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他山之石——矿山生态修复进阶指南(国内篇)
发表时间:2018-11-01 来源:广东自然资源
在城市化建设过程中,废弃矿山给城市带来较为严重的生态问题,如水土流失、威胁城市防洪、降低生物多样性、破坏地表等,对城市生态、社会和经济的可持续发展造成一定的影响。近年来,随着我国经济实力的增强和生态环境保护意识的提升,人们越来越关注城市废弃采石场的生态修复及改造利用,充分挖掘其蕴含的价值。习近平总书记强调,生态文明建设是关系中华民族永续发展的根本大计。生态兴则文明兴,生态衰则文明衰。广东省地质环境监测总站配合省自然资源厅(原国土资源厅)和地级市开展矿山公园建设,截至2017年,全省共有7个矿山获得“国家矿山公园”资格,矿山公园面积达5401公顷。
  下面,小编带大家看看我国上海、北京、湖北等地是如何进行矿山生态修复的。
  国内矿山生态环境修复
  我国对矿山废弃地生态修复的研究起步较晚。上世纪中后期,我国才开始矿山复垦实践,大多是在废石场或闭库的尾矿库上进行简单的平整和覆土绿化。由于矿山废弃地受其生态环境恶劣、基质有毒、缺乏土壤等因素限制,复垦率还停留在较低水平。
  随着我国矿山复垦工作的逐步推进,矿山废弃地生态修复技术的研究也得到广泛关注,九十年代以后初步形成一定的规模,研究领域主要集中在煤矿废弃地和有色金属尾矿库植被覆盖等。
  目前国内对矿区废弃地的研究主要是与土地开发、土地整理相结合的研究,根据实际情况将废弃矿山开发改造成工业用地、耕地、旅游景观和旅游用地、仓储用地、养殖用地、军事用地或绿地。
  矿山环境问题因为矿产资源的不同,其废弃矿山的治理关键也不相同。
  煤矿废弃地的环境问题为采空区、塌陷区、煤矸石堆等,其治理关键是对采空区的治理和对煤矸石堆的处理。
  有色金属矿山如铜矿、铅锌矿,其治理除了矿坑的治理,还要对废弃渣堆进行化学处理,防治废渣堆等通过雨水的淋漓作用污染附近的土壤和地下水。
  废弃采石场则主要进行滑坡、泥石流等地质灾害的防治以及植被的恢复。恢复治理过程应为:
  废弃采石场现状调查→→恢复治理总体规划→→地质灾害防治→→不稳定边坡、废气坑、矿坑等的治理→→植被恢复。
  国内矿山修复经典案例
  唐山南湖生态公园
  唐山南湖公园位于市中心以南,是国家4A级景区,是融自然生态、历史文化和现代文化为一体的大型城市中央生态公园。公园改造前是经过开滦130多年开采形成的采煤沉降区,塌陷区平均高度较市区低约20m,垃圾成山,污水横流、杂草丛生,严重影响了城市的环境和整体形象,制约了城市的发展。1996年底当地市委市政府本着“变劣势为优势、化腐朽为神奇”的方针,开始实施南部采沉区生态环境治理工作,逐渐形成了现在的南湖公园。
  
  采沉区改造步骤
  生态恢复:水环境治理、大气环境治理、采沉区处理、植被恢复等。
  公园建设:建设城市公园、博物馆、休闲娱乐中心等。
  综合开发:在建成城市公园后对周边土地实施综合利用、综合开发等。
  
