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[关键词]露采矿山 地质环境 恢复治理
[中图分类号]TD1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-12-146-1
0前言
矿产是社会经济发展重要战略资源,我国90%以上的能源,80%以上的工业原材料和70%以上的农业生产资料源自资源开采。矿业和矿产资源在我国国民经济中起着十分重要的基础性地位和作用。
由于广东省矿产资源分布不均,中小型矿山开采技术落后、矿业权管理尚未完善,长期轻视可持续性发展,造成了目前省内矿山地质环境保护相对滞后和地质环境的日益恶化问题。现对广东省露采矿山地质环境问题及地质环境恢复治理论述如下:
1露采矿山矿业开发中环境地质问题
根据广东省露采矿山引发的地质环境问题主要有:占用破坏土地资源;地形地貌景观破坏;地质灾害和地下水均衡破坏。其中分布广、影响大、最突出是地质灾害问题,其次为占有破坏资源。
首先,露采矿山在矿业活动中极大的改变了原始地形地貌,严重影响矿区的自然景观,同时还易形成各类地质灾害。广东省2005年以前,矿山占用和破坏各类土地13107.44公顷[2],土地占用和破坏严重。
其次,露采矿山矿业活动常引发各类地质灾害。数据显示[2],露采矿山发生各类地质灾害32宗,17人死亡,直接经济损失812万元。多发生于小型矿山,主要是由于人为因素主导,降雨及爆破等下诱发,其规模多为小型~中型。
再次,采矿活动中矿坑积水常采用强排方式排放,破坏了地表水、地下水均衡,甚至造成大面积的疏干漏斗和周边区域水资源枯竭,沿海地区或可引发海水入侵。同时废矿、矸石和尾砂中大量有害物经侵蚀和淋滤渗出并排入水体可造成水体污染。
2露采矿山环境地质问题特征及主导因素
矿山地质环境问题类型众多,表现形式多样,其主要特征有:
(1)矿山某类地质环境问题可以由不同的工程活动造成,并且具有多期性。如地质灾害,可由基础建设和各矿业主导,在外部因素下诱发。
(2)矿石地质环境问题主要是由人类工程活动引发的,由于不同地质环境条件及开采矿产类型和开发方式的不同,引发的地质环境问题也明显不同。地质环境问题具复杂性特征。
(3)地质环境问题还具有相互关联性,通常一类地质环境问题是另外一类或多类地质环境问题的诱因。
(4)地质环境问题具“区内相似,区间相异”性。在不同的地质环境背景和自然地理条件下,所产生的地质环境问题不同,在相同的地质环境背景和地理条件下,出现地质环境问题多相似且具有同生性。
3矿山地质环境的恢复治理
为应对日益加剧的地质环境问题,需对露天开采矿山开展因地制宜的、生态景观和谐的恢复治理工作。
3.1土地整理
土地整理时应充分考虑地形地貌条件,土壤条件,与治污和周边景观相结合的方式进行整理。土地整理应优先利用废石土,对矿坑可改变为尾矿库或蓄水池;对边坡做好分级工作,采用因地制宜、随坡就势的平整方法进行植被恢复。
3.2排水、蓄水系统建设
矿山排水系统的建设直接影响矿山运营期的开采安全和矿山后期及闭坑后地质环境恢复治理工作。在排水系统建设时应根据矿区的地形地貌条件、土壤植被条件以及水文气象条件合理布置,充分利用天然沟道,其规格应经过校核验算,能形成系统并与蓄水系统结合,实现水的综合利用。
3.3边坡防护及植被恢复
矿山基建和开采中形成的边坡常常是地质灾害防治和生态恢复的重点区,应根据坡体的地质、工程特征以及当地气象水文条件结合生态复绿进行坡面防护和生态恢复工作。
常用的坡面生态防护技术[2]有钢筋混凝土框架坡面防护、预应力锚索框架地梁坡面防护、混凝土预制空心砖坡面防护、浆砌石框架坡面防护。常用的坡面生态恢复技术[2]有生态植被毯坡面恢复技术、生态植被袋坡面恢复技术、坡面垂直绿化技术、生态灌浆坡面植被恢复技术、土工格室坡面植被恢复技术、三维网坡面植被恢复技术以及植生基材喷付植被恢复技术。
4露采矿山地质环境恢复治理的发展及问题
