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        云南省紅河州歷史遺留礦山生態(tài)修復(fù)措施及效益分析

        2024-01-01 00:00:00易思材鄭水全張明張奮明王慧敏吉程
        四川建筑 2024年3期
        關(guān)鍵詞:效益分析紅河州生態(tài)修復(fù)

        【摘 要】以某砂場(chǎng)為例,闡述了遺留礦山存在的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題,分析了其危害,并針對(duì)性提出生態(tài)修復(fù)措施,同時(shí)對(duì)修復(fù)后的效益進(jìn)行了分析。結(jié)論表明:生態(tài)修復(fù)能以較小的人為干擾,實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù),保證了生態(tài)環(huán)境的整體性和協(xié)調(diào)性,能夠在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)上存在巨大效益,為進(jìn)一步礦山修復(fù)工程提供工程借鑒。

        【關(guān)鍵詞】紅河州; 歷史遺留礦山; 生態(tài)修復(fù); 措施; 效益分析

        【中圖分類號(hào)】TD88【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

        0 引言

        我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富,隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn),對(duì)礦產(chǎn)資源的需求增加,開采加劇,因其導(dǎo)致的土地破壞、水污染、大氣污染、生態(tài)環(huán)境改變及各種地質(zhì)次生災(zāi)害也逐漸凸顯[1-3]。20世紀(jì)80年代所提出的環(huán)境保護(hù)國(guó)策、以及習(xí)近平同志“金山銀山不如綠水青山”的理念[4],使得社會(huì)發(fā)展遺棄的各類礦山得到了修復(fù)治理。

        本文以云南省紅河州歷史遺留礦山某砂場(chǎng)為研究對(duì)象,闡述了該礦山存在的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題,并結(jié)合現(xiàn)狀情況提出與之相符的生態(tài)修復(fù)措施,進(jìn)而分析生態(tài)修復(fù)后所產(chǎn)生的效益。通過(guò)以上研究,旨在對(duì)該地區(qū)的環(huán)境保護(hù)與生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù),對(duì)地區(qū)其他歷史遺留礦山生態(tài)修復(fù)提供思路、指導(dǎo)。

        1 項(xiàng)目概況

        研究區(qū)位于紅河州城320°方向,距離縣城直線距離2 km,礦區(qū)面積0.107 6 km2,為露天開采白云巖(圖1)。紅河州屬亞熱帶高原山地季風(fēng)氣候,縣內(nèi)立體氣候特點(diǎn)突出。年均氣溫18.3 ℃,年降水量在786~111 6 mm,年均相對(duì)濕度75%。研究區(qū)處于石屏盆地西部斜坡地帶,地勢(shì)總體北高南低,最高點(diǎn)為礦區(qū)北部山頂,高程為1 600 m,最低點(diǎn)位于礦區(qū)南部,高程為1 473 m,最大相對(duì)高差為127 m,地形坡度一般8°~18°,總體屬于構(gòu)造侵蝕、溶蝕低中山地貌。主要分布震旦系上統(tǒng)地層,局部為第四系(Q)地層。研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單,總體為向北傾斜的單斜巖層,無(wú)明顯的褶皺構(gòu)造。區(qū)內(nèi)主要土壤類型由黃紅、黃色赤紅壤、砂壤等組成,植被發(fā)育一般。

        2 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

        2.1 地質(zhì)災(zāi)害隱患

        通過(guò)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行資料收集、測(cè)量、測(cè)繪、調(diào)查、勘查工作,研究區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害隱患主要礦山開采形成的高陡邊坡(圖2)。其位于礦區(qū)中部,高差 90~130 m,長(zhǎng)度約為450 m,除采區(qū)北部斜坡角度較大為59°~67°外,其余大部分斜坡角度為34°~49°。巖性為灰色中厚層狀白云巖,與下伏地層呈整合接觸,厚261 m,產(chǎn)狀為170°∠50~65°。風(fēng)化后呈褐黃、灰黃、灰白色砂糖狀,風(fēng)化層厚15~30 m,巖石風(fēng)化程度深,風(fēng)化巖石節(jié)理、裂隙較為發(fā)育,屬半堅(jiān)硬巖。巖體強(qiáng)度低,抗風(fēng)化能力弱。近地表及邊坡上部風(fēng)化嚴(yán)重,采礦形成的邊坡局部過(guò)高陡,穩(wěn)定性差,在雨季地表水沖刷作用下,存在局部易發(fā)生小規(guī)模崩塌及掉塊風(fēng)險(xiǎn)。

