摘要：改革开放以来, 矿山开采, 特别是以建筑石材为主的露天开采矿山极其普遍, 在为城市建设提供必需材料的同时, 也给生态环境带来极大的破坏, 昔日郁郁葱葱、风光秀美的山体被挖得千疮百孔, 破乱不堪。“十三五”规划, 继续将生态文明建设列为重点, 矿山复绿作为生态文明建设的重要组成部分, 必将迎来新的机遇和挑战, 围绕“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念, 通过矿山复绿技术手段使我国矿山地质环境得到全面、有效的治理和改善, 恢复青山绿化的生态环境。
关键词：矿山复绿；矿山地质环境；治理方法；生态修复
1 矿山复绿的重要性
“矿山复绿”是指通过采用工程、生物等技术手段对因矿山开采引起的地质环境问题进行综合治理, 使矿山地质环境达到稳定、生态环境得以恢复的过程。
近年来, 随着我国矿山地质环境保护制度的日益完善, 矿山地质环境治理力度的不断加大, 全国矿山地质环境逐步改善, 但随着现代社会的高速发展, 人们对矿产资源的客观需求仍然很高, 大量历史遗留的矿山问题仍然存在, 我国矿山地质环境治理工作仍在继续。因此, 研究矿山复绿技术方法, 为矿山地质环境治理项目的勘查、设计、施工提供技术指导, 对改善矿山环境、生态环境以及提高空气质量具有重要意义。
2 矿山复绿的主要技术方法
我国矿山复绿工作起步于20世纪50年代末, 但由于社会、经济、技术等方面的原因, 直到80年代仍处于零星、分散、小规模、低水平的状态, 90年代以后才初步形成一定规模。
现阶段, 我国矿山地质环境治理中常采用的矿山复绿技术方法主要有覆土绿化、挡墙蓄坡绿化、开凿平台绿化、边坡钻孔绿化、鱼鳞坑蓄土绿化、挂网喷播绿化、生态袋绿化、生态草毯绿化、飘台绿化、植生混凝土绿化等。
2.1 覆土绿化
对矿山开采后形成的面积较大、比较平坦的矿场或其他较为平整的场地, 经地形测量后, 进行场地的挖填设计, 控制土地高程, 确定出土地边界, 对土地进行平整, 配土覆土, 根据恢复土地利用类型确定回填土层厚度。回填20cm以上的种植土, 种植先锋固土的草本和灌木;回填80cm以上的种植土, 种植草本、灌木、乔木。适用于稳定的土质边坡、卵砾石边坡或软岩质边坡, 坡度范围0°-30°。优点:技术简单可行, 覆土后可种植农作物、乔灌草等, 能有效保持水土和地表的抗冲刷能力, 有计划地逐步改良土壤土质, 实现耕地、林草地指标的占补平衡, 具有一定的景观价值并减少了扬尘。缺点:适用局限性大, 仅可用于30°以下的缓坡。
2.2 挡墙蓄坡绿化
对高陡、坡前具有回填空间的边坡, 可在坡前修建挡土墙, 墙后回填渣土蓄坡, 回填坡度不大于30°, 挡土墙可根据回填方量选择砖砌挡墙、浆砌片石挡墙、毛石混凝土挡墙等。蓄坡后覆种植土, 种植草本、灌木、乔木绿化。适用于岩质边坡 (中软岩最佳) , 坡度范围50°-80°。优点:技术简单可行, 成本较低, 使用寿命长。缺点:人为痕迹重, 对渣土回填压实度要求较高。
2.3 开凿平台绿化
对完整性较好的岩质边坡, 可在边坡上开凿不同尺寸的平台, 在平台前缘修建挡土墙, 墙后覆土, 种植草本、灌木、乔木绿化。适用于稳定性较好的岩质边坡。
2.4 边坡钻孔绿化
大孔植藤绿化, 在陡坡坡面上钻凿直径200mm深500mm的钻孔, 在孔中填入配制好的营养基后, 每孔种植3-5株爬藤类植物, 并人为干预爬藤覆盖。适用于硬土质或风化程度较高的石质边坡, 坡度范围60°-80°。
小孔植种绿化, 在陡坡坡面上钻凿直径35mm深400mm的钻孔, 在孔中填入营养基, 每孔种植3-5粒催芽后的藤本种子, 并人为干预后期的爬藤覆盖。适用于较为坚硬的石质边坡, 坡度范围70°-90°。
燕巢复绿法, 在陡坡坡面上凿出300mm×300mm, 深度400mm的方形巢穴, 在巢中填入营养基, 每个燕巢中植入3-5株爬藤幼苗, 后期人为干预爬藤的覆盖方向。适用于中软岩及风化程度较高的边坡, 坡度范围50°-80°。
优点:适用范围广, 技术简单, 成本较低。缺点:施工难度较高, 绿化率较低, 施工时需特别注意施工人员的安全。
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2.5 鱼鳞坑蓄土绿化
利用坡面凹处或有小平台的空间, 采用混凝土或石块向上垒砌, 或向下挖成坑, 形成鱼鳞状的种植穴, 在穴内客土栽植乔木和藤本植物或经济类林木, 能有效防止雨水冲刷, 保持水土。适用于岩质或土质边坡, 坡度范围30°-55°。优点:在有凹处、起伏的非高陡边坡修筑, 简单易行, 具有保水抗旱的特点。缺点:在高陡坡、平滑的岩质坡面不宜采用, 绿化效果受坡面状况影响较大。