我国对矿山地质环境恢复治理工作起步的较晚,最早开始于20世纪50年代末,直至本世纪初国家相继颁发了各项矿山地质环境相关的法律法规从制度、机构和资金上保障了矿山地质环境恢复治理工作的有效开展,同时对矿山地质环境恢复工作做出了相关规划目标,我国矿山地质环境恢复治理工作才初见成效。
广东省于本世纪初开始全方位对矿山开展土地复垦、生态恢复工作并取得了一定成绩。但在露采矿区地质环境恢复治理工作仍存在一些问题:
4.1矿种多、分布散
广东省露天开采矿山种类多,空间分布凌乱,水源和土壤条件差异大,岩石,植被恢复困难,治理难度大。
4.2治理手段单一、效果不和谐
露采矿山地质环境恢复治理的目的主要是治理防范地质灾害以及生态复绿,治理技术多为植被生态的恢复,人类活动迹象明显与周边景观的不协调。
4.3对矿山废石、矸石、尾矿及废水的无害化研究程度低,对如何减少地质环境的影响没有进行理论综合研究。
4.4缺少专业人员
露采矿山的地质环境恢复目前仅靠地质系统原有成员培训后取得相关资质后持证上岗,同时还缺乏相关的施工队伍,导致了恢复治理项目效果较差。
4.5法律法规不完善,环保教育相对滞后
对露采矿山地质环境问题相关规范、法规均提出了原则性要求,但经常操作性差。此外,人们的环保意识还有待提高,没有充分认识环境保护和可持续发展问题的意义,多数仍从既得利益角度看问题、办事情。
参考文献
[1]张进德、张作辰等.我国矿山地质环境调查研究.北京: 地质出版社, 2009.
[2]赵方莹、孙保平等.矿山生态植被恢复技术.中国林业出版社.2009.
[3]金洪涛、贾伟光等.东北地区矿业开发态势与矿山环境地质问题综合研究.华南地质与矿产.2005.
关键词:高陡岩石边坡;生态恢复软体技术;技术研究
Abstract: the mining damage to vegetation, causing a lot of secondary LuoDe and have a lot of soil and water loss, the imbalance in the ecological environment, the mining of environmental damage rely on natural strength to recovery will take a long time, the implementation of the mine environment comprehensive management, the mine high and steep rock side slope ecological recovery software technology is to build ecological system function of synthetic evaluation system of great strategic needs.
Keywords: high and steep rock slope; Ecological recovery software technology; Technology research
中图分类号:U213.1+3文献标识码: A 文章编号:
一、矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术研究的必要性
露天矿山开采使地表植被遭到破坏,导致出现大量的次生裸地及产生大量的水土流失,造成生态环境的严重失衡,矿山开采对环境造成的破坏依靠自然力量来恢复将十分漫长,特别是我国北方地区尤为严重。随着生态恢复技术的进步,矿山开采遗留的岩面治理正从硬体工程解决方案转移到软体技术修复上来。根据全面建设小康社会的紧迫需求、世界科技发展趋势和我国国力,实施矿山环境综合治理,研究矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术是构建生态系统功能综合评价体系的重大战略需求。
