矿区生态修复技术及水土流失评价浅议

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［摘要］矿区治理工作中的修复手段及水土流失评价方法一直是生态环境中最重要的一环，其属于多学科交叉领域。其涉及的部门较多，难点较为突出，因此制约着当地矿山生态工程的进行也影响着经济发展。本文以长江经济带江淮地区矿山治理项目为对象展开生态修复技术及水土流失评价方法研究，对研究合理、经济、有效的边坡修复技术及水土流失评价方法有重要的指导作用。

［关键词］矿山边坡；生态修复；水土流失

1建设目标及建设任务

1.1建设目标

（1）水土流失治理。这项指标体现的是矿山水土流失总面积中所治理的矿山面积占比。水土流失主要为矿区堆土场、排石场、侵蚀沟等区域由于自然或人为因素的影响，雨水不能就地消纳、顺势下流、冲刷土壤，造成水分和土壤同时流失的现象。主要治理措施为完善截排水系统、坡面防护、坡底护脚、植被防护等。（2）土地复垦率。这项指标体现的是矿山已破坏土地面积中已复垦土地的占比。矿山已破坏土地主要为矿区植被破坏、土地压占等区域。主要治理措施为恢复原有植被，清理土地压占，对已破坏土地进行复垦复绿。（3）林草植被恢复率。这项指标体现的是矿区总体破坏植被面积中矿区恢复面积的占比。矿区植被破坏主要包括露天采场植被破坏、专用道路植被破坏、村庄搬迁迹地破坏、堆土场植被破坏等。治理措施主要为周边群落分析、立地条件分析、植物比选、植物配置设计等。（4）边坡稳定性治理。对于高陡边坡，根据稳定性分析结果，对不稳定边坡进行削坡减载；山体稳定后，对现状边坡进行坡面整理，清除危岩，产生的碎石对坡脚进行回填压脚，同时在坡脚处设置防落石挡墙。

1.2建设任务

（1）消除地质灾害隐患：对边坡进行勘查设计，清除矿区边坡危岩体和弃石，确保边坡的稳定性，消除可能出现的崩塌等地质灾害。（2）恢复土地使用功能：对采场场地、堆场进行环境治理设计，对矿区内的废石、废渣堆进行清理、平整，平整后客土种植树木，恢复矿区原有绿色。（3）防治水土流失；对靠近道路的废渣堆进行削坡，在坡脚修筑挡土墙，完善矿山排水系统，以避免矿坑进水以及暴雨造成的水土流失危害；并在斜坡及平台上客土种植树木，在保证渣堆稳定的情况下恢复其绿色原貌。（4）消除视觉污染：对边坡进行绿化设计，消除裸露边坡的视觉污染。（5）打造示范工程：遵循“宜林则林、宜草则草”的原则，彻底改变长江经济带地区生态环境，恢复绿色山体生态走廊，通过废弃地综合整治，为城市建设提供后备建设用地，缓解土地供需紧张的矛盾，促进地方经济发展。

1.3基本原则

（1）因地制宜，分类施策“宜林则林、宜草则草”的原则，实施矿山地质环境治理，恢复矿山地质环境，有效增加林地面积。根据矿山地质环境现状，按照宜林则林原则、结合区域发展及生态建设需求，遵循与自然相契合的法则，科学治理，防止诱发二次灾害，努力完成矿山生态修复。（2）规划引领，总体统筹。做好矿山环境治理与周围地区的城乡建设发展规划、土地利用总体规划的对接，本着遵循规律、实事求是、分类处理、分步实施的原则，做好矿山环境治理的总体统筹和规划设计工作。（3）技术可行，经济合理。依据矿山现状，结合自然条件、土地利用与环境整治要求，合理确定整治技术方法，消除地质灾害隐患，防灾减灾，保障矿山自身及周边地区的安全性与稳定性，坚持因地制宜，量力而行，经济合理，综合治理。（4）资源节约，环境友好。以矿区及其周边原有的生态环境为主导，将人类发展与自然相结合，重视人与自然共存的重要性。改善矿山环境，促进地方“资源节约、环境友好型社会”建设。（5）生态优先，统筹兼顾。在完成矿山地质环境治理任务的同时，最大限度地恢复生态，创造可利用土地资源，建立完善的治理资金运作模式、治理项目管理模式、资源开发利用模式，做到保护生态与发展经济并重、地质环境治理与拓展用地空间并举，创造良好的社会、生态、经济效益。

