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        破損山體生態(tài)修復(fù)模式研究

        2022-05-30 04:44:46任燕麗劉飛
        藝術(shù)科技 2022年16期

        任燕麗 劉飛

        摘要:隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn),前期人們生態(tài)保護(hù)意識(shí)的薄弱造成城市建設(shè)過(guò)程中自然資源的過(guò)度消耗,我國(guó)境內(nèi)礦山破壞嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境和景觀也遭到嚴(yán)重的破壞。目前,破損山體生態(tài)修復(fù)已有許多理論研究和實(shí)踐成果。文章以東平縣金山為例展開分析,闡述金山破損山體的自然地理?xiàng)l件,分析其環(huán)境現(xiàn)狀和存在的主要問(wèn)題,并對(duì)金山破損礦山山體的修復(fù)提出一系列針對(duì)性的修復(fù)措施。

        關(guān)鍵詞:破損山體;生態(tài)景觀修復(fù);工程措施;覆綠

        中圖分類號(hào):X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-9436(2022)16-0-04

        0 引言

        《東平湖生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃2020—2035年》根據(jù)黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展、南水北調(diào)東線工程兩大國(guó)家戰(zhàn)略(項(xiàng)目)與省會(huì)經(jīng)濟(jì)圈一體化發(fā)展、泰山區(qū)域山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目?jī)纱笫〖?jí)戰(zhàn)略(項(xiàng)目)提出東平湖保護(hù)與發(fā)展需要統(tǒng)籌考慮,統(tǒng)籌部署。

        東平湖地區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)風(fēng)景資源良好,三面環(huán)山,景色優(yōu)美,相傳是八百里水泊梁山唯一的生存水域,1985年被山東省人民政府公布為省級(jí)風(fēng)景區(qū),也是水滸文化旅游線路中的重要景區(qū)。另外,當(dāng)?shù)氐乃镔Y源豐富,生態(tài)價(jià)值不容小覷。金山位于東平湖西岸,石質(zhì)山體,礦石資源豐富。由于在長(zhǎng)期開采過(guò)程中缺乏規(guī)范的開采制度和計(jì)劃,對(duì)山體生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。整個(gè)山體裸露,與東平湖生態(tài)保護(hù)區(qū)形成鮮明對(duì)比。本文以金山破損山體為例展開詳細(xì)分析,探討破損山體的具體修復(fù)方向及修復(fù)措施。

        1 金山概況

        金山位于泰安市東平縣境,距東平縣城25千米,距濟(jì)寧市梁山縣城20千米。研究山體北側(cè)為昆侖山景區(qū)及蠟山國(guó)家森林公園,西側(cè)為棘梁山千佛崖景區(qū),位于東平湖風(fēng)景區(qū)湖西岸,東臨G220,場(chǎng)地交通便利。屬于溫帶季風(fēng)型大陸性氣候,有四季不同的特征。

        2 現(xiàn)狀分析

        從高程圖可以看出,研究區(qū)域礦山標(biāo)高在海拔42~183米,制高點(diǎn)在中部中金山山頂。金山礦區(qū)山體總體呈西北東南向,東南側(cè)毗鄰東平湖,由東金山、西金山、中金山組成。采石遺留崖壁為高坡度斜坡,斜坡臺(tái)階5~45米,坡度45°~90°。

        巖性以灰?guī)r為主,其次為泥灰?guī)r、泥云巖、頁(yè)巖。巖石力學(xué)性質(zhì)差異大,灰?guī)r堅(jiān)硬、致密,性脆,強(qiáng)度較高,其飽和抗壓強(qiáng)度(fr)為70~120 MPa,屬硬巖類。泥灰?guī)r強(qiáng)度低,其飽和抗壓強(qiáng)度(fr)為30~60 MPa,屬于較硬巖類。土體工程地質(zhì)特征為第四紀(jì)洪澇疊層巖性為砂質(zhì)黏土夾砂石(含15%~45%砂質(zhì)黏土),為硬塑性-可塑性,厚度一般為0.5~2米。

