李玉倩，劉德成,2，彭 振，南東辰

（1.北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)總公司，北京 100050；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）工程技術(shù)學(xué)院，北京 100083）

2003年至今，北京市政府投入了大量資金開展廢棄礦山生態(tài)修復(fù)工作，修復(fù)效果顯著，但在高陡巖質(zhì)邊坡，尤其是廢棄灰?guī)r礦高陡巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)上還存在較大提升空間。目前高陡巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法較多，分別有團(tuán)粒噴播法（李春林等，2011）、厚層基材TBS技術(shù)（陳莉等，2004）、噴混植生法（王耀建等，2019）、噴砼飄臺(tái)法（鄭思光等，2020）、土工格室法（蔣建良等，2019）、植生袋法（安春云，2016）和客土噴播法（耿志軍等，2010）等，北京市高陡巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)常用技術(shù)方法主要為團(tuán)粒噴播法、客土噴播法、噴砼飄臺(tái)法、土工格室法，在門頭溝區(qū)、密云區(qū)、豐臺(tái)區(qū)、昌平區(qū)廢棄礦山生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目中均有應(yīng)用。本文遴選門頭溝區(qū)水峪嘴、麥子峪巖質(zhì)邊坡做生態(tài)修復(fù)對(duì)比研究，針對(duì)不同坡度分區(qū)選用不同修復(fù)技術(shù)，并對(duì)修復(fù)后效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析各類方法的適宜性及優(yōu)缺點(diǎn)，可為北京市高陡巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法的選擇提供借鑒和參考。

1 概況

研究區(qū)位于北京西部中低山區(qū)，溝谷較為發(fā)育，地形起伏較大，裸露巖坡坡度為35°～75°。周邊地表被第四系殘、坡積的礫石、巖屑、砂土質(zhì)巖層覆蓋，平均厚度為0.3 m，山坡局部基巖出露，表層風(fēng)化程度較強(qiáng)，植被主要包括側(cè)柏、山杏、山桃、側(cè)柏等喬木，灌木主要為荊條，雜草包括高羊茅、黑麥草、狗尾草等，植被長(zhǎng)勢(shì)好、覆蓋率高。受多年采石影響，區(qū)內(nèi)巖石裸露，危巖林立，基本無(wú)植被覆蓋。

區(qū)內(nèi)土壤類型主要為殘積渣石土，母巖巖性主要為角礫狀灰?guī)r，厚度一般為0.1～0.3 m，土中的碎屑物質(zhì)大小不均勻，棱角顯著，無(wú)分選，無(wú)層理，局部可見(jiàn)保存原巖的薄層狀結(jié)構(gòu)。周邊土壤稀薄，土壤類型主要為褐土，包括山地粗骨褐土和普通褐土，土壤厚度一般為0.1～1.0 m。殘積層在平緩的山頂和山坡上較厚，而在易遭沖刷較陡的上坡，則厚度不大，植被立地條件較差。

1.1 水峪嘴邊坡現(xiàn)狀分析

（1）工程地質(zhì)特征

水峪嘴位于京西古道景區(qū)入口處，為主景區(qū)重要可視面，區(qū)位較重要，邊坡為陽(yáng)坡，巖層產(chǎn)狀為165°∠32°，坡向131°，坡長(zhǎng)225 m，坡高52～76 m，坡度45°～80°。巖層單層厚度為0.1～0.15 cm，整體巖面完整，中風(fēng)化，風(fēng)化帶厚度為0.2 m，受采石影響邊坡節(jié)理發(fā)育，部分坡段存在危巖，周邊植被整體恢復(fù)較好。該邊坡從西至東根據(jù)巖層產(chǎn)狀和坡向的關(guān)系可分為3段，最東段邊坡及最西段邊坡坡向與巖層傾向相同且傾角與坡度相近，為順層坡，坡面光滑，節(jié)理裂隙不發(fā)育，綠化難度較大。中間段邊坡為斜向坡，坡面較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，綠化難度相對(duì)較小。