二、矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础
边坡生态软体恢复技术最早是20世纪70年代由美国、日本、德国、法国等经济发达国家研究开发应用,后经过了几十年的发展和创新,已经取得了许多研究成果,并且形成了施工规范或指南,如日本的《坡面保护工程—设计·施工指南》。20世纪80年代以来此技术逐渐被引进国内,并在高速公路边坡绿化、矿山植被恢复、城市景观绿化、高尔夫球场等工程护坡和绿化中推广应用,该技术是集工程力学、生物学、土壤学、高分子学、园艺学、生态学等学科于一体的综合环境治理技术,其核心是通过各种物质的科学配置,在治理坡面上营造一个既能让植物生长发育,而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构,使建植层固、液、气三相物质基于平衡,从而达到生态景观的效果。
近十多年来,国内借鉴国外边坡建设、治理、绿化工程中的经验和最新发展技术,并结合中国本土的实际建设施工情况,开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植被防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了生态袋柔性边坡防护体系,已在高速公路边坡绿化、矿山植被恢复、城市景观绿化、高尔夫球场等工程护坡和绿化中推广应用。
但总的来说,我国虽然做了大量的探索和研究,但目前仍处于起步阶段,特别是在矿山高陡岩石边坡恢复软体施工方面做得很少,各个领域的学者由于研究方向的不同对此都有局限性,还没有形成一套完善的方法理论体系。生态袋的生产靠引进专利技术,国内还没有自己的产品,导致成本较高而且还要受制于人。我国国土面积幅原辽阔,东西南北气候差异很大,各地矿山地质环境、水文地质环境差异很大,设计、施工企业没有统一的依据和技术标准,很难保证工程的设计和施工质量。
随着新技术、新材料的不断出现及相关技术规范的实施,如《公路路基设计规范》、《土工合成材料应用技术规范》、《建筑地基处理技术规范》、《公路加筋土工程设计规范》等,这些都为矿山高陡岩石岩面的软体恢复施工技术和工艺研究提供了保障。
三、矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术关键点
矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术是针对我国矿山中的高陡岩石边坡生态恢复难题而进行的一系列软体技术研究。首先必须建立高陡岩石边坡稳定性分析力学模型,在此基础上分析边坡的稳定性,选择适宜的边坡植被和软体生态袋中基质材料配比。
四、矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术应用
我公司从事矿山生态恢复治理工程设计和施工十几年,不但拥有雄厚的技术力量和先进的机械设备,而且积累了丰富的经验,还制定了自己的施工工艺和技术标准。
1、生态恢复软体技术所用主要材料:生态袋、专用绑扎带、生态袋标准扣、土工格栅、种植土、草种等。
2、施工工艺流程
a、施工准备;
b、测量放线及验线;
c、岩面削坡卸载;
d、基底清理和基础施工;
e、生态袋装基质土及砌筑;
f、土工格栅、生态袋标准扣放置;
g、排水孔的布设;
h、压顶施工;
i、挂网喷播;
j、挡水墙和排水沟;
k、养护;
生态袋砌筑
g、锚杆施工;
h、灰土夯实;
生态袋砌筑
喷播草种治理效果(50天)
我们施工的“济南某山体地质灾害治理绿化提升工程”就是比较典型的矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术的实例,该工程岩面高度达70~80m,坡度多为60~70度,下面即是水深30~40m的砚池,技术复杂,施工难度也相当大,通过公司的合理规划和科学组织,现在工程顺利完工。