        3 金山主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

        金山破損山體的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題主要包括兩個(gè)方面:一是采石活動(dòng)引起的邊坡不穩(wěn)定地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題,二是植被資源和地貌景觀破壞嚴(yán)重[1]。

        3.1 邊坡失穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題

        金山由于采石活動(dòng)所造成的邊坡投影面積達(dá)7000平方米,90°斷崖長(zhǎng)度約5400米,高度最高可達(dá)50米。

        3.2 植被資源和地貌景觀破壞嚴(yán)重

        金山山體被挖損和壓占,原生植物遭到破壞,基巖裸露,破壞了山體的整體性、連續(xù)性、觀賞性、原始性,嚴(yán)重降低了水源涵養(yǎng)功能。礦區(qū)瀕臨東平湖生態(tài)保護(hù)區(qū),造成了嚴(yán)重的視覺(jué)污染,制約了其旅游業(yè)發(fā)展[2]。

        4 修復(fù)工程整體構(gòu)思

        山體修復(fù)以覆蓋綠色為主要目的,在確保巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定的情況下,運(yùn)用先進(jìn)的坡面植被恢復(fù)與重建技術(shù)對(duì)整個(gè)坡面進(jìn)行植被恢復(fù),使恢復(fù)后的坡面與周圍自然景觀融為一體[3],減少自然災(zāi)害,保護(hù)生物的多樣性,美化環(huán)境,保持生態(tài)平衡??傊陨鷳B(tài)修復(fù)為基本原則,充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件構(gòu)建生態(tài)復(fù)綠、林農(nóng)結(jié)合、自然野趣兼?zhèn)涞膹?fù)合型生態(tài)山體景觀。

        4.1 3R原則

        減量(REDUCE):植物配置中的鄉(xiāng)土樹種取代外來(lái)園藝珍貴樹種,除必要的管理用房、觀景臺(tái)外,其他建筑項(xiàng)目不予設(shè)立。

        再利用(REUSE):利用現(xiàn)有尾礦采礦平臺(tái)等賦予新功能,將現(xiàn)有臺(tái)地整理設(shè)計(jì)成具有消防功能的開放場(chǎng)所。

        回收利用(RECYCLE):利用現(xiàn)場(chǎng)殘留的石材,構(gòu)筑防墻及道路防護(hù)墻。將現(xiàn)有的礦坑改造成消防池,用于收集雨水,滿足周邊消防及苗木養(yǎng)護(hù)的用水需求[4]。

        4.2 礦區(qū)采石場(chǎng)利用方式

        覆土造林:通過(guò)坡面穩(wěn)定整治、生態(tài)恢復(fù)、場(chǎng)地平整等,將廢棄坑改造為林業(yè)用地。

        生態(tài)修復(fù):通過(guò)景觀手法,打造生態(tài)林地、山體林斑、林?;ㄌ锞坝^,提升山體景觀效果,打造四季常綠、三季有花、兩季有果的生態(tài)景觀。

        功能開發(fā):改造礦坑及其周邊環(huán)境,將其改造成消防水池,用于收集雨水,滿足周邊消防及苗木養(yǎng)護(hù)用水需求。

        4.3 設(shè)計(jì)手法

        立足鄉(xiāng)土樹種,適地適樹:植物的生長(zhǎng)繁殖都有與其相適應(yīng)的自然地理?xiàng)l件,因此要重視對(duì)鄉(xiāng)土植物的利用,加強(qiáng)鄉(xiāng)土樹種的選擇,加強(qiáng)馴化。原產(chǎn)于當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土植物最能體現(xiàn)地方風(fēng)格,最能抗災(zāi)性氣候,且苗木易得易活[5]。

