魏海東，盧茜茜

（1.山東省地質(zhì)測繪院，山東 濟(jì)南 250002；2.山東省水工環(huán)地質(zhì)工程有限公司，山東 濟(jì)南 250013）

章丘礦產(chǎn)資源賦存豐富，包含多種優(yōu)勢礦種，以往礦權(quán)分布較多，由于歷史性礦產(chǎn)材料開采形成了多處大小不等的采坑和高陡的不穩(wěn)定邊坡，致使原始地形地貌、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境遭到較嚴(yán)重破壞，存在一定的安全隱患，造成了水土流失及嚴(yán)重的視覺污染。我院在省內(nèi)外開展了較多的破損山體修復(fù)治理工作，取得了較好的效果。本文以濟(jì)南市章丘區(qū)關(guān)停礦山為例，探討一下當(dāng)?shù)剡m宜的生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

1 概況

1.1 關(guān)停礦山現(xiàn)狀

章丘區(qū)露天開采關(guān)停礦山數(shù)量多、分布范圍廣，破損面積大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年以來，章丘區(qū)委、區(qū)政府為貫徹落實(shí)“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”和“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，先后關(guān)停石料廠54處，涉及9個(gè)鎮(zhèn)街，面積達(dá)61.2km2，其中“三區(qū)兩線”范圍內(nèi)的就有12家石料廠。石料廠均為露天開采，形成的裸巖陡壁相對高差較大，邊坡總體坡度多在60°～80°之間，多為直線或折線型，局部地段直立甚至反傾。

伴隨著高陡開采立面的產(chǎn)生，在石料廠底部形成了低洼的采坑、廢棄的工業(yè)廣場、散亂堆積的渣石堆及毀壞的植被等，壓占了一定的土地資源，與周邊自然環(huán)境存在明顯反差，嚴(yán)重破壞了章丘區(qū)的整體形象。

1.2 自然條件及地質(zhì)概況

章丘區(qū)屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨熱同季。關(guān)停礦山的立面均為巖質(zhì)邊坡，其中北部關(guān)停礦山巖性以火山碎屑巖為主，巖石裂隙發(fā)育、破碎嚴(yán)重；南部關(guān)停礦山巖性以石灰?guī)r為主，以層狀產(chǎn)出，整體較完整，節(jié)理發(fā)育處存在危巖體。礦區(qū)內(nèi)地表土層較薄，受人工擾動(dòng)影響較大，使其附著力降低，在部分地段形成水土流失。山體原生植物以側(cè)柏、刺槐為主，伴有野生的酸棗、荊條、胡枝子等灌木。

1.3 關(guān)停礦山存在的問題

隨著生態(tài)文明建設(shè)的實(shí)施，以往城市及近郊的關(guān)停礦山，均已結(jié)合地產(chǎn)開發(fā)、生態(tài)旅游等方式，進(jìn)行了生態(tài)修復(fù)、實(shí)現(xiàn)資源化利用；而處在“三區(qū)兩線”可視范圍、農(nóng)村及偏遠(yuǎn)山區(qū)的關(guān)停礦山尚未得到有效修復(fù)，其存在的礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要表現(xiàn)為：崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患、地形地貌景觀破壞、生態(tài)環(huán)境破壞和視覺污染等。

（1）崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患：因開采形成的高陡立面主要巖性為石灰?guī)r，其巖石水平層理和垂向節(jié)理裂隙發(fā)育較深，風(fēng)化程度較嚴(yán)重。由于人工采石破壞了地層原有的應(yīng)力結(jié)構(gòu)和坡面形態(tài)，造成邊坡存在不穩(wěn)定的危巖體。在長期風(fēng)化及雨水沖刷的作用下表面破碎的巖石隨時(shí)可能崩塌或滑落，具有一定的安全隱患。

（2）地形地貌景觀破壞：關(guān)停礦山內(nèi)原始地形地貌因前期采石活動(dòng)已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞，形成了大面積的基巖裸露、高陡的開采立面、破碎的危巖體、廢棄的采坑、毀壞的植被等，與周邊原生的自然環(huán)境及不協(xié)調(diào)。