该工程特殊之处就是为了对生态袋的自重进行合理的分担和传递,将整个工作面用混凝土格构进行了分区和分割。
济南市某山体地质灾害治理绿化提升工程平面示意图
五、技术应用重大经济、社会效益
进入21世纪以来,我国的基本建设(包括公路、铁路、电站等)总量不断增加,工程创伤形成大量山体,如不进行治理不但造成视觉污染,还会造成新的水土流失,特别是矿山高陡岩石岩面,与土质岩面相比,这些石质岩面生态限制因子多,无土、缺水、少肥,复绿难度更大,是坡面生态治理的重点和难点。研究矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术可以规范和指导矿山高陡岩石边坡生态恢复治理工程的设计和施工,解决矿山高陡岩石边坡生态恢复难题,美化矿山环境,产生巨大的经济和社会效益。
参考文献:
[1] 西南交通大学的周德培和张俊云等《植物护坡工程技术》
[2] 国家标准《土工合成材料应用技术规范》(GB 50290-98)
[关键词]矿山;水土流失;防治措施
中图分类号:TG333.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)14-0343-02
前言:水土是国家各方面发展的重要资源,但由于种种原因我国的水土流失情况不容乐观。而在矿山这一重要生态中,由于过度开发,生态环境遭到严重破坏,水土流失情况尤为严重。水土流失这一现象已经成为矿山生态环境治理中的重要问题。所以在矿山的挖掘过程中,我们需要了解当地的水土流失的具体情况,制定相应的保护措施,兼顾生态与经济效益,坚持可持续发展的基本国策,去解决水土流失问题。
1.目前水土流失的特点
1.1人为因素居多
人们生态意识淡薄导致人为因素是造成矿山水土流失的最重要的因素,在矿山的开采过程中,植被被不断的破坏,矿山的石头、泥土都在外,经过长时间的风吹日晒,使矿山出现土壤疏松、岩石碎裂、地表土层稀薄等问题,再加上雨水的冲刷,使泥土更加松散,增加泥土流失速度。而且我国在矿山开采初期开采方法落后,对水土的保护措施实施不完善,从矿石开采、加工到运输都进一步加重了对水土流失的加快起到了非常负面的影响,开采区、排土场、尾矿库、工业场地及办公区、矿区道路等都是水土流失的主要场所。
1.2危害性大
矿山的水土流失破坏生态环境,改变自然景观,采矿作业及修筑矿山道路对地形地貌、地表组成物植被、土壤及岩层造成强烈破坏,大面积山体失去植被保护而引发水土流失,甚至出现裸岩砾石地带,植被恢复困难,翠绿的山林“伤痕累累”,大面积的土地生态结构遭到破坏,生态失衡难以恢复。水土不断不流失的同时也造成了土壤营养流失,矿山水土流失带走了肥力强、颗粒细、有机质含量高的表土,使农作物生长所需的氮、磷、钾等养分流失。同时矿山水土流失向下游溪河输送大量泥沙,造成溪河淤积、抬高河床、河道变窄、排灌水渠和蓄水塘坝等水利设施遭受淤塞和毁坏,影响到局部区域的调蓄、灌溉和行洪能力,而泥沙中含有大量的金属氮、磷元素,会对地表水体和地下水体造成重金属污染和水体富营养化。
2.减少水土流失的方法
2.1提高群众生态意识
人民群众对这方面的认识不足,不知道如何保护生态,是导致水土流失严重的主要因素,若要消除矿山水土流失对生态安全的威胁,首先要加大水土保持和环境保护等法律、法规的宣传,提高全社会的水土保持和环境保护意识。另外各级领导干部对此的不重视也是导致这一结果的因素之一,加大宣传力度强化全社会特别是引导各级领导干部对水土保持的认识增强其忧患意识使各级领导做重大决策或从事某种生产建设活动时自觉遵守水土保持法以确保生态效益不受损害和生态环境长治久安。从这两方面一起下手才能真正让水土流失问题得到全社会的关注,进而这一问题才能被更好地解决。
2.2采用防治措施