        結(jié)合速生樹、徐生樹:山體復(fù)綠首先可以利用一些速生樹進(jìn)行普遍綠化。低生樹往往壽命較長(zhǎng),可使綠化景觀保持相對(duì)較長(zhǎng)的穩(wěn)定時(shí)期。

        豐富場(chǎng)地林相、林班變化:通過(guò)補(bǔ)植彩色樹種,增加闊葉樹、彩葉樹種比例,使森林結(jié)構(gòu)、層次、色彩更加合理,更加豐富。

        低影響山林景觀維護(hù):結(jié)合場(chǎng)地原生態(tài)環(huán)境,在降低成本、減少資源消耗的基礎(chǔ)上,因地制宜地篩選和配置植物,構(gòu)成可持續(xù)性植物群落結(jié)構(gòu),營(yíng)造出原生態(tài)、長(zhǎng)期性的山林景觀[6]。

        5 破損山體修復(fù)具體方案

        首先,進(jìn)行山體基礎(chǔ)土建修復(fù),主要包括地質(zhì)災(zāi)害防治、現(xiàn)有礦坑處理、陡坡處理及部分土壤修復(fù)。其次,對(duì)山體整體布局進(jìn)行設(shè)計(jì),主要包括消防道路布局、消防水池布局以及根據(jù)整體情況選擇山體不同區(qū)域的植物種類[7]。

        5.1 基礎(chǔ)山體修復(fù)

        5.1.1 地質(zhì)災(zāi)害防治

        金山片區(qū)不規(guī)范露天開采片區(qū)內(nèi)主要發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害有落石、崩塌、滑坡等,其嚴(yán)重破壞了區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境,對(duì)周邊入山放牧的村民構(gòu)成了安全威脅。因此,應(yīng)對(duì)區(qū)域內(nèi)容易發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行有效的防治[8]。

        (1)合理設(shè)計(jì)邊坡參數(shù),加強(qiáng)邊坡監(jiān)測(cè),穩(wěn)定邊坡作為擋墻,對(duì)開挖后發(fā)生裂縫變形的區(qū)域,必須進(jìn)行專門的工程地質(zhì)勘探。

        (2)對(duì)現(xiàn)有災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行邊坡加固或機(jī)械清除,盡可能清除災(zāi)害發(fā)生的各種點(diǎn)位,并設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄和分析,可確保在災(zāi)害易發(fā)地區(qū)防患于未然。

        (3)集水分析夏季水量季節(jié)性增大引起的滑坡及土壤流失問(wèn)題,可通過(guò)修建排水溝加以解決,通過(guò)引流山水避免水量過(guò)大沖刷山體[9]。

        5.1.2 邊坡處理

        坡度為90°,特點(diǎn)是崖體穩(wěn)定,無(wú)土壤,裸露立面??稍谘卤谕鈧?cè)覆土栽植植物,并且砌筑擋土墻。

        坡度為60°~90°,特點(diǎn)是坡面較陡,土壤稀薄,自然條件惡劣,對(duì)景觀的影響較大??稍谘卤谕鈧?cè)覆土栽植植物,并且砌筑擋土墻。

        坡度為40°~60°,特點(diǎn)是崖體比較疏松,有采礦廢渣,且容易下滑??上惹宄杷苫瑒?dòng)部分的采礦廢渣,再通過(guò)魚鱗坑工程人工填土的方法,改良基質(zhì)。

        坡度為25°~40°,特點(diǎn)是以碎礦石為主,有少量的土壤,基質(zhì)疏松,水土流失嚴(yán)重,有一定的肥力和保水能力??刹捎闷鲋跬翂棒~鱗坑的方式防止水土流失。

        5.1.3 道路規(guī)劃

        本次道路規(guī)劃考慮到現(xiàn)有的地形地貌,在最大限度避免破壞現(xiàn)有植被和土地的前提下,大多利用原有采礦遺留下來(lái)的施工道路進(jìn)行防火通道規(guī)劃,圍繞整體研究范圍,設(shè)計(jì)寬4米的通道。使用人行橫道連接,實(shí)現(xiàn)全區(qū)域的可達(dá)性[10](見(jiàn)圖1)。