（2）坡度分析

根據(jù)坡面三維激光掃描數(shù)據(jù)成果，采用MapGIS軟件對(duì)邊坡進(jìn)行坡度分析（圖1），經(jīng)過(guò)計(jì)算分析得出，邊坡坡面面積為33106 m2，其中0°～50°區(qū)域面積為24594 m2，占總坡面面積的74.3%；50°～60°區(qū)域面積為4160 m2，占坡面總面積的13.9%；60°以上區(qū)域面積為3902 m2，占坡面總面積的11.8%。由此可見(jiàn)，邊坡50°以下區(qū)域占大部分，50°～60°及60°以上區(qū)域整體占比較小，整體復(fù)綠難度不大。

圖1 水峪嘴邊坡坡度分區(qū)圖Fig. 1 Slope zoning map of Shuiyuzui slope

1.2 麥子峪邊坡現(xiàn)狀分析

（1）工程地質(zhì)特征

麥子峪位于龍泉鎮(zhèn)北部省道S209路邊可視范圍內(nèi)，嚴(yán)重影響道路沿線景觀，邊坡整體坡向95°，為陰坡，坡長(zhǎng)280 m，坡高44～70 m，坡度55°～85°。邊坡整體穩(wěn)定，巖層產(chǎn)狀為104°∠23°，坡面局部較破碎，節(jié)理發(fā)育，坡腳有高3 m的陡坡區(qū)域，坡度大于75°，邊坡中部有一處順層坡面，光滑完整。

（2）坡度分析

根據(jù)坡面三維激光掃描數(shù)據(jù)成果，采用MapGIS軟件對(duì)邊坡進(jìn)行坡度分析（圖2）。經(jīng)過(guò)計(jì)算分析得出，邊坡坡面面積為25045 m2，其中0°～50°區(qū)域面積為7069 m2，占總坡面面積的28.2%；50°～60°區(qū)域面積為7701 m2，占坡面總面積的30.7%；60°以上區(qū)域面積為10275 m2，占坡面總面積的41%。由此可見(jiàn)，邊坡50°以下區(qū)域占比較小，50°～60°及60°以上區(qū)域整體占比較大，整體復(fù)綠難度較大，應(yīng)采用綜合修復(fù)手段進(jìn)行邊坡生態(tài)修復(fù)。

圖2 麥子峪邊坡坡度分區(qū)圖Fig. 2 Slope zoning map of Maiziyu slope

2 邊坡生態(tài)修復(fù)方案

2.1 邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法選擇

水峪嘴及麥子峪研究區(qū)均為高陡巖質(zhì)邊坡，邊坡各坡度范圍占比不同，采取的生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法主要為團(tuán)粒噴播、普通客土噴播、噴砼飄臺(tái)法和土工格室法等。各類方法的適用性及優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

表1 邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法綜合評(píng)定表Tab. 1 Comprehensive evaluation table of slope ecological restoration technology

2.2 邊坡生態(tài)修復(fù)方案

（1）水峪嘴研究區(qū)

根據(jù)邊坡地形地貌及工程地質(zhì)特征，將邊坡分為東段、中段、西段，采取坡面整治工程、團(tuán)粒噴播工程等針對(duì)性生態(tài)修復(fù)措施，見(jiàn)表2。

表2 水峪嘴邊坡生態(tài)修復(fù)方案Tab. 2 Ecological restoration scheme of slope in Shuiyuzui

（2）麥子峪研究區(qū)

根據(jù)邊坡地形地貌及工程地質(zhì)特征將邊坡分為南段、北段，采取針對(duì)性生態(tài)修復(fù)措施（表3）。

表3 麥子峪邊坡生態(tài)修復(fù)方案Tab. 3 Ecological restoration scheme of slope in Maiziyu

2.3 生態(tài)修復(fù)效果分析

水峪嘴研究區(qū)施工完成日期至今已3年，圖3為施工后效果，現(xiàn)場(chǎng)觀感良好，植被覆蓋率可達(dá)85%（和邊坡坡度直接相關(guān)），基本達(dá)到近自然狀態(tài)。通過(guò)調(diào)研分析，團(tuán)粒噴播技術(shù)適合應(yīng)用于該區(qū)高陡巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)，噴播后50°以下邊坡修復(fù)效果良好，50°～60°邊坡修復(fù)效果一般，60°以上邊坡修復(fù)效果較差。經(jīng)坡度分析，該區(qū)邊坡60°以下區(qū)域占比為87.2%，植被覆蓋率達(dá)85%以上，整體觀感良好，植被覆蓋率和坡度成反比關(guān)系。該區(qū)高陡巖質(zhì)邊坡的水土流失得到有效控制，邊坡生態(tài)環(huán)境和自然景觀得到有效改善，生態(tài)修復(fù)效果良好，可為我國(guó)北方地區(qū)高陡巖質(zhì)邊坡的生態(tài)修復(fù)提供參考和借鑒。