水土流失的防治一般从两个方面出发,只要做好这两个方面的工作就可以极大程度上预防水土流失带来的一系列问题。首先,在矿山开采时,对开矿区和生活区建设相应的挡土墙,根据矿山工程的位置和周围的地形,设置不同的拦挡工程,如果是在采矿场和排土场,或者是尾矿库等关键性的矿山区域,应该设置挡土墙并且排土场的角度应该通过严格的设计来确定,有效的保证排土场堆放角度不大于安息角,保证堆放的安全性。对部分坡度较大山体不稳定的地段进行工程护坡,采取一些防护措施,如放坡、建立分级马道、清破等措施。另一方面是要注意排水设施的建设,完善矿区内的排水系统,也能减少矿区内的水土流失。根据矿山区水资源情况,完善其排水系统,避免坡面的径流冲刷地面,减缓矿山区水土的流失’影响矿山较大的坡面,应该设计相应的排水沟和截流沟,跟据集水面积、最大降雨量等来考虑水沟的断面尺寸,同时充分考虑水沟的沟底坡度,以使水流能够在不冲不淤的同时全部排走。在地表迳流上游修建永久性的排水沟,在平台出水处设置永久性滞洪沉砂池,使其中产生的泥砂及时的沉淀,并且在水经处理达标之后方可排放。对影响矿山安全的坡面,根据坡长分段布设截流沟、排洪渠等工程。如果这些措施的实施对山体不稳的现象解决效果不理想,就要结合山体的受力情况,就要相应的建混凝土框格,抗滑桩等工程措施。
2.3 利用植被
绿化矿山是水土保持的根本措施。以矿区为单元的植树造林,陡坡山地退耕还林,营造水平梯田,修筑蓄水塘库,覆盖草被等综合措施进行土地整治,选择当地适宜矿山种植的乔、灌、草品种,如类芦、葛藤、胡枝子、马尾松等再造植被,修复生态景观。对开采区,排土场,尾矿库的恢复在群落结构配置上以乔灌,乔草或以乔灌草结合为主。在遵循矿山植被选种原则的前提下,分别按生态恢复、景观生态恢复模式,生态经济林营建模式和公路景观配置模式来复垦植被,提高生态、经济和社会效益。对矿坑进行复田与绿化,在矿山结束后或生产矿山的某一地段、某一台阶结束后,必须对采矿区采取复田、复土、绿化、蓄水等综合措施,促进生态进化。采取植物措施后,必须制定有效的养护措施,养护内容主要有盖遮阳网、揭遮阳网、浇水、施肥、病虫害防治、苗木支护和补植等。其中浇水、施肥和病虫害防治是养护的关键。绿色矿山建设是我国生态建设的一个新举措,只有依据治理和防护相结合,将矿山地质环境与植被恢复相结合,有效改善、恢复项目区生态环境,基本实现绿色矿山的治理目标。同时要注意的是矿业废弃地植被重建后的生态系统是很脆弱的,任何对系统的自然和人为的干扰,都会对脆弱的生态系统构成威胁。所以要严格避免人为的干扰,同时让自然的干扰达到最小,尽量保护好重建后的生态系统。
3.结语
矿山的水土保持是现在矿区发展中的重要问题,只有在开矿的同时保持水土不流失,我们才能大力开发矿产。我们现在应该根据不同矿山的具体情况采取不同的措施,防治与治理相结合有效地改善矿山水土流失严重问题。缓解由于资源严重缺乏带来的抑制社会经济发展的问题。建设绿色矿山生态,有.效改善、恢复项目区生态环境,坚定不移的走可持续发路线。
参考文献
关键词:矿山绿化;植被恢复;技术措施
中图分类号:TD745.2文献标识码:A文章编号:16749944(2011)04017003
1 引言
在矿山开发中,矿区植被恢复历来是一个薄弱环节,大量废弃矿石的产生及堆放,既改变了原有地形地貌,又破坏了原有植被,所带来的生态破坏是显而易见的。较为严重的水土流失,给植被恢复造成了极大的难度。经过实地考察研究,应因地制宜,运用科学实用的绿化技术措施,在矿山排弃的废石边坡上进行植树、种草,净化空气,从而达到有效地恢复生态环境的目的。
2 矿山自然状况及地利条件
2.1 矿山自然状况
紫金山金矿地处福建省上杭县旧县乡和才溪镇交界处,位于闽西西部,海拔310~1 050m 中山地形,地形切割强烈,地势陡峭,山高谷深,基岩,风化程度高。矿区地处南方,属亚热带气候,雨量充沛,年平均降雨量达1 678.7mm,上半年降雨量占全年雨量的70%;年平均气温19.9℃,最高气温39.3℃,最低气温-4.8℃。由于地处亚热带季风区,夏秋多飓风和暴雨,集中降雨量大,极易引发山洪,给水土流失带来强大的水动力。