        5.1.4 引水上山規(guī)劃

        (1)管線敷設(shè)及消火栓布置。為便于滅火及前期綠化灌溉取水,管道基本沿道路內(nèi)側(cè)布置(除需加密布置的場(chǎng)地外),考慮到該山體地下巖石較多,開溝困難,為減少土石側(cè)工程量,降低施工難度,管道采用明鋪形式(通過(guò)路段采用埋地布置)。同時(shí),考慮到系統(tǒng)工作壓力、管道耐腐蝕性,以及熱膨脹冷縮等技術(shù)指標(biāo),架空管道采用熱浸鍍鋅螺紋、槽連接、標(biāo)稱壓力1.6 Mpa,閘閥采用不銹鋼材質(zhì)的明軸閘閥,標(biāo)稱壓力1.6 Mpa,止回閥的工作壓力與相同位置的閥一致。系統(tǒng)測(cè)試壓力為工作壓力+0.4 MPa(見(jiàn)圖2)。

        (2)灌溉系統(tǒng)。為確保樹木成活率,儲(chǔ)存初期消防用水的一部分,在南、中、北區(qū)建設(shè)了4座蓄水池,充分利用現(xiàn)有的采石坑,南至北容積分別為南區(qū)350立方米、中區(qū)500立方米、中區(qū)500立方米、北區(qū)500立方米,水池容積與該水池承擔(dān)的山體面積(南區(qū)面積25萬(wàn)平方米,中區(qū)面積62萬(wàn)平方米,北區(qū)面積33萬(wàn)平方米)相關(guān),結(jié)合實(shí)際灌溉需求和井取水可靠性進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,可配套設(shè)置井水??紤]到防凍及結(jié)構(gòu)安全性,且避免現(xiàn)澆混凝土外露,保持山體自然風(fēng)貌,水池周圍覆蓋60厘米土層。

        5.2 山體覆綠技術(shù)

        5.2.1 一般的噴霧覆綠技術(shù)

        使用噴霧機(jī)將攪拌均勻的混合料噴到坡面上,主要適用于土質(zhì)和巖質(zhì)坡面,合適的坡面坡度小于55°,坡面比較穩(wěn)定。以草本為主,不適宜高木生長(zhǎng),養(yǎng)護(hù)成本高,持續(xù)時(shí)間短,表現(xiàn)出季節(jié)性的綠色恢復(fù)效果。

        5.2.2 坑槽式覆綠技術(shù)

        利用較大邊坡的原始微地形,或通過(guò)人工爆破、溝雕等手段在邊坡上打造可看到植物生長(zhǎng)的空間。覆土栽培的方法適用于土質(zhì)和巖質(zhì)邊坡,需要邊坡具有極大穩(wěn)定性,魚鱗坑規(guī)律的應(yīng)用比較廣泛,適用于不同坡度的邊坡,施工效率高,植物選型豐富,成活率高。

        5.2.3 生態(tài)袋法

        將含種植土和植物種子的生態(tài)袋堆放在坡面上,應(yīng)用其中植物種子的生長(zhǎng)覆蓋達(dá)到護(hù)綠效果的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。

        5.2.4 階梯法

        利用坡面上現(xiàn)有平臺(tái)或采用分段爆破等方法將坡面改造成集體形狀,在臺(tái)階外砌墻,并填筑客土、肥料、種植植物。該方法施工難度大,費(fèi)用高,具有一定的限制性。

        5.3 植物景觀設(shè)計(jì)

        5.3.1 種植區(qū)域規(guī)劃

        根據(jù)該區(qū)的地形、給水及地質(zhì)條件,分為A、B、C、D四個(gè)不同區(qū)域,選擇適合該區(qū)域條件的山體覆綠措施(見(jiàn)圖3)。

