于輝勝

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三0三大隊，湖南 長沙 410119）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源開發(fā)起到了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)作用，同時也出現(xiàn)了一系列的環(huán)境污染問題，我國礦山生態(tài)修復(fù)的歷史遺留問題較多，同時還需要解決“舊賬”未還、又欠“新賬”的難題。而自黨的十八大以來，我國都持續(xù)推出了諸多方針政策，各地礦山生態(tài)修復(fù)項目顯著提速，由于礦山生態(tài)修復(fù)項目的管理尚未做到自動化、信息化管控，各有關(guān)職能單位間、與專家組間、與老百姓間缺少有關(guān)的聯(lián)動機(jī)制和高效的信息溝通，所以在短時間內(nèi)很難整合多方面的建議，整體的管控效率不高。

1 礦山生態(tài)修復(fù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

世界各國都非常重視礦山生態(tài)修復(fù)的研究，但由于經(jīng)濟(jì)條件、環(huán)境意識等方面的原因，國內(nèi)與國外的情況有所不同，特別是與西方發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)在該領(lǐng)域的差距比較明顯。

1.1 國外研究現(xiàn)狀

在國外，礦山的開采是有嚴(yán)格的規(guī)劃和管理，按邊開采邊修復(fù)的原則進(jìn)行，要求將受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到未被損害前的狀態(tài)，是真正意義上的生態(tài)修復(fù)。

具體來說，在開采前都有規(guī)劃與生態(tài)修復(fù)計劃，會組織生態(tài)學(xué)專家對開采區(qū)域內(nèi)的植物種類、各類植物的比例進(jìn)行調(diào)查，甚至還要將其內(nèi)的動物調(diào)查清楚，最后要求對該區(qū)域進(jìn)行航拍，取得破壞前的植物種類、植物的比例，必要時，還會將原來生活在該區(qū)域內(nèi)的動物種類引入進(jìn)來，徹底恢復(fù)原有的環(huán)境及生態(tài)鏈。

1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

在國內(nèi)，礦山及采石場的開采一般采用陡壁式開采，開采過程中不進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，最后形成幾十米、甚至一百多米高的高陡邊坡，導(dǎo)致生態(tài)修復(fù)難度大，費用高。

目前市場上大多采用客土噴混植生及人工植草的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，在具體實施過程中，往往因為礦山邊坡地層巖性及發(fā)育類型多樣、邊坡坡度及坡面凹凸變化不一致，特別是邊坡坡度超過73°的情況下，難以解決礦山生態(tài)修復(fù)的問題。

1.3 發(fā)展趨勢

礦山生態(tài)修復(fù)最早是20世紀(jì)70年代由美國、德國、日本、法國等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家研究開發(fā)，經(jīng)過了幾十年的發(fā)展和創(chuàng)新，技術(shù)和管理水平相對成熟。近年來，伴隨我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平地不斷提升，此時國內(nèi)礦產(chǎn)資源開發(fā)需求也在逐步提升，進(jìn)而加速了我國開采礦山的效率。根據(jù)2017年全國礦山資源開發(fā)環(huán)境遙感監(jiān)測信息可知，我國礦產(chǎn)資源開發(fā)的占地面積大約為362萬公頃，而歷史遺留以及責(zé)任人滅失的面積就占有230萬公頃，在建礦山大約有132萬公頃[1]，同時每年還在以4.67萬公頃的速率上升。由于過多地開采礦山資源，從而給礦山和周邊帶來了較為嚴(yán)峻的生態(tài)隱患。

近十多年來，國內(nèi)借鑒國外礦山治理的經(jīng)驗以及前沿技術(shù)，綜合我國本土的現(xiàn)實建設(shè)狀況，研發(fā)出了諸多礦山生態(tài)修復(fù)新技術(shù)，整體而言，盡管我國展開了諸多嘗試和探索，不過依然還處在起步階段，特別是在現(xiàn)代化管理方面的研究很少，各領(lǐng)域?qū)W者因為研究方向的差異，所以也存在不足，還缺少系統(tǒng)的方法理論機(jī)制[2]。