2.2 地利条件分折
紫金山矿区剥离废石场粉尘大,每遇刮风整个排土场采矿区尘土飞扬,粉尘翻滚;矿渣堆场边坡度大,易流动,稳定性较差,到雨季时节极易造成滑坡,个别地方还会出现塌陷;采矿区边坡台阶因爆破开采而松动,易产生崩塌。影响矿区植被恢复,矿区的安全和生产,随着矿区植被覆盖率下降,水土流失日益严重。利于植被生长的地表腐殖质、土壤层消失贻尽,土壤非常贫脊,保水能力极差。
迄今,露采的大规模采剥,尚未到达最终边界,排土场连续排土没有形成固定边坡,无法考虑绿化恢复植被;入选矿石为砾石、碎石、沙粒、粘土,经选矿后的废矿石含泥量极少,呈碱性(pH值为8.0左右),土壤板结,有机质为零,不利于植物生长。
3 植被恢复绿化技术措施
3.1 立地条件的改善
无论是剥离矿岩,还是堆浸后的废石,含泥量很低,必须外加客土(腐殖质土、黄壤土、垃圾土、池塘淤泥等)、化肥来增加肥力。对废石边坡以挖穴填客土为主,辅以过磷酸钙、复合肥、尿素、畜粪肥为基肥,路肩和基岩边坡表面上覆盖了10cm的客土,人工夯实,以求达到植被正常生长所需的地利条件。
3.2 生物措施
根据矿区的实际情况,应筛选耐瘠薄、深根的植物种类;边坡绿化不应选择中、大乔木;叶、冠生长旺、绿化和覆盖地表快者为优选植物种类。本试验在生物的选取上主要以草本和灌木为主,并适当引入乔木。
草本层主要选取南美蟛蜞菊、狗牙根、类芦、斑茅。灌木层主要选取合欢。藤本选取爬山虎。草本层主要是起一个过渡作用,为灌木层的生长创造一个良好的生态环境,最终为了恢复植被,形成枝蔓上攀下挂的立体垂直模式,达到美化环境的目的。其生物措施的配置模式具体如下:
(1)低草配置模式,狗牙根+南美蟛蜞菊。
(2)高草配置模式,类芦+斑茅。
(3)高低草配置模式,类芦+狗牙根;类芦+南美蟛蜞菊。
(4)灌――高草配置模式,合欢+类芦。
(5)藤――灌――低草配置模式,爬山虎+合欢+南美蟛蜞菊。
3.3 工程措施
工程措施是生物措施的辅助措施。工程措施是为了稳定边坡,避免其因降雨而产生水力侵蚀,有助于植被恢复而采取的一种重要措施。而边坡的相对稳定是植被恢复、水土保持规划实施的前提条件,具体作法如下。
(1)削坡开级,截短坡长,坡度控制在30°以内,斜坡长40m。
(2)坡脚砌挡墙。易产生碎石滑塌或崩塌的坡脚采取石砌挡墙,阻挡边坡溜方,在挡墙回填土种植藤类植物,提高坡面种植密度。
(3)截水引水及排水。防止坡面水对边坡面的冲刷,减少边坡冲刷造成苗木移位而死亡,关键是将坡面水集中引入排水沟渠,减小坡面水的流失。
(4)边坡采用坡面覆盖客土,改善边坡地利条件,坡面较陡时,可采取木板5m间隔横向嵌入坡面,起到稳定客土的作用。
(5)打滑桩。桩的长度不一,但不应短于50cm,滑层厚,桩要长;下滑力大,桩要粗。桩密度为3根/m2,桩间距离为10cm,起到护坡作用。
3.4 种植及管理
植被恢复试验项目场主要规划在废石边坡,含泥量极少,不利于植物生长,选择草类为主,各种藤类和灌木,乔木等类型组合进行种植。
3.4.1 种植方法
人工挖穴加入一层客土,草穴规格为30cm×30cm×30cm。藤、灌、乔穴规格为60cm×60cm×60cm。株间距为30cm,穴内填客土,均匀洒入一层薄薄的过磷酸钙或钙镁磷及畜类肥或复合肥作基肥,再加入一层客土。陡坡、易滑坡的地带,可采用竹篓装土的种植方法。为了减少水份蒸腾,种植时,类芦、斑茅、合欢应将尾梢剪除,并将根兜沾上预先准备好的黄泥浆。容器育苗种植时,应除去容器袋,放置穴内回填客土压实,浇足定根水。
3.4.2 管理措施
第1年措施包括施基肥,每株施复合肥50g,过磷酸钙5g,屎素5g。追肥,2次/年,施屎素、复合肥各50g/穴,苗木成活后15d左右第1次施肥,2个月后进行第2次追肥。第2年措施包括补植,凡发现苗木死亡的,应及时补植;追肥,第1次在4月份,第2次在7月份,施屎素、复合肥各50g/穴。培土,发现苗木所带的土体被冲走,应及时在基部进行培土。