2.6 挂网喷播绿化
挂网喷播采用“高次团粒”喷播技术, 简称SF绿化法。高次团粒系列绿化施工法, 就是针对各种岩石、硬质土、砂质土、贫瘠地、酸性土壤、干旱地带、河岸堤坝等植物生长困难的地方, 在坡体稳定的前提下, 采用经特殊工艺制造而成的客土材料, 加入植物的种子, 并添加许多必要的其他材料, 采用喷播、机械或人工作业的方式制成最适于植物生长的生育基盘。这种瞬间制造的“人工土壤”具有高次团粒结构, 既有保水性, 又有透水性、透气性, 适于植物和土壤微生物生长, 又能有效抵抗雨蚀和风蚀, 防止水土流失。适用于岩质或土质边坡, 坡度范围30°-70°。优点:适用范围广, 灌草结合, 可快速实现绿化效果。缺点:技术较复杂, 成本较高, 苗木成活率低, 后期需大量的水和人工进行养护。
2.7 生态袋绿化
生态袋绿化法是近年出现的一种新型生态护坡方法, 该方法是用充填土的生态袋组成挡土结构, 通过锚杆固定在陡坡上, 生态袋之间由抗老化的连接袋相互连接成整体柔性结构, 在生态袋内外立面采用混播、喷播、压播、插播进行绿化, 形成整体的生态柔性挡土结构。植物根系通过这种新型软体边坡自由生长, 进入岩土基层, 从而达到绿化效果。主要有两种方法进行施工, 堆叠法和长条形法。
堆叠法, 将配制好的营养土装入预置草种的生态袋中, 坡面修整顺滑后, 在底部施做稳定基层, 品字形铺设锚固生态袋, 扦插灌木, 在土袋和边坡之间填土密实, 袋顶种植爬山虎, 后期洒水养护。适用于各种稳定的土质边坡或岩质边坡, 坡度范围45°-80°。
长条形法, 长条型袋填充植生土后挂靠边坡, 沿坡面自然垂下, 用锚杆固定。适用于各种稳定的土质边坡或岩质边坡, 坡度范围45°-90°。
优点:适用范围广, 施工技术简单, 成本较低, 可快速实现绿化效果。缺点:后期需大量的水和人工进行养护。
2.8 生态草毯绿化
将边坡上的石块等清除后, 在坡面上覆土并人工进行再平整。按照比例配制灌木种子和草种, 掺砂后均匀撒播。覆盖草毯, 修筑横向和纵向的排水系统后, 加强后期洒水养护。适用于稳定的土质、卵砾石或软岩质边坡, 坡度范围小于35°。
优点:技术简单可行, 成本较低, 可快速实现绿化效果, 后期草毯分解后自动成为有机肥料。缺点:适用局限性大, 仅可用于35°以下的缓坡。
2.9 飘台绿化
通过在岩质坡面上钻孔, 将锚杆与坡面呈一夹角锚入岩体中, 上部浇筑成钢筋混凝土板, 使之与岩质坡面呈“U”或“V”型, 然后在里面覆种植土, 种植灌木或藤蔓植物等, 使坡面达到绿化效果。优点:对硬度大、表面平滑、高陡、不利于植物根系生长的岩质坡面进行复绿, 保水保肥性能好。缺点:施工难度和安全风险较大, 遇坡面风化、钢筋腐蚀等情况可能造成局部坍塌, 存在安全隐患, 不宜用于人类活动频繁的地方, 如道路、房屋等建筑周边。
2.10 植生混凝土绿化
植生混凝土绿化是指采用特定混凝土和混合植物种子配方, 对岩质边坡进行防护和绿化的一种新型技术。针对大于60°的高陡岩质边坡防护和绿化, 以水泥为粘结剂、加上植被混凝土绿化添加剂、沙壤土、植物种子、肥料和水等组成喷射混合料进行护坡绿化。
此技术的优点是采用水泥, 增强护坡强度和抗冲刷能力, 能快速营造出适宜植物生长的环境, 较好地解决了岩质边坡防护和快速绿化问题, 并且在混凝土、植被与基材的共同作用下, 增强了基材的抗侵蚀性, 能有效保障植被快速成型及生态稳定性。且该技术机械化程度高, 生产能力大, 施工采用干式喷锚机进行喷播, 喷射距离远, 喷射层有一定的强度且不易产生龟裂, 抗冲刷能力强, 特别适用于陡峭岩石边坡。
3 结论
矿山复绿作为生态文明建设的重要组成部分, 以生态修复为核心, 解决矿山地质环境问题的同时, 实现生态环境的恢复, 充分践行了“绿水青山就是金山银山”的理念, 必将在治理环境的同时, 带动一方经济产业的发展。
参考文献
[1]谢益贵.废弃采石矿山绿化治理方案设计初探.福建林业科技, 2006 (4) :218-221.
[2]牛一乐, 刘云国等.中国矿山生态破坏现状及治理技术研究进展.环境科学与管理, 2005 (5) :59-60.
论文作者:白晓军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
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