李俊超/河南省安陽縣水務局
安陽縣礦山開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響及其防治對策
李俊超/河南省安陽縣水務局
礦山開發(fā)造成水土流失加劇、地面塌陷、滑坡、泥石流、大氣污染、土壤酸化和水污染等一系列生態(tài)環(huán)境問題,必須堅持因地制宜、因害設防、科學規(guī)劃,合理布設防治措施,加快生態(tài)環(huán)境治理和建設步伐。
礦山開發(fā);生態(tài)環(huán)境;防治
安陽縣位于河南省北部、太行山東麓,國土面積1201km2,西部為山地、丘陵,東部為平原、凹地,其中山丘區(qū)面積754.7km2,水土流失面積660 km2,山坡坡度多在5°~25°之間,土薄石厚,生態(tài)環(huán)境相對脆弱。多年平均降水量510mm,且年際年內分配極不均勻,水旱、風雹、霜凍等自然災害時有發(fā)生。
安陽縣礦產(chǎn)資源豐富,主要礦種有煤、鐵、灰?guī)r、白云巖、霞石正長巖和石膏等。2005年山丘區(qū)共有采石、鐵礦等各類企業(yè)200多個,其中磚廠、石料加工企業(yè)25個,鐵礦、煤礦等礦山企業(yè)70個,洗煤、選礦等工業(yè)企業(yè)50個,人為造成水土流失面積77.5 km2,年棄渣量78.5萬m3。大規(guī)模礦山開發(fā)帶來了嚴重的環(huán)境問題,使安陽縣西部山丘區(qū)原本就脆弱的生態(tài)環(huán)境進一步惡化,如不加以治理,將嚴重制約全縣經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。
2.1加劇水土流失
大多數(shù)礦山開采前為輕度侵蝕,開采后擾動地表、損壞植被,致使水土流失加劇,演變成中度或強度侵蝕,其中又以鐵礦、采石場侵蝕最為嚴重。這兩類礦山直接將原地表剝離,使山體裸露,產(chǎn)生的廢土棄渣占壓土地或直接傾入溝谷、河道,不但造成了新的水土流失,而且一旦遇到降雨,直接匯流,淤積下游河道和水庫,極易形成山洪災害,危及人民生命財產(chǎn)安全。如銅冶鎮(zhèn)石門翁水庫原設計庫容183萬m3,經(jīng)過多年淤積,現(xiàn)實際庫容只有120萬m3。
2.2造成地面塌陷、裂縫
礦山開發(fā)使地表以下數(shù)百米的地層及地質結構遭到破壞,一旦遇到含水層,為保證井下安全還需大量抽排地下水,導致一些采空區(qū)地面塌陷、裂縫,地表已有建筑物受到影響甚至遭到破壞,區(qū)域生態(tài)環(huán)境長期不能恢復,嚴重影響了當?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活。如位于許家溝鄉(xiāng)的安林煤礦,采空使地面塌陷嚴重,民居出現(xiàn)裂縫,10戶民房受到影響;又如都里鄉(xiāng)東腦鐵礦,采空使地面塌陷面積2000余m2,東腦村100多戶民房受到影響,全村400余人需整體搬遷。
2.3誘發(fā)崩塌、滑坡和泥石流
礦區(qū)棄渣堆積如山,坡度40°~60°,高度達數(shù)十米,遇到暴雨極易產(chǎn)生滑坡;礦區(qū)開挖、爆破、剝離、堆墊、搬運等使原地形地貌發(fā)生重大變化,固有的土石結構被打破,往往會引起重力侵蝕,在雨季誘發(fā)崩塌、滑坡和泥石流,堵塞河道、抬高水位,引發(fā)災害。如李珍鐵礦尾礦壩在汛期極易誘發(fā)泥石流,對銅冶鎮(zhèn)3.2萬人民群眾生命財產(chǎn)安全造成極大威脅。
2.4水循環(huán)系統(tǒng)遭到破壞,加劇了水資源短缺
許多礦山企業(yè)在生產(chǎn)過程中大量疏干排水和生產(chǎn)污水(煤礦和鐵礦會大量疏干排水,而洗煤廠和鐵粉選礦廠會產(chǎn)生水污染),直接導致地下水位下降和水污染。而開采后的礦山缺乏植被覆蓋,地表水入滲少,使得地下水位下降、小環(huán)境溫度升高、地表蒸發(fā)量大,造成地表水、地下水和大氣水“三水”循環(huán)失衡,久而久之會加重水土流失,破壞區(qū)域水循環(huán)系統(tǒng),水資源供需矛盾更加突出。如被列為全國名泉的水冶珍珠泉,已有1400多年的歷史,泉域面積250 km2,最大涌水量2.32m3/秒,近年來由于一些工礦企業(yè)在泉域內大規(guī)模崩山、采石、開礦、打深井等,加上連續(xù)干旱,使珍珠泉年涌水量逐年減少,由上世紀80年代年均涌水量近4500萬m3銳減到90年代年均涌水量2200萬m3,并造成珍珠泉5次枯竭,珍珠泉水工業(yè)停用,珠泉灌區(qū)農業(yè)灌溉面積由4.3萬畝已衰減到不足0.5萬畝,甚至水冶鎮(zhèn)居民用水每到春季都發(fā)生“水荒”。