4 调察分折
根据实地观测,各试验区项目场随机选择50株,计算其平均值,各类植物长势情况见表1,表2。各试验区配置模式如下:
(1)试验区一。低草配置(狗牙根+南美蟛蜞菊),灌――高草配置(合欢+类芦),藤――灌――低草配置模式(爬山虎+合欢+南美蟛蜞菊)。
(2)试验区二。高草配置(类芦+斑茅),高低草配置(类芦+狗牙根;类芦+南美蟛蜞菊)。
种植时间为2002年3月14日,调查时间为2003年5月15日。
从长势上看,南美蟛蜞菊、斑茅、类芦生长良好,狗牙根、爬山虎、合欢生长较差;从成活率上看,狗牙根、南美蟛蜞菊,斑茅、类芦较好,合欢、爬山虎较差。因此,废石边坡上适宜种植的有:草类的类芦、斑茅、狗牙根,藤类的南美蟛蜞菊。通过试验可采用高草配置模式:类芦+斑茅;高低草配置模式:类芦+狗牙根,类芦+南美蟛蜞菊;低草配置模式:狗牙根+南美蟛蜞菊。其中类芦+斑茅是最佳的配置模式,可短期内起到固土护坡减轻水土流失强度的作用,并通过逐年的努力,最终达到稳定边坡,保持水土的目的。
5 结语
在废石边坡种植时,必须先采取相对稳定的措施处理坡面,外调客土,以挖穴播种的方式种植耐干旱、耐瘠薄、深根性的草、藤、灌类植物。选用以本地河滩草皮(狗芽根)、类芦、斑茅、南美蟛蜞菊为主栽物种,能有效控制水土流失,特别是利用类芦、斑茅生长量大的特点,可快速改变堆场的恶劣生态环境。类芦、斑茅可广泛推广至矿山植被恢复中,可作为水土保持的先锋草种;可作为乔、灌、草立体配置中首选的草本植物,可迅速覆盖的地表,防止土壤侵蚀,为乔、灌木人工多品种的群落创造和迅速恢复创造一个良好的土壤植被环境。在斜坡较长时,可采用木板间隔一定距离作为拦挡墙,或间隔一定距离打下木桩来加固护土,防止滑坡及土层流失,以利植物生长。
在企业高速发展的今天,矿山开发与植被保护、水土保持同步显得非常重要,早起步可减轻今后由于生态环境的破坏所带来的负面影响。所以,在生产规划时不能以牺牲生态环境来取得单纯的经济效益,应该把企业的生产和生态环境的保护放在同等重要的位置。
参考文献:
[1] 焦居仁.开以建设项目水土保持[M].北京:中国法制出版社,1998.
关键词:矿山废弃地;现状;分析;治理;对策
1 矿产资源及开采现状
彰武县现有矿山总数165座,总面积为589ha。其中,既涉及林地又涉及非林地的矿山数为46座,面积196ha,占矿山总面积的33.3%;不涉及林地矿山数119座,面积393ha,66.7占%。闭坑矿119座,生产矿46座。很多矿山因多年不规范的随处乱挖乱开作业,形成了支离破碎的开采面,地表原生土层完全消失,植被亦完全破坏,地表岩石。
2 矿山废弃地植被恢复存在的问题
划分植被恢复立地类型,不单纯是根据地形地貌土壤特征对其进行相似性的归类,更是研究植物与土壤环境的关系。从理论上来讲,在非极端立地条件下,如果没有人为干扰,植被在废弃地上是可以自然恢复的,但这个过程非常缓慢,且有可能植物种单一,群落极不稳定。矿山废弃地生态重建所面临的主要生态学问题有以下几点。
2.1土壤结构不良,保水保肥能力差
主要表现在基质原始结构被采矿作业破坏,变得过于疏松或坚实。一方面采矿地的表土会被清除或挖走,而采矿后留下的通常是矿渣和心土,加上汽车和大型采矿设备的重压,使得暴露在外的往往是坚硬、板结的基质。另一方面采矿后的尾矿砂等废弃物粒径通常为几百及至几千毫米,短期内自然风化粉碎困难,松散堆积,空隙大,持水能力差。这两种结构均使土壤的持水保肥能力下降,从而影响到生物肥力水平。
2.2土壤极端,PH值强酸或强碱性
大多数植物适宜生长在中性土壤环境中。当土壤PH值超过7-8.5时呈强碱性,植物将枯萎;当土壤PH值低于4.0时,呈强酸性,对植物的生长有抵制作用。相当一部分矿山废弃地呈高度酸化的特征,普遍含有各种类型的金属硫化物,接触空气氧化后形成硫酸并使基质严重酸化,严重时PH值可降低到2。强酸性土壤可引起微量元素的缺失,并使大量金属离子和有毒盐进入土壤溶液中,破坏微生物环境,从而阻碍了根的呼吸作用和对矿物盐及水分的吸收。