（3）生態(tài)環(huán)境破壞：采礦時(shí)會破壞大量的土地，清除表土亦毀壞地表原有的樹木、草皮等地面附著物，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大破壞，導(dǎo)致山體裸露、土石松散，蓄水保土和地表抗阻能力大大降低，容易形成礦山荒漠化，加速水土流失。同時(shí)，開采立面底部及采坑內(nèi)的渣石堆結(jié)構(gòu)松散，遇到大風(fēng)天氣，易造成粉塵污染，危害周邊生態(tài)地質(zhì)環(huán)境，對城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展已構(gòu)成威脅。

（4）視覺污染：關(guān)停礦山存在大面積的基巖裸露，高陡的開采立面、破碎強(qiáng)烈的危巖體、廢棄的采坑、毀壞的植被等，宛如一道傷疤，嚴(yán)重破壞了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)壞境，存在嚴(yán)重的視覺污染。

2 生態(tài)修復(fù)原則

根據(jù)章丘區(qū)自然環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，按照經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)科學(xué)合理、綜合效益最佳和便于操作的要求，結(jié)合關(guān)停礦山實(shí)際特征，體現(xiàn)以下原則：

（1）安全原則。在設(shè)計(jì)修復(fù)方案時(shí)，要充分考慮關(guān)停礦山穩(wěn)定性程度，首先做好對危巖體的清除或加固，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，而后進(jìn)行復(fù)綠，確保各項(xiàng)修復(fù)工程能夠安全施工。

（2）堅(jiān)持“預(yù)防為主、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜”的原則。設(shè)計(jì)修復(fù)方案要根據(jù)每個(gè)開采面的位置、破損程度、開采面高度和地質(zhì)環(huán)境條件等實(shí)際形態(tài)特征，因地制宜，對關(guān)停礦山進(jìn)行全面規(guī)劃，使其與周邊環(huán)境相融合，做到安全美觀。

（3）采取“標(biāo)本兼治，綠色設(shè)計(jì)和綠色施工，保護(hù)和美化環(huán)境”的原則。在設(shè)計(jì)修復(fù)方案開展施工的過程中，要注重節(jié)能環(huán)保、減少對周邊環(huán)境的破壞，注重復(fù)綠效果與周邊地形地貌、植被等一致，達(dá)到修復(fù)和美化環(huán)境的目的；同時(shí)建立防護(hù)措施，預(yù)防私挖亂采。

（4）采取“技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理”原則。根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀，盡量減少大面積改造，做好渣土、山石的平衡調(diào)運(yùn)，降低工程投入。

3 生態(tài)修復(fù)技術(shù)探討

根據(jù)關(guān)停礦山現(xiàn)狀及存在的問題，借鑒以往礦山修復(fù)的成功經(jīng)驗(yàn)，按照因地制宜的原則，針對每座關(guān)停礦山的不同特點(diǎn)，研究確定不同的治理方法，使修復(fù)治理與社會效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益密切結(jié)合，達(dá)到消除安全隱患，改善礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的目的。具體的修復(fù)方式主要有土地整治同步治理、建設(shè)項(xiàng)目同步治理和工程綠化綜合治理等。

3.1 土地整治同步治理

對遺留的破損面高差較小、廢棄的工業(yè)廣場面積較大、周邊存在未利用地等符合土地復(fù)墾整理?xiàng)l件的關(guān)停礦山，結(jié)合土地開發(fā)整理項(xiàng)目實(shí)施同步治理，進(jìn)行整理造地開發(fā)利用。如章丘市官莊閆家峪村石料廠二采區(qū)、文祖街道辦事處南部區(qū)域部分關(guān)停礦山即采取了該治理方法，在治理關(guān)停礦山的同時(shí)，可盤活土地資源，增加土地指標(biāo)，達(dá)到生態(tài)修復(fù)與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

3.2 建設(shè)項(xiàng)目捆綁治理

對開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目臨近的關(guān)停礦山，可與項(xiàng)目建設(shè)捆綁治理，統(tǒng)一規(guī)劃，同時(shí)施工，實(shí)現(xiàn)效益和環(huán)境的雙贏。這類治理方式主要針對面積較小，周邊存在建設(shè)項(xiàng)目且毫無保留價(jià)值的廢棄山體，通過市場化運(yùn)作，將其整治為建設(shè)用地，治理資金由建設(shè)方承擔(dān)，可節(jié)約政府投資。采用這種修復(fù)方式的關(guān)停礦山有章丘市曹范振興石料廠南區(qū)，該處殘留的破損山體與山東世紀(jì)鑫峰建筑科技有限公司的建設(shè)項(xiàng)目捆綁實(shí)施，既治理了破損山體、消除了安全隱患，又美化了周邊環(huán)境、給建設(shè)項(xiàng)目提供了場地，便于綜合利用。