        2.2 地形地貌景觀的破壞

        礦山多年露天開采所形成的斜坡和采坑,改變了原有的地形和地貌,造成了山體損毀和基巖出露[5]。這嚴(yán)重破壞了地區(qū)的地形地貌景觀和植被,同時(shí)存在與周邊環(huán)境的不協(xié)調(diào),造成了一定程度上的視覺污染(圖3)。

        2.3 生態(tài)環(huán)境的影響

        經(jīng)過(guò)野外調(diào)查,礦區(qū)損毀總面積為158 219.21 m2,損毀土地類型為耕地、林地、草地等。礦山生態(tài)結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重,這直接導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、水土流失,對(duì)土地資源產(chǎn)生了嚴(yán)重的損毀。同時(shí)礦山開挖造成基巖裸露面積增大、地形變化不利于地表徑流,使得大氣降水下滲補(bǔ)給量增加,地表徑流量減少,以地表徑流方式補(bǔ)給周圍林地的水量減少,地下水補(bǔ)排平衡受到一定影響。

        3 研究區(qū)生態(tài)修復(fù)措施

        國(guó)內(nèi)在生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域起步較晚,仍存在些許不足[6-8]。現(xiàn)階段的生態(tài)修復(fù)主要是在遵循當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)演替規(guī)律下[9],加以少量的工程措施,輔以綠色修復(fù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)的生態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)整以達(dá)到修復(fù)的目的。通過(guò)對(duì)礦山實(shí)施生態(tài)修復(fù)治理,實(shí)現(xiàn)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復(fù)和合理結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,保證生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)展演替與發(fā)展,提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和自我維持能力。

        研究區(qū)的措施主要為通過(guò)在現(xiàn)有平臺(tái)的基礎(chǔ)上完善排水系統(tǒng)、植被恢復(fù)、陡壁綠化工程以及植被灌溉系統(tǒng)建設(shè)等工程,同時(shí),在治理區(qū)內(nèi)對(duì)植被稀少或邊坡裸露的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)種樹木、草類或爬藤類,保證治理區(qū)的綠化效果。

        3.1 邊坡工程

        結(jié)合規(guī)范及礦區(qū)工程地質(zhì)條件,對(duì)高陡邊坡采用分臺(tái)削坡以消除邊坡安全隱患,同時(shí)對(duì)底部區(qū)域利用削坡后的砂石料進(jìn)行回填、碾壓夯實(shí)。上部邊坡按1∶1.2放坡,下部邊坡按1∶1放坡,臺(tái)階高度10 m,平臺(tái)寬度為4.5 m,邊坡角為37°。軟巖邊坡用人工或機(jī)械清刷;堅(jiān)石、次堅(jiān)石邊坡,用人工配合機(jī)械切割方法,同時(shí)清除危石、松石。挖方邊坡從開挖面往下分級(jí)清刷邊坡并進(jìn)行平面修整整平。