2.3养分贫瘠
矿山废弃地的基质一般都缺少N、P、K和有机质,养分不平衡。有研究表明金属废弃地基质中尤其以有机质、N和P最为缺乏。
3 废弃地治理模式
3.1矿山边坡治理
坡度大、稳定性差的边坡要进行降坡处理,平均坡度小于35°。依据边坡高度、形态、岩土结构等进行大平台形削坡、小平台阶梯状削坡、折线削坡、直线削坡。削坡后边坡稳定,满足进行植被恢复的需要,岩质边坡高度大于15 M,土质边坡高度大于10M的应进行削坡开级。
处理后的边坡具备必要的加固措施,使其达到稳定状态。对于易造成小范围塌方的边坡,削坡后低处应修筑挡土墙支挡。对于现场条件不允许、大规模削坡工程易造成二次生态破坏或大角度稳定岩质坡面,进行局部削坡或不进行削坡处理。可采取人工种植乔、灌树木与挂网喷播、藤蔓植物攀爬、高大乔木遮挡等特殊绿化方式,栽植山楂、樟子松、油松、侧柏等,株行距1.5 M×2M。
3.2 矿山采坑底治理
由于治理区由高低不平、形态不规则、大小不等的强风化岩、土石堆、凹坑和余坡组成,客土前需要采用推土机对风化岩体进行破碎,而后采用推土机对采坑底进行填土、整形、压实。因现状土石堆地形较稳定,故平整时对其进行全面的整平,削坡较高土石堆、填补低洼坑穴,但总体地势保持不变。土地平整需考虑排水工程要求,使平整后的台面略向一侧倾斜,便于排水。
3.3采场治理
拆除临时性或不再使用的建筑物和构筑物,对场地采用填土、挖高填低方法进行土地平整、场地平整后,平均坡度小于25°。凹坑、沉陷、塌陷场地地面标高高于地下水位的,充分利用符合环保要求的矿废渣、废石、弃土等堆积土石或其它较高处挖出的土方,将治理区域填平后进行植被恢复治理;深度大于3M、地面标高低于地下水位且不具备回填土源条件或有景观要求的凹坑、沉陷、塌陷场地,可将水面改造成水塘、景观池、蓄水池,在周边场地进行植被恢复治理。
3.4客土工程
根据现场实际调查情况,治理区采坑底大部分区域岩体、岩石风化成的较坚硬,坑穴栽植乔木将不利于乔木根系的深扎和横向扩展,久之形成“小老树”而导致栽植树木死亡。当土壤厚度及理化指标无法满足植物正常生长需要时,须对治理地块采取客土措施,营造适宜植被生长的土壤条件。客土土壤PH值在5.5-8.5范围内,含盐量小于0.3%,土壤的其他理化指标达到植物正常生长所需标准。
治理采用整体客土和穴内客土相结合的方式。整体客土标准,露天采矿场、废石场客土沉实后不低于0.5 M;尾矿库、贮灰场、贮泥场客土沉实后不低于0.3 M ;受有毒有害重金属、放射性污染的土地,须对场地进行防渗、防污染等特殊处置,客土沉实后不低于1 M。
在治理场地内,以种植穴客土为主,辅以穴间客土的方式,种植穴规格不小于0.5 M×0.5 M×0.5 M,穴内全部客土,穴间客土厚度沉实后不低于0.2M。客土大部分为生土,需对客土进行土壤改良,需要在客土时加入鸡粪肥充分拌合,混合均匀。
3.5种植工程
废弃地生态恢复与重建是解决矿区环境保护和生态综合治理的最佳途径,而植被恢复是生态恢复过程的首要环节,也是最常用、最有效的方法之一。在对其进行植被恢复时树种的选择就显得尤为重要,是植被恢复成功的关键。一般而言,适应性强、抗逆性好、耐瘠薄、速生是树种选择的首要条件,同时还要把握“适地适树”的原则。并尽可能选择乡土树种。如豆科植物由于其特有的固N作用,能较快地适应和改良严酷的立地条件,被认为是废弃地造林的先锋物种。刺槐、合欢、锦鸡儿、胡枝子、沙打旺等均被广泛应用。其他树种如小叶杨、旱柳、樟子松、白榆、山皂角、沙棘、胡枝子、紫穗槐、云杉、侧柏等大多被用于废弃地复垦。所以,矿山绿化中合理选择造林模式,把握技术要点非常重要。
3.6 排水、灌溉
治理地块设置排水系统,在进行大平台或阶梯形削坡工程中,土质边坡和坡下有耕地、建筑物的,要求台阶的台面微向内倾斜,沿内侧边线设置排水沟排水。