圖3 水峪嘴邊坡治理前后對(duì)比照片F(xiàn)ig. 3 Comparison photos of slope before and after treatment in Shuiyuzui

麥子峪研究區(qū)施工完成日期至今已3年，圖4為施工后效果，現(xiàn)場(chǎng)觀感一般，植被覆蓋率約為60%。通過(guò)調(diào)研分析，普通掛網(wǎng)噴播技術(shù)適合應(yīng)用于該區(qū)高陡巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)，噴播后50°以下邊坡修復(fù)效果良好，50°～60°邊坡修復(fù)效果一般，60°以上邊坡修復(fù)效果較差。經(jīng)坡度分析，該區(qū)邊坡60°以下區(qū)域占比為58.9%，植被覆蓋率約達(dá)60%；北段邊坡陡立，采取的噴砼飄臺(tái)法，由于該方法主要依靠藤本植物攀爬復(fù)綠，槽縱向間距過(guò)大，且槽體存土量較小，與相鄰坡面銜接處理不夠，邊坡修復(fù)欠缺整體性、美觀性，短期復(fù)綠效果不明顯。

圖4 麥子峪邊坡治理前后對(duì)比照片F(xiàn)ig. 4 Comparison photos of Maiziyu before and after slope treatment

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）掛網(wǎng)噴播及高次團(tuán)粒噴播技術(shù)適合應(yīng)用于北京市高陡巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)，噴播后50°以下邊坡修復(fù)效果良好，50°～60°邊坡修復(fù)效果一般，60°以上邊坡修復(fù)效果較差，從現(xiàn)場(chǎng)效果對(duì)比來(lái)看，高次團(tuán)粒噴播技術(shù)相比普通掛網(wǎng)噴播技術(shù)、土工格室法在抗沖刷、噴播基質(zhì)顏色與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)程度、植物種類及配比等方面均有其優(yōu)越性。

（2）針對(duì)順向坡中的光滑巖面采取了坡面植生孔方式技術(shù)改良，根據(jù)邊坡不同的坡面形態(tài)，完整性、粗糙度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度及巖體風(fēng)化程度，綜合確定植生孔的密度、孔徑、孔深等參數(shù)，孔內(nèi)填充團(tuán)粒培養(yǎng)基，植生孔布置目的在于幫助坡面植物在完整的巖層中扎根，為后期綠化奠定基礎(chǔ)。

（3）噴砼飄臺(tái)法在麥子峪巖質(zhì)邊坡的應(yīng)用效果較差，南北兩側(cè)邊坡生態(tài)修復(fù)效果懸殊，與周邊景色不協(xié)調(diào)，應(yīng)用該方法進(jìn)行邊坡修復(fù)時(shí)需慎重選擇。

3.2 建議

（1）應(yīng)用噴播類技術(shù)進(jìn)行高陡巖壁生態(tài)修復(fù)前應(yīng)充分分析邊坡坡度、坡面起伏程度、破碎程度、風(fēng)化程度等，綜合判定該類方法適用性，建議坡度50°以上區(qū)域占比40%以上的邊坡慎重選擇掛網(wǎng)噴播技術(shù)方法進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

（2）噴砼飄臺(tái)法是目前近直立邊坡常用的生態(tài)修復(fù)方法，在選用該方法時(shí)建議考慮其與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)及相融性，不應(yīng)單一采用等間距的水平飄臺(tái)，應(yīng)結(jié)合邊坡區(qū)位、修復(fù)需求及層理、裂隙分布方向，合理確定飄臺(tái)間距及飄臺(tái)傾斜角度，使其能與自然融為一體。

（3）高陡巖質(zhì)邊坡修復(fù)應(yīng)綜合邊坡所在區(qū)位、坡度、巖體完整性、層理產(chǎn)狀、坡向、坡面起伏程度等因素進(jìn)行綜合判定、選擇技術(shù)方法，在充分掌握各類方法適用性及局限性的基礎(chǔ)上，針對(duì)邊坡立地條件擬定綜合修復(fù)方案，修復(fù)后景觀要與周邊相協(xié)調(diào)。