生態(tài)修復進行分區(qū)治理,設定不同的生態(tài)修復目標。在水土保持措施設計時,應充分考慮水土的平衡,不同高海拔生態(tài)系統(tǒng)的保護與恢復,特定的土壤侵蝕區(qū)的重建恢復等,依靠生態(tài)系統(tǒng)自身的調控能力和人工調控能力的相互作用,達到生態(tài)修復和治理的目的。以一個小流域為例,只有明確分區(qū)治理任務和目標,綜合喬、灌、草等植物措施,坡面水系等溝坡工程措施和科學的農耕措施有機結合,有利于流域內生態(tài)環(huán)境恢復、生物多樣性和安全生產條件的綜合改善,才能夠起到綜合立體防護,充分體現(xiàn)人與自然和諧共處的理念。
礦山生產提倡綜合利用和循環(huán)利用,在水土保持措施設計時,應當從一開始的基建期土石方平衡上尋找自身可消耗利用的部分,對表層土的剝離利用應有綜合的考慮,結合未來生產生活區(qū)的覆土綠化,渣場、尾礦庫的覆土封場等,確定其存留的位置與臨時防護措施;棄土(渣)的流向也是礦山建設生產過程中比較容易破壞周邊生態(tài)環(huán)境,產生水土流失的薄弱環(huán)節(jié),在措施設計中,除了傳統(tǒng)的渣場堆存外,提升水土保持綜合利用力度,實現(xiàn)水土保持生態(tài)效益、社會效益和經濟效益。
區(qū)域生態(tài)質量,是當前全社會共同關注的熱點問題,是基于生態(tài)系統(tǒng)評估、環(huán)境承載力、可持續(xù)發(fā)展等理論體系的綜合學科。礦山水土保持措施設計,在有針對性的防范的同時,應綜合考慮區(qū)域整體生態(tài)環(huán)境,從大環(huán)境為切入點,與大的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)相融合,使點上的生態(tài)修復能夠融入大的生態(tài)系統(tǒng),從而實現(xiàn)環(huán)境的有機結合與統(tǒng)一。
充分發(fā)揮生態(tài)的自我修復能力。在對重點治理區(qū)進行治理的同時,積極開展了生態(tài)自我修復的研究和推廣工作。最大限度的避免礦山建設生產對環(huán)境的不利影響,盡量依靠生態(tài)系統(tǒng)的自然修復能力恢復植被。結合水利部提出的“充分發(fā)揮大自然的自我修復能力,實施生態(tài)修復工程”水土保持新思路,遵循自然規(guī)律、不斷加快水土流失治理進程。
資源開采與環(huán)境破壞的矛盾,尤其是水土資源的破壞,其重生的過程漫長,合理的開發(fā)利用礦產資源,保護生態(tài)環(huán)境,重視區(qū)域生態(tài)環(huán)境的平衡、協(xié)調和安全,需要在理論創(chuàng)新、技術研究、工程治理上不斷下功夫。
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