2 現(xiàn)代管理視角下的礦山生態(tài)修復(fù)研究

2.1 注重礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究及推廣

強化礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)探討以及成果轉(zhuǎn)化。在秉持科技創(chuàng)新原則的前提條件下，盡可能地減少技術(shù)創(chuàng)新周期，對各地礦山生態(tài)修復(fù)項目有關(guān)的技術(shù)予以摸底調(diào)研，通過層層遴選，采用“推廣應(yīng)用、集成創(chuàng)新、協(xié)同研發(fā)、集中攻關(guān)”的思路促成技術(shù)革新，由此產(chǎn)出一系列原創(chuàng)性的技術(shù)成果[3]。

2.2 構(gòu)建礦山生態(tài)修復(fù)整體管理思維

生態(tài)文明建設(shè)作為我國發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，根據(jù)新時代生態(tài)文明建設(shè)的需求修復(fù)我國的礦山資源，要注重整體管理思維，秉持“山水林田湖草生命共同體”基本準(zhǔn)則[4]，對因受到高強度開發(fā)建設(shè)或自然災(zāi)害等影響造成的生態(tài)系統(tǒng)破壞、生態(tài)產(chǎn)品供給能力受損的生態(tài)范圍，秉持生態(tài)系統(tǒng)整體性、合理性以及內(nèi)在的基本規(guī)律，需要統(tǒng)籌規(guī)劃自然生態(tài)多重要素，開展“整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)與綜合治理”，由此進(jìn)一步強化礦山生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)的力度，確保生態(tài)均衡。礦山生態(tài)修復(fù)全生命周期如圖1所示。

圖1 礦山生態(tài)修復(fù)全生命周期圖

2.3 實現(xiàn)礦山生態(tài)修復(fù)數(shù)字化智能管理

充分地考量礦山生態(tài)修復(fù)重難點之后，相關(guān)的工作人員靈活應(yīng)用當(dāng)下現(xiàn)有基礎(chǔ)信息，綜合3S技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及計算機(jī)技術(shù)等技術(shù)，能夠為礦山生態(tài)修復(fù)項目提供全生命周期的精細(xì)化管控。除此之外，相關(guān)的工作人員還可以對礦山生態(tài)修復(fù)所需要的多種歷史信息、監(jiān)測信息、地理信息予以系統(tǒng)化地考量，同時憑借大數(shù)據(jù)以及人工智能等方法，準(zhǔn)確識別礦山生態(tài)破壞病因，實現(xiàn)礦山生態(tài)修復(fù)的精準(zhǔn)施策；其次，相關(guān)的工作人員要對礦山生態(tài)保護(hù)治理現(xiàn)存的諸多難題，治理進(jìn)程、政策導(dǎo)向、科研成果等信息溝通對接，從而給各地生態(tài)修復(fù)治理奠定重要的信息基礎(chǔ)[5]；最后可以達(dá)成跨部門、多學(xué)科的信息共享以及互通，整體上提高信息化治理水平。

3 工程案例

3.1 工程概況

長沙市雨花區(qū)跳馬鎮(zhèn)龜坡廢棄礦山建設(shè)于上世紀(jì)八十年代，現(xiàn)在已經(jīng)廢棄很多年，邊坡垂直高度有70米，地層屬于砂巖，再加上節(jié)理裂隙發(fā)育，邊坡大部分地段大于80°，并存在反向坡，植物難以生存，是湖南省礦山生態(tài)修復(fù)難度最大的項目[6]。由于該礦山處在長株潭生態(tài)綠心核心保護(hù)區(qū)，水土流失、泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害隱患大，對當(dāng)?shù)匕傩丈钣绊戄^大。省市、雨花區(qū)政府高度重視修復(fù)工作。

3.2 修復(fù)過程

轉(zhuǎn)變觀念、創(chuàng)新修復(fù)模式。該項目探索構(gòu)建了“科研+礦山生態(tài)修復(fù)+數(shù)字化管理”的新模式，以科研促生產(chǎn)，以生產(chǎn)反哺科研的模式，實現(xiàn)了礦山生態(tài)工程的高質(zhì)量實施，本項目運用了兩項科研成果技術(shù)，即：