3.3 工程綠化綜合治理

對適宜修復(fù)綠化的關(guān)停礦山，進(jìn)行工程綠化綜合治理，采用平立面結(jié)合的方式，因地制宜的選取坡面排險(xiǎn)、回填續(xù)坡、削坡造臺、平臺綠化、魚鱗坑、掛網(wǎng)噴播、截排水工程及種植綠化等方法。

在關(guān)停礦山生態(tài)修復(fù)治理方法選取時(shí)，要根據(jù)開采立面的高差、底部可利用腹地的寬度、立面是否存在平臺以及投資概算等要素進(jìn)行綜合選取。根據(jù)以往治理案例的總結(jié)分析，治理方法的選擇要在經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上本著效益優(yōu)先的原則，優(yōu)先順序依次為回填續(xù)坡、平臺綠化、削坡造臺、魚鱗坑、掛網(wǎng)噴播。

（1）坡面排險(xiǎn)：開采立面不可避免的存在裂隙、浮石及危石甚至局部反傾等，生態(tài)修復(fù)的首要任務(wù)便是采取人工和機(jī)械相結(jié)合的方式將開采面上存在的浮石、危石等予以排除，排險(xiǎn)的危石可就近用于底部的回填續(xù)坡（圖1）。

圖1 上部排險(xiǎn)與底部續(xù)坡相結(jié)合

（2）回填續(xù)坡：主要針對治理資金充裕、周邊有渣土源、下部存在足夠可利用腹地的破損立面，通過外側(cè)砌筑擋土墻，內(nèi)部回填渣土、種植土進(jìn)行山體修復(fù)，然后栽植苗木，最大限度的修復(fù)破損山體，要求最大續(xù)坡角度不超過30°，渣土壓實(shí)系數(shù)不小于0.9。

（3）平臺綠化：對存在臺階或可整理出小平臺的關(guān)停礦山，在平臺外側(cè)砌筑擋土墻其內(nèi)回填渣土和種植土進(jìn)行小規(guī)模地續(xù)坡綠化。該方法常與回填續(xù)坡結(jié)合使用，可最大限度的利用現(xiàn)有平臺，提升立面修復(fù)效果，節(jié)約治理資金。

（4）削坡造臺：針對立面高陡，底部腹地有限，且政策允許削坡的關(guān)停礦山，可在立面上部通過機(jī)械或爆破等方式營造1～3級平臺進(jìn)行綠化修復(fù)，要求各平臺高差不超過15m，平臺寬度不小于4m，削坡控制坡度不大于70°。削坡產(chǎn)生的石方可直接在立面底部堆積，形成小范圍續(xù)坡，以節(jié)約物料（圖2）。但因該方法多由專業(yè)爆破隊(duì)伍開展、施工監(jiān)管難度大、且在章丘區(qū)政策傾向較弱，目前利用率相對較低。

圖2 削坡造臺與續(xù)坡相結(jié)合治理

（5）魚鱗坑：對于立面不同高度上存在的不連續(xù)小平臺，可根據(jù)平臺地形，靈活布置魚鱗坑，力求自然。修建的魚鱗坑容積盡量大，便于承載更多的基質(zhì)，為綠化植株提供充足的養(yǎng)分。砌坑采用的石材以本山體石塊為宜，砌筑砂漿采用M7.5水泥砂漿。魚鱗坑為點(diǎn)綴性的修復(fù)方式，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取舍，多結(jié)合續(xù)坡等方式進(jìn)行。

魚鱗坑內(nèi)的植物配置模式可根據(jù)魚鱗坑的大小進(jìn)行靈活選擇：若魚鱗坑的寬度＞50cm，可采用“上爬下掛中間擋”的植物配置模式；若魚鱗坑的寬度＜50cm，則可結(jié)合景觀設(shè)計(jì)方法，選擇合適的攀援性植物、垂吊型植物或灌木。