        3.2 攔擋工程

        攔擋工程主要分為平臺(tái)擋土墻和坡腳擋土墻。對(duì)于邊坡分臺(tái)削坡后所形成的平臺(tái)臺(tái)階修建免燒磚擋土墻,用于穩(wěn)固平臺(tái)的覆土。擋土墻技術(shù)指標(biāo):寬0.24 m、高0.6 m,每隔5 m設(shè)置長(zhǎng)0.12 m、寬0.06 m的排水孔,免燒磚規(guī)格為6 cm×12 cm×24 cm。對(duì)于采區(qū)底部的凹坑進(jìn)行填充、平整后形成斜坡,為保證進(jìn)場(chǎng)道路的安全及斜坡的穩(wěn)定性,在進(jìn)場(chǎng)道路入口處斜坡坡腳修建漿砌石擋土墻進(jìn)行攔擋。擋墻技術(shù)指標(biāo):重力式擋土墻,墻體斷面為梯形,墻體設(shè)泄水孔。墻身高4.00 m,墻頂寬0.40 m,墻底寬2.20 m,面坡傾斜坡度1∶0.3,基礎(chǔ)深1.00 m,寬2.80 m,M7.5漿砌塊石砌筑。

        3.3 土壤剝離工程

        土壤剝離主要為表土剝離和客土回覆。分臺(tái)削坡前對(duì)頂部表層土進(jìn)行剝離,表土層厚度2~4 m,剝離區(qū)域面積約19 387 m2,平均剝離厚度2.5 m,剝離表土總量約48 467 m3,將剝離出來(lái)的表土選擇合適的排土場(chǎng)地就近堆放,以便于后期植被重建和土地復(fù)墾覆土?xí)r使用。對(duì)分臺(tái)削坡以后形成的平臺(tái)及底部凹坑回填后進(jìn)行客土回覆,覆土厚度為50 cm;對(duì)平緩區(qū)域和坡頂區(qū)域進(jìn)行客土回覆,覆土厚度15 cm。

        3.4 截排水工程

        為了降低雨水(洪水)對(duì)坡面植被和土壤的沖刷,防治水土流失,結(jié)合礦區(qū)的實(shí)際地形條件,分別在坡頂、平臺(tái)、坡面修建連通的截排水溝,坡腳設(shè)置新建水窖,截排水溝與下部新建水窖相連接,保障礦區(qū)排水通暢。技術(shù)指標(biāo):其中坡頂和坡面排水溝設(shè)置為梯形斷面,排水溝采用C20混凝土砌筑,排水溝每隔15 m設(shè)置一個(gè)伸縮縫,采用瀝青木板;平臺(tái)排水溝設(shè)置為為矩形斷面,排水溝采用磚砌,M10砂漿抹面。

        3.5 綠化工程

        綠化工程主要包括各平臺(tái)喬灌混植及撒播狗牙根,坡面栽植爬藤植物,其中緩坡區(qū)域及具備栽植條件的區(qū)域進(jìn)行喬灌草混植,較陡邊坡栽種爬藤植物覆蓋綠化。根據(jù)野外調(diào)查及當(dāng)?shù)厝斯しN植情況的調(diào)查,并考慮病蟲害防治等因素的影響,喬木選用圓柏、合歡樹,灌木選用車桑子、三角梅,草本植物選用狗牙根,爬藤選用爬山虎、葛藤。同時(shí)對(duì)新種植的幼林保持三年撫育,以實(shí)現(xiàn)幼林生存率。

        4 效益分析

        4.1 社會(huì)效益

        歷史遺留礦山某砂場(chǎng)的生態(tài)修復(fù)工作完成,不僅消除了礦山開采帶來(lái)的各類地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題,還可以使該區(qū)域生態(tài)植被得到全面恢復(fù),紅河州生態(tài)環(huán)境將會(huì)得到進(jìn)一步改善。其社會(huì)效益顯著,主要有幾點(diǎn):

        (1)礦區(qū)水土流失和固體廢棄物污染將得到遏制,景觀環(huán)境全面提升。

        (2)減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活的威脅,避免了當(dāng)?shù)鼐用裨馐艿刭|(zhì)災(zāi)害的危害,使惡劣的礦山環(huán)境條件得到改善。