2工程总体治理思路及目标

2.1总体修复思路

根据工程区的特点，矿山修复设计思路需考虑从消除地质灾害隐患、疏通矿区水系、恢复植被并使之与周边景观协调三方面综合考虑。按照“因地制宜，点面绿化相结合，维护原有生态环境与恢复被破坏生态环境相结合”的治理思路，将平整地区整理后恢复为林地；对高陡边坡采取人工、机械和静态爆破相结合方式清除坡面危石、浮石，部分高陡边坡采用反压坡脚增加稳定性，应用植生槽垂直绿化、高次团粒喷播、液力喷播植草、植生毯及挂网喷播等技术，恢复坡面植被。将平台及缓坡地最终恢复为林地。

2.2治理目标

（1）消除矿山存在的地质灾害安全隐患。（2）绿化矿山裸露岩壁，恢复矿山生态环境，消除视觉污染。（3）采场底盘平整复绿，结合风景名胜规划区、周边景观，生态修复后达到景观协调一致。（4）将矿山治理责任化，交由专人负责，专人监管。通过各个防治分区的针对性措施以及后期的水土保持监测与运营管理，确保水土保持的有效性。

3矿区工程地质条件及现状分析

3.1边坡失稳模式及特征

各矿区普遍存在边坡陡峻，坡面极不规则等问题。其主要工程地质问题有以下方面。（1）滑动。各矿区内可能发生的滑动类型有两类，一类为岩质边坡的顺层滑动，另一类则为废渣松散堆积物的圆弧滑动（滑坡）。调查中发现，矿区场内有数量不少的边坡因为地质构造的影响，存在有不利组合的结构面，发生顺层滑动的可能性；在一些坡面与层面倾向相同，坡角大于岩层倾角的地段，虽然各结构面未形成不利组合，但层面因采矿开挖被切脚，也存在顺层滑动的可能；此外，矿区内也存在有斜坡坡向与岩层倾向角度斜交或反倾的地段，理论上发生顺层滑动的可能性不大，但实际上，由于开采的不规范性，造成部分地段的坡面上存在悬石现象，且开采时采用爆破方式，部分悬空的岩石已经松动，在强降水的作用下仍有发生楔形体滑动的可能性。矿区内有部分堆积较高的堆渣，这些堆渣主要由白云石大理岩、黑云斜长片麻岩岩块及第四纪黏性土等组成，结构松散，不仅易产生水土流失，在强降水等因素作用下易产生滑动。（2）崩塌。造成岩质边坡崩塌原因有三种：一是顶部强风化岩石边坡开挖过陡造成的崩塌，此类型为采坑区边坡主要变形破坏形式；二是由于结构面切割造成的拉裂、鼓胀、错断等，边坡也易发生小规模的崩塌；三是采石爆破破坏了岩石原有的岩体结构，造成边坡岩体松动，在强降水作用下极有可能发生崩塌。（3）倾倒。在一些边坡坡向与岩层倾向相反、陡倾角边坡与岩层倾向相同的地段，由于部分边坡开挖成倒坡或近直立边坡，边坡表部岩层在风化及重力作用下则可能发生倾倒。（4）流动。坡面及坡顶有弃渣处，弃渣体饱水后在重力作用下易产生流动。