（6）掛網(wǎng)噴播：針對立面坡度≤70°、底部可利用空間有限和不具備削坡條件的立面，可運(yùn)用團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)對坡率滿足施工要求的邊坡進(jìn)行噴播復(fù)綠，快速恢復(fù)山體植被，保持水土，恢復(fù)良好的生態(tài)環(huán)境。噴播前首先清除表面松散塊石及雜物，然后采用鍍鋅鐵絲網(wǎng)固網(wǎng)，固網(wǎng)工序完成后，即可將攪拌配合好的底層基質(zhì)和種子層基質(zhì)分兩次用噴播機(jī)噴射至坡面和鐵絲網(wǎng)上，最終噴射基質(zhì)平均厚度為5cm～8cm。

掛網(wǎng)噴播多應(yīng)用在“三區(qū)兩線”可視范圍內(nèi)、修復(fù)規(guī)格要求高的關(guān)停礦山，但該方法工程造價(jià)高、后期養(yǎng)護(hù)成本高，要根據(jù)實(shí)際情況和建設(shè)單位需求進(jìn)行適當(dāng)選擇。另外，該方法因地層巖性的不同治理效果存在差異，章丘區(qū)北部以火山碎屑巖為主的關(guān)停礦山，巖石破碎、裂隙發(fā)育，且基巖風(fēng)化后可為植被生長提供養(yǎng)分，技術(shù)上比較適宜掛網(wǎng)噴播；南部以石灰?guī)r為主的關(guān)停礦山，應(yīng)用此方法時(shí)應(yīng)重點(diǎn)選擇巖石裂隙發(fā)育及薄層狀的地段，并在下部結(jié)合續(xù)坡達(dá)到最佳的修復(fù)效果。

目前應(yīng)用比較成功的案例有章丘市文祖鎮(zhèn)三德范文霄石料廠礦山復(fù)綠，通過上部掛網(wǎng)噴播，底部利用排險(xiǎn)清理的渣石續(xù)坡，多措并舉，打造立體化修復(fù)效果（圖3）。

圖3 掛網(wǎng)噴播與續(xù)坡相結(jié)合治理效果

（7）截排水工程：為避免雨水沖刷修復(fù)面，確保修復(fù)效果，要因地制宜的設(shè)計(jì)截排水溝。若修復(fù)面上游存在較大匯水區(qū)域，須在坡頂設(shè)計(jì)截排水溝，截排水溝的橫斷面尺寸要根據(jù)所控制山坡集雨匯流面積的地表徑流量進(jìn)行計(jì)算確定；若關(guān)停礦山修復(fù)面上部不存在匯水面或匯水面面積較小，則無需設(shè)計(jì)截排水工程，節(jié)約工程造價(jià)。

（8）種植綠化：土石方工程完成后，綠化植株要進(jìn)行合理搭配，要以濟(jì)南地區(qū)樹種為主，結(jié)合攀緣植物、喬木、花灌木、地被植物進(jìn)行植物配置，降低養(yǎng)護(hù)管理成本，保證礦山生態(tài)修復(fù)質(zhì)量，提升多層次的綠化效果。

為保證與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性，合理確定常綠植物與落葉植物的種植比例。常綠喬木可選擇：側(cè)柏、龍柏、蜀檜等；落葉喬木選擇：毛白楊、刺槐、臭椿、黃櫨；花灌木選擇：迎春、連翹、薔薇；攀援植物選擇：五葉地錦、扶芳藤；地被植物選擇：黑麥草、高羊茅、結(jié)縷草、狗牙根等。種植時(shí)按照花灌木在前、低矮喬木其次，高大喬木再次、攀援植物最后的原則，形成功能復(fù)合的生態(tài)體系。

4 結(jié)論

關(guān)停礦山生態(tài)修復(fù)對改善環(huán)境、涵養(yǎng)水土、提高人民群眾幸福感起著重要的作用；對于促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展、深入持續(xù)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、建設(shè)現(xiàn)代山水園林城市具有十分重要的意義。堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先，自然恢復(fù)為主，因地制宜的選擇經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的方案，是確保修復(fù)效果的關(guān)鍵，隨著關(guān)停礦山生態(tài)修復(fù)的全面實(shí)施，可加快完善多層次、成網(wǎng)絡(luò)、功能復(fù)合的基本生態(tài)體系，建設(shè)天藍(lán)、地綠、水凈、景美的美好家園。