（1）改良型厚層基材噴播技術(shù)：

改良型厚層基材噴播技術(shù)是將土壤、肥料、粘合劑、保水劑等按一定比例調(diào)配均勻，通過噴播裝置噴射于懸掛有底網(wǎng)的坡面之上，構(gòu)成具有一定厚度的有機(jī)基材層。當(dāng)植物漸漸生成后，發(fā)達(dá)的根系能夠利用基材深入至巖體的節(jié)理以及裂縫，從而充分地發(fā)揮永久固坡以及美化環(huán)境的作用。

針對噴播基質(zhì)層，首先需充分地利用其抗雨水沖刷的功能，如此一來，在植物成型之前，其土壤不會遭到雨水地沖刷；第二，相關(guān)的工作人員要確保噴射基材內(nèi)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)順利形成，通常來說，具備團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤是最適合植被生長的土壤結(jié)構(gòu)；第三，務(wù)必確保植物養(yǎng)分的實用性，盡可能不要產(chǎn)生養(yǎng)分耗盡的問題。

施工前準(zhǔn)備工作如下：

①復(fù)核設(shè)計信息，在作業(yè)過程中要仔細(xì)核對圖紙，提供人員崗位訓(xùn)練，熟悉掌握設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

②備料，依據(jù)項目實際狀況，提供較為充足的材料。

③試驗，依據(jù)設(shè)計圖紙完成好現(xiàn)場調(diào)查，熟知當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r以及本土優(yōu)勢植物群落的結(jié)構(gòu)特征，根據(jù)礦山場地現(xiàn)狀，選擇適合的植物種子配比和土工網(wǎng)的型號。

施工工序流程：

坡面清理→生態(tài)棒安置→掛網(wǎng)錨固→攪拌混合基材→機(jī)械噴射→覆蓋無紡布→養(yǎng)護(hù)管網(wǎng)安裝→養(yǎng)護(hù)成坪。施工工序流程如圖2所示。

圖2 施工工序流程圖

（2）數(shù)字化智能管理技術(shù)：

通過收集該項目有關(guān)的現(xiàn)狀信息、規(guī)劃信息、項目信息以及監(jiān)測信息，構(gòu)建較為動態(tài)的礦山生態(tài)修復(fù)數(shù)字化智能管理平臺，從空間方位上呈現(xiàn)生態(tài)本底等內(nèi)容，而且還要給項目立項進(jìn)行合理分析，為礦山生態(tài)修復(fù)管控環(huán)節(jié)提供實用的數(shù)據(jù)支撐，礦山生態(tài)修復(fù)數(shù)據(jù)支撐預(yù)期成效如圖3所示。

圖3 礦山生態(tài)修復(fù)數(shù)據(jù)支撐預(yù)期成效圖

3.3 修復(fù)效果

2019年10月17日，該項目進(jìn)行驗收工作，驗收結(jié)論為：工程整體施工工序完整，項目的完成質(zhì)量高，植物覆蓋率高，且植物種類多，動物數(shù)量足，生態(tài)恢復(fù)和景觀效果好，實現(xiàn)了設(shè)計的目的，且超出了預(yù)期效果，專家組一致同意通過驗收。

圖4 生態(tài)修復(fù)前

圖5 生態(tài)修復(fù)后

4 結(jié)論

綜上所述，礦山生態(tài)修復(fù)的傳統(tǒng)管理模式已經(jīng)不合時宜，為提升礦山生態(tài)修復(fù)項目的成效，相關(guān)的工作人員務(wù)必要靈活采用現(xiàn)代化信息技術(shù)對項目進(jìn)行全程管理, 提升項目工作的效率及治理能力。在現(xiàn)代化信息及大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，以數(shù)據(jù)為核心，構(gòu)建礦山生態(tài)修復(fù)管理平臺，以此掌握生態(tài)本體、明晰生態(tài)修復(fù)格局，對礦山生態(tài)修復(fù)項目進(jìn)行全生命周期精細(xì)化管理，實現(xiàn)對礦山生態(tài)修復(fù)項目的高效管控，精準(zhǔn)治理，推動的我國礦山生態(tài)修復(fù)體系實現(xiàn)現(xiàn)代化。