3.2植被恢复模式选择

（1）植被选择要求。由于矿山开采后的山体有其特殊性，因此在植物选型和基材配置方面都有着特定的要求，其既要满足易存活性又要与自然相融合。其中常绿植物与落叶植物搭配，三季有景可赏，且与周边植被相协调，选择奇叶、色叶、鲜花、艳果及香花等品种。其具有观赏价值或者是经济作物，能为当地带来经济效益。（2）立地条件分析。植物生长过程中受诸多因素影响，这些影响的集合形成了立地条件，通过立地条件分析，为植物种的选择提供必要的依据。（3）植物种调查。矿区土壤基本失去了耕作土壤的自然属性，在植被恢复植物材料的选择上，应选择具有较强的抗旱、抗风、抗瘠薄等抗逆性能；具有根系发达，固坡能力强；叶、冠生长快，绿化和覆盖地表快的品种。在充分考虑适地适树（植物）的前提下，废石土堆、裸露山体上可选择枫杨、苦楝等本土乔木树种，紫穗槐、沙棘、胡枝子等灌木树种；边坡绿化工程通常以不同层次的植被进行混合播种，加以坡面防护，生态与传统防护形式结合，保证边坡稳定安全的前提下增加景观美感。对于边坡的遮挡可选择五叶地锦、爬山虎、常春藤等本地攀爬物种；对于边坡防护和隔离，可选择带刺的灌木作为篱笆，如野蔷薇等。（4）植物选择按照因地制宜、合理种植的理念，根据物种的多样性选择合适的立地条件，结合生态修复需求，考虑采用乔木、灌木、藤本和草本相结合的绿化配置形式进行生态恢复。按照植被群落生存特性结合生态自然美感需求，保障结构多样性、物种多样性，科学依据植被成长习性，创造和谐生态美观的矿区环境。乔木选择适应本地生长、成活容易且较速生、根系发达、冠幅相对较大的树种为主，种植乔木有香樟、刺槐、苦楝、乌桕、紫叶李、朴树等；灌木选择适应本地生长、成活容易且较速生、根系发达、景观效果显著的树种为主，如紫穗槐、毛鹃、四季桂、冬青、紫叶李、火棘、沙棘、胡枝子等；藤本选择攀爬能力较强的攀岩藤本植物，如爬山虎、常春藤、五叶地锦、野蔷薇。（5）配置模式种植时需要了解植被习性的多样性并注重优化配置，从多维角度、不同风格及色彩进行组合，营造自然和谐氛围。坚持保护为主，改造为辅的原则，通过疏伐、补植等措施，点缀观花、观叶的乔木，使生态景观更增艳色，更具魅力；形成具有森林气息和自然野趣，提升项目生态景观价值。坚持速生显效、绿色环保的理念，首先考虑能快速生长的草籽，如刺槐、苦楝、栾树、八月桂、朴树等，普遍覆盖绿色乔木，以其他颜色的树种为辅，使矿区变得更加绚丽多姿。大乔木与亚乔木相结合，如乌桕、八月桂、紫叶李、毛鹃等，达成相互配合、相辅相成的效果，坚持以适宜当地环境的植物为主导，配合以观赏性强的植物，如选择毛鹃、紫穗槐等。此外还应配置一些以矿区边坡防护为主的植被，并尽量与其他植被相协调。采用不同植物种类混交技术，如选择常绿树种与落叶树种混交，阴阳树种、根系粗壮与根系短浅树种、纯林与带状林相结合，多样化、科学化的配种，设计出环境宜人、景观优美的矿区边坡植被群落。面上绿化美化设计以速生的阔叶树香樟、刺槐等为主体，配置观叶树种乌桕、紫叶李，达到春季葱郁、夏日浓荫、秋季绚丽、冬时苍青的效果。线上绿化美化充分利用现有森林风景资源，采取规则式和片段式相结合的方式营造生态风景林，常青和落叶呼应，构建丰富多彩的视觉效应。

4具体措施及防治手段

4.1边坡稳定性治理工程

（1）削坡减载工程对于高陡边坡，根据稳定性分析结果确定是否需要进行削坡减载。对于分析结果为稳定的高陡边坡，可保留原状，仅做复绿处理，减少工程量，减小削坡对周边环境的影响。当分析结果为不稳定时，应先将坡率变缓削坡减载，而当边坡具有临空面时，应先进行分级放坡，消除巨大临空面。削坡首先应以保障安全性为前提，根据现场边坡情况选择合理的施工方法，一般在具有较好的施工条件的区域，选择将危岩挖除，彻底消除安全隐患。对于缺乏施工工作面的区域，可选用爆破的方式进行处理，处理完毕后进行复绿工作，使得矿区修复工作可持续发展。治理区大多位于生态廊道上，削坡降坡应以充分保护自然原始山体植被为原则，以边坡稳定为最终目标，尽量减少对稳定山体的扰动，根据各治理区现状地形条件及选择复绿的方式，一般设计削坡降坡最终坡面角不大于45°（局部较陡处且难以削坡降坡的边坡最大坡面角不大于55°，对于软弱岩面要求坡面角不大于45°）。编制爆破方案时需要依据边坡场地的工程地质条件及岩土勘察资料，对于地层较为简单且方便挖除的危岩可直接挖除；复杂条件下则需要根据岩石的物理力学性质进行设计计算，确定最终爆破方案。对于不稳定边坡，坡顶处尽可能按45°~50°削坡，坡率应尽量超过1：1，确保边坡的安全性并进行坡面修复。清理的块石可用于坑内底部回填，松散岩土用于上部回填。对坡底堆积岩土进行分类清理，大块留于坑内回填底部，散体岩土留于上部回填。（2）坡面整理工程不稳定的高陡边坡削坡降坡后，或稳定的高陡边坡，但仍有可能产生次生病害或其他不良地质作用危害的，应先进行勘察设计排除安全隐患后再进行坡面修复及复绿工程，保障边坡的可持续性。在需要进行边坡复绿的区域，需要先对边坡坡面进行平整，处理干净落石、碎石等可能会对边坡产生病害的危岩，再进行边坡生态修复工程。（3）反压坡脚工程对产生病害的边坡的坡面进行处理产生的危岩可直接用于反压坡脚，脚后的坡面坡度不超过45°，亦可在坡脚处设置挡墙。堆积坡脚时一般选用粗颗粒的碎石土或坡面处理的危岩体进行自上而下分层顺坡堆积。这样不仅提高了边坡的整体稳定性同时还可避免土石方外运，实现土石方平衡。