        A區(qū)域面向東平湖,是過(guò)去游客觀賞重點(diǎn)打造的區(qū)域,其地貌多為坡度大的斜坡、礦坑塌陷區(qū)域及處理困難的紫砂頁(yè)巖區(qū)域。主要采用的山體覆綠措施為部分區(qū)域筑造魚鱗孔,改良型厚層基材采用噴霧植被復(fù)合技術(shù)。植物材料以常綠樹種側(cè)柏為主,組合節(jié)點(diǎn)少量白皮松。迎接湖面多選擇彩葉植物五角楓、元寶楓、紫葉李、紅桁架、黃桁架、金葉榆、黃金槐,搭配少量文冠果、海棠、榆葉梅、連翹、迎春等花灌木,藤本植物在紫藤本月季節(jié),選擇三葉地錦遮擋懸崖面。

        B區(qū)域多為山脊崖面,需要大量機(jī)械清理,清理后多為斜坡,以水平層為主覆土種植植物,山頂巖石裸露嚴(yán)重,需要魚鱗坑覆土。植物為常綠樹種側(cè)柏,大面積栽培,插通落葉闊葉喬木的白蠟、樸樹、國(guó)槐、刺槐等。

        C區(qū)域?yàn)樵O(shè)計(jì)忽視區(qū)域,只要達(dá)到基本的綠色恢復(fù)效果即可,主要以側(cè)柏覆蓋,在具備高木栽培條件的局部栽培高木,以本地鄉(xiāng)土樹種刺槐、國(guó)刺槐為主。

        D區(qū)域是梯田區(qū)域,相對(duì)平坦,土質(zhì)條件較好,以觀果為主,如核桃、山桃、山杏、棗、梨、蘋果、栗子、無(wú)刺花椒等兼具觀賞價(jià)值、科普價(jià)值的樹種。在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),提升山體綠化效益,豐富樹種。

        5.3.2 道路行道樹規(guī)劃

        按山體規(guī)劃道路,劃分為6條道路,根據(jù)不同的地勢(shì)關(guān)系及特色布局原則,進(jìn)行道路綠化設(shè)計(jì)。1號(hào)路:道路外側(cè)遠(yuǎn)離懸崖,白蠟、白皮松隔段種植,靠近懸崖邊種植白皮松、迎春。2號(hào)路:道路外側(cè)遠(yuǎn)離懸崖,五角楓、白皮松空出間隔種植,靠近懸崖種植白皮松、迎春。3號(hào)路、5號(hào)路:元寶楓、白皮松空出間隔種植,靠近懸崖邊種植白皮松、迎春。4號(hào)路:國(guó)槐、白皮松間隔種植,靠近懸崖邊種植白皮松、迎春。6號(hào)路:樸樹、白皮松隔段種植,靠近懸崖邊種植白皮松、迎春。

        6 結(jié)語(yǔ)

        近年來(lái),破損山體修復(fù)工程技術(shù)得到了較快發(fā)展和廣泛應(yīng)用,并取得了較好的生態(tài)效益和社會(huì)效益。東平縣金山破損山體生態(tài)修復(fù)工程根據(jù)其山體破損的特點(diǎn)及景觀要求,從破損山體具體排險(xiǎn)修復(fù)工程措施、給排水灌溉工程、道路規(guī)劃、植被覆綠等方面著手加以治理,給東平湖生態(tài)保護(hù)區(qū)增添了一抹綠色,同時(shí)對(duì)東平環(huán)湖山體的覆綠工作具有一定的借鑒意義及推動(dòng)作用。

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        作者簡(jiǎn)介:任燕麗(1993—),女,山東濟(jì)寧人,碩士在讀,助理工程師,研究方向:風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)。

        劉飛(1975—),男,山東濟(jì)南人,碩士,正高級(jí)工程師,系本文通訊作者,研究方向:風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)。

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