  景观生态设计
  地形勘测。根据地质勘测确定规划期内塌陷波及区域和影响范围,估测积水范围,并进行建设适宜度分析。
  地形改造。结合地质勘测和场地内遗留物质的生态学特性进行“凿水造山”工程。
  水系统整治。第一阶段,地段内污染的青龙河改道与新形成的水面景观相分离。第二阶段,随着河道的迁移,对现状湖面进行清污,抽干湖水,清除垃圾,形成一片大的水面。大片沉降区的地表土壤及植物层将被清除,掘出的肥沃土壤转移到粉煤灰场和垃圾山,使在原有不毛之地上生长植物成为可能。
  景观生态系统建设。由田园小网格、边缘公园、绿地草场、芦苇地等组成的生态网络,从生态和美学角度考虑,使城市与绿地相互渗透,并界定了从开敞的水面到陆地的边界,发挥其生态效应,使采煤塌陷区形成了特色景观。
  湖北黄石国家矿山地质公园
  古矿冶遗址旁的露天采坑落差444米的人工峡谷黄石国家矿山公园位于湖北省黄石市铁山区境内,“矿冶大峡谷”为黄石国家矿山公园核心景观,形如一只硕大的倒葫芦,东西长2200米、南北宽550米、最大落差444米、坑口面积达108万平方米,被誉为“亚洲第一天坑”。为了治理生态环境,该矿投资数千万元形成了亚洲最大的硬质岩复垦基地。
  
  在黄石国家矿山公园设计中,通过生态恢复的景观设计手法来恢复矿山自然生态和人文生态。将矿区的“十大亮点”与公园建设“无缝对接”,把公园开发建设的着眼点放在弘扬矿冶文化, 再现矿冶文明, 展示人文特色, 提升矿山品位, 打开旅游新路上, 定位在“科普教育基地、科研教学基地、文化展示基地、环保示范基地”。它充分展示了具有数千年悠久历史的中国矿业文化,为人们提供一个集旅游、科学活动考察和研究于一体的场所,实现了人与自然和谐共处,共同发展的主题。园区分为“地质遗迹展示区、采矿工业博览区和环境恢复改造区三大板块。
  上海世茂深坑酒店
  作为全球首个建在废石坑里的酒店,位于上海佘山的世茂深坑酒店无疑是个奇特的工程。其建造方式、建筑结构与传统建筑的要求均大不相同,建成后或成为世界上海拔最低的酒店,被称为世界建筑奇迹。
  
 
 
  “深坑酒店”是一座深达80米的废弃大坑,该深坑原来是采石场,经过几十年的采石,形成一个周长千米、深百米的深坑。设计师结合基地采石坑的特点,将酒店客房沿崖壁而建,面向横山,充分彰显“融于自然”的设计理念,是人类建筑史上的奇迹,也是自然、人文、历史的集大成者。
  上海的大部分地区地质结构不稳定,长三角地区下渗水均特别严重,松软的地层曾导致了不少重大事故,而由于设计上酒店是“挂在”坑壁上的,这对施工建设是极大的挑战,地质勘测的重点就集中在矿坑岩壁强度是否足够支撑整座酒店结构。
  在一个露天百米的深坑里,如何防积水就成为一个突出问题,特别是人工景观湖的湖面如何维持在一个安全的水位是个难题。设计团队基于对上海历史水文资料的研究,通过安装一部抽水泵以确保每日湖中水位变化不超过500毫米安全区间。
  北京首云铁矿生态修复
  首云铁矿位于北京密云县巨各庄镇境内,占地面积2.5平方千米,分为开采区、排土场、尾矿库、工业场地、运输线路和生活区等六个区域,其中在开采区、排土场、尾矿库形成了大量裸露边坡。
  
  该矿开采区山高坡陡,风化严重,有浮石,稳定性极差。尾矿库坡面矿尾砂重金属含量高,质地疏松,没有植物生长土壤条件。排土场土壤贫瘠,保水保肥能力较差。
  因此,当地对该矿采取了以下的修复措施:
  开采区生态修复:垂直坡面采用种植槽穴植被恢复技术,裂隙坡面采用植生基材喷附结合植苗绿化修复技术,对于坡度大于60度的坡面采用锚杆固定、挂格栅网、植生基材喷附、铺设生态植被毯技术,帮坡平台采用苗木种植结合平台拦挡技术。
  尾矿库生态修复:采用铺面整理、土壤改良、铺设生态植被毯技术。
  排土场生态修复:采用植生基材喷附、生态灌浆技术,营造植物生长基盘技术。
  经过治理后,矿区扰动土地治理达到95%以上,水土流失总治理度达94%以上,土壤流失控制比在0.4~1.3之间,拦渣率达到98%以上,林草植被恢复率达98%以上。同时,林草覆盖率达31%以上。

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