2.5造成大氣污染和土壤酸化
礦山開發(fā)引起大氣污染和土壤酸化,以水泥廠、煉鐵廠、鐵礦、煤礦最為嚴重。采礦和冶煉過程中會產(chǎn)生大量粉塵,春秋季節(jié)粉塵在廠礦上空或周圍飛揚。由于粉塵中含有大量鐵、鎂、鈣、鋁、硫、碳等金屬和化學元素,使得廠礦周圍土壤在多年沉積和雨水作用下不斷酸化。如安陽縣工業(yè)重鎮(zhèn)水冶有3/4的土地受到粉塵污染,4/5的耕地大幅減產(chǎn)。
礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用對安陽縣經(jīng)濟發(fā)展起到了巨大的促進作用,但在開發(fā)過程中如何減輕對生態(tài)環(huán)境的破壞與影響,確保生態(tài)安全,避免生態(tài)災難的發(fā)生,是當前必須考慮并加以解決的重大環(huán)境問題。
3.1填堵裂縫、整平農田,恢復排灌系統(tǒng)
對礦井開采引起的地表沉陷,首先要進行連續(xù)監(jiān)測,對重要建、構筑物下預留保護柱,對通過塌陷區(qū)的道路、管道和高壓輸電線路等,應根據(jù)重要性和可能受損程度按有關規(guī)范的規(guī)定采取相應安全措施;其次對已造成地表裂縫、塌坑,要采取土地復墾等綜合治理措施,主要為填堵地表裂縫,整平農田,對原平地變?yōu)槠碌氐膮^(qū)域,要充填矸石,整平覆表土,恢復排灌系統(tǒng)及其它農業(yè)基礎設施。塌陷區(qū)治理模式見圖1。
3.2貫徹先擋后棄原則,科學布設攔擋措施
對于新建礦山開發(fā)建設項目,應貫徹預防為主、先擋后棄原則,科學布設攔擋措施。對于已建項目,為保證棄渣堆積體的穩(wěn)定,防止因棄渣疏松可能產(chǎn)生的碎落和塌方,應根據(jù)棄渣場地形條件,采取分級削坡、防洪排水、攔擋防護等措施。棄渣場位于山坡坡面的,在渣場周邊設置擋渣墻、截水溝;棄渣場位于溝道的,在渣場下游設置攔渣壩,渣場沿溝道兩側布設截水溝;棄渣場位于河道灘地旁邊的,在渣場靠河道一側設置攔渣堤。棄渣場使用終期削坡開級,堆渣邊坡控制在1:1.75~1:2之間,堆渣頂部、坡面覆土,坡面可采取魚鱗坑整地、然后綠化護坡,頂部復墾或栽植喬、灌木防護林。
3.3減少水量損失,保護水資源
煤礦、鐵礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量疏干排水,其水質一般較好,除懸浮物超標外,其他指標基本符合灌溉要求,作為廢水外排,既浪費了寶貴地下水資源,又污染了周圍環(huán)境,造成地下水位下降。對于礦井疏干排水可采取綜合利用方式,在礦井周邊建設高位蓄水池、水窖等,或引入附近坑塘、水庫,經(jīng)沉淀后作為農業(yè)灌溉用水、抗旱點種用水。同時對用水量較大的企業(yè)如洗煤廠、磁選廠等,限制開采地下水,采取煤礦與洗煤廠、鐵礦與磁選廠聯(lián)合建設方式,通過管道、引水渠將礦井疏干排水引入洗煤廠、磁選廠作為生產(chǎn)生活用水。
3.4建立農田防護林帶
針對礦山開發(fā)建設引起的大氣污染和土壤酸化問題,一般采取在廠區(qū)周圍營造喬灌混交防護林帶,林帶結構采用緊密結構林帶、主林帶走向垂直于主導風向,或呈小于45°的偏角,副林帶和主林帶正交。農田防護林帶的主林帶寬8m~12m,副林帶寬4m~6m,可適當加寬。喬灌間植,株行距可采用1×3或2×2米。按照適地適樹的原則,喬木樹種應具有耐干旱、生長快、根系發(fā)達、分枝多、冠幅大等特點,備選樹種有欒樹、垂柳、毛白楊、側柏、刺槐等。灌木樹種要求防風效果好,抗干旱,枝葉繁茂,萌蘗力強,備選樹種有紫穗槐、紫荊、檸條、紫花苜蓿、沙達旺等。
總之對于我縣礦山開發(fā)建設生產(chǎn)過程可能造成水土流失,堅持“預防為主、保護優(yōu)先”的方針,本著有效、安全、經(jīng)濟的原則,有針對性地布設各項防治措施,避免或減少水土流失和危害的發(fā)生,落實法律法規(guī)的規(guī)定,使法定義務落到實處,使因礦井建設造成的人為水土流失得到控制,保護有限的水土資源,體現(xiàn)人與自然和諧相處的理念,改善生態(tài)環(huán)境,建設秀美山川。