4.2环境影响评价

（1）生态环境预测与评价矿山边坡对生态环境主要会产生如下不良影响：①削坡清坡。施工活动主要是针对挖损形成的高陡边坡进行削坡分级，施工活动中，会对坡顶的原有植被造成破坏，削坡产生的碎土石会对下方自然恢复的植被造成压覆破坏。部分浮石及危岩体周围有自然恢复的植被，清除浮石及危岩体会破坏这些自然恢复的植被。②爆破。爆破产生的冲击波在破碎岩体的同时，也会对周边的植物造成影响，造成植物死亡或者植物体的机械损伤，绿植损失等。同时，爆破产生的冲击波、震动、飞石、瞬时噪声会惊扰动物，影响觅食、繁殖活动；动物具有迁徙能力，且在工程影响区范围内广泛分布，使得这些动物在施工期容易找到替代生境，工程对其直接影响不大，只局限于施工期缩减它们的生境与活动范围，工程对其影响较小。③其他综合影响。车辆在运输过程中会对矿区内外的地面进行碾压，造成原有的植物受一定影响。施工活动产生的弃渣、扬尘、废气、生活垃圾等带来的污染，会直接或间接影响附近植物生境及动物的栖息环境，工程区附近生产者生产能力受影响，导致生态系统内一些植物及动物受影响。但当项目建成运行后，对项目内的废弃矿山、矿坑、渣场进行修整、改造及绿化，可以较大程度提升矿山周边的视觉景观效益。由于恢复绿化，会减缓当地水土流失，提升绿化率，促进生态系统演替。（2）生态环境保护措施通过采取保护周边生态环境，加强施工期管理，禁止破坏保护动植物生境，有效地保护周边生态环境。对高陡边坡进行削坡分级时，要严格控制施工边界，以防对边界外的植被造成机械损伤。清理浮石及危岩体时，要注意保护周围植被，如果植被比较好，其根系已经可以牢固地盘住浮石及危岩体时，可暂不进行清理，后期进行定期监测，若是有坠落可能时，再行清理。爆破时要严格按照技术要求规范，按爆破设计的位置、方向、角度进行钻孔，控制炸药量，将爆破影响范围控制到最小，另外爆破时间应避开动物繁殖期（春季），夜间不得爆破，以减少对动植物的伤害。运输车辆应严格按照道路或者临时道路行驶，防止造成大面积的碾压；临时堆场等应严格控制范围，不得随意乱堆乱放，施工结束后应及时清除土石料并平整，恢复植被。合理安排施工进度，尽量缩短施工时间，以降低对生态环境的影响。工程施工完毕，应将临时占用的施工场地和施工临时道路恢复原状，由租借方组织复耕或植被恢复。

4.3水土保持措施

矿山边坡的治理过程中往往会造成岩土体发生扰动原有生态失衡，对于矿山边坡水土保持主要包括表土剥离和堆存以及最后的覆土。水土保持的措施主要是让裸露的矿山边坡在满足安全稳定的前提下恢复树种植被，形成自然协调可持续发展的绿水青山。在矿区矿业工程建设中往往会存在一些有害污染物或是临时产生的土石方堆积体，这些往往会对生态环境带来致命影响或是产生边坡病害。因此针对可能的滑塌体或者污染物还需要进行格挡，防止污染物对植被的污染或因降雨地震等不良地质作用产生的次生危害，对有些可能产生大气污染的物质还应采用一些覆盖隔离措施，对刚刚复绿的草籽树种还应开展养护措施。

5结语

生态修复技术与水土流失评价方法是矿区治理中最重要的一环，本文对江淮地区矿山开展调查和分析，从治理原则、现状分析再到防治措施，多种角度分析了矿山边坡生态修复技术及水土流失评价方法，为践行煤炭资源“金山银山”和生态环境“绿水青山”和谐发展的理念提供了理论依据和技术支持。

参考文献

[1]谭辉.皖江经济带典型矿山水土流失重点区域防治措施体系研究[J].现代矿业，2021（11）：255-257.

[2]牛百强.废弃矿山生态修复技术研究[J].能源与环保，2022（2）：18-23.

[3]废弃矿山资源化生态修复模式构建与效益评价[D].大连：大连理工大学，2021.

[4]保善磊.试论矿山生态保护修复治理技术[J].中国高新科技，2021（21）：40-44.

[5]蒋文翠.矿山生态修复研究进展[J].矿业研究与开发，2022（4）：127-132.

作者:马俊超 单位:安徽省城建设计研究总院股份有限公司