        (3)消除城市建設(shè)展與礦山開發(fā)之矛盾,徹底解決由于礦山惡化的環(huán)境問(wèn)題及地質(zhì)災(zāi)害給城市發(fā)展建設(shè)帶來(lái)的影響,實(shí)現(xiàn)生態(tài)與發(fā)展之間的協(xié)調(diào)平衡。

        (4)項(xiàng)改善礦區(qū)居民的生活環(huán)境條件,為當(dāng)?shù)鼐用竦纳?、生產(chǎn)提供了有利的安全保障,解決了礦山開發(fā)與居民生產(chǎn)生活之間的矛盾,同時(shí)提升了人民的幸福感。

        4.2 環(huán)境效益

        礦山生態(tài)修復(fù)產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境效益是最主要的效益,也是最直接的效益。通過(guò)生態(tài)修復(fù),實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)周圍水土保持、生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和改善,對(duì)污染物排放產(chǎn)生削減等,全面改善了礦區(qū)及周邊的生態(tài)環(huán)境;在區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了生態(tài)文明, 為區(qū)域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。礦山生態(tài)修復(fù)工程治理面積約105 430.43 m2(表1、圖4),通過(guò)較小的人為工程干擾加上植物工程措施后,可確保植被成果率高于 90%,可大幅減少地表水徑流量,減少地表水對(duì)地表的直接沖刷帶來(lái)的水土流失;增加地表水體的下滲量和土壤的水體涵養(yǎng)量, 對(duì)地下水的補(bǔ)給也將隨之增加,很大程度上改變脆弱的生態(tài)系統(tǒng),對(duì)區(qū)域生態(tài)修復(fù)具有重要作用,整體上改善礦山周圍的生態(tài)環(huán)境。

        4.3 經(jīng)濟(jì)效益

        礦山生態(tài)修復(fù)極大改善礦區(qū)面貌,提高植被覆蓋率,有效減少水土流失,預(yù)防了潛在的地質(zhì)災(zāi)害,減輕了對(duì)地下水的污染,有效地保護(hù)了人民生命財(cái)產(chǎn)。并且該工程能夠?yàn)槠渌麣v史遺留礦山提供了思路,減少不必要的工程支出。同時(shí)礦區(qū)臨近縣城,礦區(qū)修復(fù)后復(fù)墾的土地需要經(jīng)營(yíng)管理,為區(qū)內(nèi)就業(yè)提供機(jī)會(huì),維護(hù)社會(huì)安定起到了積極作用。生態(tài)修復(fù)實(shí)施后,調(diào)整了土地利用結(jié)構(gòu)、合理利用了土地、促進(jìn)生態(tài)良性循環(huán)、維持生態(tài)平衡,將進(jìn)一步促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

        5 結(jié)論

        紅河州作為礦產(chǎn)資源開采和文化旅游重點(diǎn)城市,歷史所遺留的礦山,極大程度的影響了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,并制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文通過(guò)某砂場(chǎng)礦山前期的野外調(diào)查,結(jié)合后期的的研究分析,主要有幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):

        (1)遺留礦山存在各類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),因此礦山開采結(jié)束后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)治理,這能夠極大程度的保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)通過(guò)生態(tài)修復(fù)措施后,礦區(qū)能夠極大恢復(fù)被破壞的地形地貌,恢復(fù)地表生態(tài)植被,使環(huán)境得到美化,保證了生態(tài)環(huán)境的整體性、協(xié)調(diào)性。

        (2)生態(tài)修復(fù)措施能夠通過(guò)較小的人為干擾,實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)的治理及環(huán)境保護(hù)。并且充分發(fā)揮廢物利用,盡可能采用礦區(qū)砂石料,節(jié)約工程成本。這對(duì)于該地區(qū)的其他類似礦山提供了一定的思路。

        參考文獻(xiàn)

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        [作者簡(jiǎn)介]易思材(1996—),男,碩士,助理工程師,主要從事災(zāi)害地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)及巖土工程相關(guān)工作。

        [通信作者]張明文(1973—),男,本科,高級(jí)工程師,主要從事地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估與防治等工作。

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