废弃采石场的生态恢复与利用——南水北调中线工程盘石头采石场水土保持措施设计

□姜 楠 □戴鹏礼 □张立强（河南省水利勘测设计研究有限公司）

1 引言

近年来，我国经济、社会发展迅速，水利、交通、工业、市政等各行业工程建设规模及总量不断扩大，石材需求量不断增加，因此产生了大量的采石场。由于普遍存在不合理的开采方式，且开采后整治不到位，导致采石场区域水土流失严重，生态环境受到严重破坏，形成一块块灰色的“伤疤”，特别是位于城市、公路、铁路及水利工程周边的废弃采石场，极其影响区域环境的协调发展。随着公众环保意识的不断提升，环境问题日渐成为社会发展中的主要矛盾，因此，对废弃采石场的生态恢复迫在眉睫。为了提高土地资源的利用效率，落实党中央、国务院提出的“建设资源节约型社会”的要求，在对废弃采石场进行生态修复的同时，还应充分考虑场区的后期利用，使生态恢复工程尽量为土地资源的重复利用服务。文章以南水北调中线工程安阳段盘石头采石场水土保持设计为例，探讨如何通过实施水土保持措施对废弃采石场进行生态修复，并适当考虑场区的后期利用需求。

2 采石场概况

盘石头采石场位于河南省鹤壁市西北20km，淇河左岸，盘石头水库溢洪道北侧，原为盘石头水库工程石料场，2006年开始为南水北调中线工程安阳段提供砂石料，总占地面积12.44hm2，开采砂石料总量约360万m3。

采石场区域位于海河流域漳卫河水系卫河支流淇河中游，属华北山地与高原区向东部低地过渡地带，低山绵延、沟壑发达。该区域地处暖温带，属典型的季风气候，多年平均气温13.50℃，极端最高气温41.70℃，极端最低气温-21.70℃。全年无霜期200d，最大风力7级，多年平均陆面蒸发量520mm，多年平均降雨量720mm，分布极不均匀，年际变化也大。该区地处太行山迎风坡，是暴雨多发地区，暴雨发生时间多在7-8月份。

采石场范围原地面高程235~425m，地貌为荒坡地，土层较薄，地表为荒草和小型灌木覆盖，水土保持状况良好。石料开采时，开挖、爆破施工导致表层风化土和植被均被破坏，开采区域内地表凹凸不平、起伏很大，无用料堆放松散、混乱，施工道路布设较为随意，标准不高，区内也没有截、排水系统。开山取石、无用料堆弃形成的边坡坡度不一，平均在40°以上，部分岩壁超过60°。有十余处用作砂石料生产加工、临时堆放的平台，地势略为平缓，边界不甚明显，面积大小各异，随高程不同在场区内无序分布。采石场范围内生态环境恶劣，极易产生水土流失。

3 总体设计思路

根据《河南省水土流失重点防治区划分图》，盘石头采石场位于河南省水土流失重点治理区内。场区南侧紧邻淇河，下游约30km处即为鹤壁市区。作为鹤壁市城市水源，淇河水质常年可达国家二级标准，是鹤壁市重点生态环境保护对象。因此，应尽快对盘石头采石场采取边坡防护、覆土绿化等有效的水土保持工程、植物措施，恢复因石料开采而被破坏的区域生态环境。

盘石头采石场毗邻盘石头水库，东侧与水库管理局相隔不远，交通顺畅，地理位置优越，非常适合作为旅游开发的建设用地，具有较强的利用价值。考虑场区后期可开发利用方向，在水土保持措施设计时，应尽量对场区进行合理分级、平整，以扩大可利用面积；在现有施工道路的基础上，根据分级、平整情况，布置区内道路，以满足场区交通需求；根据场区分级、平整以及道路布设的情况，规划科学合理的排水体系，以满足场区防洪排水需求。

4 水土保持措施设计

设计在现有开挖平台的基础上对场区进行分级平整，为扩大场区后期可利用面积，尽量将相邻且现状高程相差不大的区域合并，整理成同一高程。经过现场查勘，并对现状地形图进行分析后，确定共分为12个平台，编号A~L，平台总面积7.18hm2，高程237.00~323.00m不等。挖填平整时，各平台在本区域内挖高填低，达到挖填平衡，先由专业人员钻孔、爆破，再对碎岩进行撬移、解小、翻渣、清面，然后由人工配合推土机进行推运，最后平场。挖填整治后，对平台表层进行覆土，设计覆土厚度0.30m，共需土料2.16万m3，集中取自采石场南侧约2km处的土料场，取土时由挖掘机挖运，自卸汽车运至场内。覆土后由人工配合推土机进行土地平整，并直播种草、栽植灌木，两级平台之间的边坡坡脚栽植攀援植物、坡顶栽植下挂植物。为防止平台边缘发生塌坡、落石，降雨时雨水顺坡下泄冲刷坡脚，设计在相邻两级平台的边坡坡顶设置浆砌石挡坎，坡脚设置浆砌石排水沟。各平台面积、高程见表1。

表1 各平台面积、高程参数表

由开挖石料直接形成的岩坡一般整体性较好，较为稳定，设计对此类边坡进行人工修整，由施工人员系安全带、安全绳，从上而下清理危石，清理后基本维持现状。部分开挖岩坡在石料分级开采时，留有分级戗台，经清理、修整、覆土后，实施直播种草、栽植灌木、栽植攀援及下挂植物等措施。

由无用料堆弃、平台挖填整治形成的边坡坡面较为松散，设计由人工配合挖掘机进行坡面整治，控制坡比1:1.50以下。为满足各平台间人员通行需要，在相邻两平台之间边坡较缓处修建浆砌石人行踏步。人行踏步的坡比与边坡坡比一致，宽3m。

为满足场区内车辆通行需要，设计在现有临时施工道路的基础上布设Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3条场内永久道路，将面积较大的平台与采石场南侧原有公路相连，长度分别为407m、310m、135m，混凝土路面，路宽6.50m。为防止道路临空侧发生塌坡、落石，在道路外侧设置浆砌石挡坎；道路内侧设置浆砌石排水沟，与各平台排水沟相连接，形成料场区域排水系统，最终汇入盘石头水库溢洪道下游淇河。

工程措施设计中，浆砌石挡坎及排水沟均选用M7.50浆砌石材料，矩形断面，砌筑厚度0.40m。挡坎砌筑高度1.20m，其中埋深0.40m；排水沟底宽1.20m，深1.00m。

植物措施设计中，草种采用沙蒿，播种量8g/m2，晚春、夏、秋均可播种，播种后覆盖2~4cm混有肥料的细土及时镇压。灌木、攀援植物、下挂植物分别采用沙棘、爬山虎和葛藤，栽植前穴状整地，挖坑穴径0.30m，坑深0.30m，每穴1株，春季栽植，栽植密度2株/m2。

5 效果分析与评价

该设计在采石场各区域设置了多种水土保持措施，考虑场区后期开发利用方向，对场区进行了合理的分级、平整，布置了场内交通及排水体系。水土保持工程实施后，可极大提高地表的抗侵蚀能力，基本治理场区由于工程建设造成的水土流失，并对其后期的开发利用提供了便利的条件。采石场范围内的植被恢复改善了该区域的生态环境，同时也相应提高了当地居民的环境保护意识，具有较强的环境效益、社会效益。工程的实施对其他同类工程将具有较强的参考价值。

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[3]王琼,辜再元,周连碧.废弃采石场景观设计与植被恢复研究[J].中国矿业，2010(6).