卫星遥感视角下的尾矿库

高俊华 鱼磊 刘立 刘欣悦

行走在一些矿区的路上，远远看到山坡上的一座座坝体，初见或许会误认为是水库。其实熟悉了就知道，那是堆放尾砂的尾矿库，人们看到的坝体就是尾矿坝。尾矿库是由尾矿坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。有的尾矿库坝体很高，库面辽阔，常人以肉眼很难窥其全貌，今天我们就一起以卫星遥感的视角去认识尾矿库。见图1。

一、尾矿库与水库的区别

尾矿库与水库在遥感影像上的特征有明显不同。水库是在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊，一般起到防洪和兴利作用，调节径流，蓄洪补枯，满足人们生活或生产用水需求。水库周边基本为民用建筑设施，水库中虽然也含有少量的泥沙等杂质，但其总体反映的是水的光谱特征，对光线的可见光到中红外波段吸收大于反射，在遥感影像上一般呈蓝黑色。尾矿库周边是矿业采选场地和矿山建筑，尾矿库在坝体一端形状笔直规整，与周围地物界线分明，尾砂含量较高，水体含量较少，在遥感图像上表现为色调随着距排砂口的远近而呈晕状变化，具有明显的分带纹理特征。距排砂口近、尾砂浓度高的位置，色调较亮；距排砂口远，尾砂浓度低的位置，色调较暗；尾矿库中水体的颜色由浅灰白色逐渐过渡到蓝黑色；坝体另一端边坡多数呈三角形状，分布着有规律的条纹状排水设施和绿化带。见图2。

二、尾矿库的类型

根据所在的地形條件，尾矿库可分为山谷型、傍山型、平地型和截河型四类。山谷型是在山谷口处筑坝形成的尾矿库，目前我国最常见，初期坝体相对较短，当堆坝较高时，可获得较大的库容，库区纵深较长。傍山型是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库，初期坝体相对较长，后期坝堆高度一般不太高，库容较小，库区纵深较短。平地型是在平缓地形周边筑坝围成的尾矿库，初期坝和后期尾矿堆坝工程量大，堆坝高度受到限制，一般不高，由于周边堆坝，库区面积越来越小，尾矿沉积滩坡度越来越缓。截河型是截取一段河床，在其上、下游两端分别筑坝形成的尾矿库，有的在宽浅式河床上留出一定的流水宽度，三面筑坝围成尾矿库，不占农田，库区汇水面积不太大，但尾矿库上游的汇水面积通常很大。见图3。

三、尾矿库的发展变化

尾矿库也存在一个生命周期过程，即施工建设、运行使用、闭库处置等。在选好地形和场址后，进行坝体、库区和进出道路等尾矿库设施的建设。建成后的尾矿库开始投入运行，随着排砂量的增加，逐步提高坝体、绿化边坡，库区堆砂面积也逐步增大。当堆砂量接近库容上限时，尾矿库闭库停止扩张，然后采取覆土、植被恢复等生态修复措施，保持尾矿库安全稳定。见图4。

四、尾矿库的生态修复

尾矿库占用了大量的土地资源，其残存的有毒物质损坏了植物的生长条件，库面上寸草不生、沙尘飞扬，库区周边的环境因此受到污染和破坏。生态修复通常的方法是在尾矿库表面覆土，再种植草皮、树木等植被绿化；在尾矿库周边种植杨柳树等乔木，形成绿化带抑制扬尘扩散；建排洪沟和拦洪坝及山洪疏导渠等进行排水、防洪。由于尾矿库表面大多地形开阔、地面平整、阳光充足，也有一些地区在关闭的尾矿库上铺设光伏发电站，既解决了光伏发电站选址问题，又促成了尾矿库治理和再利用。见图5。

如今，遥感技术在尾矿库调查监测中发挥着越来越重要的作用，有效识别尾矿库的位置、数量、规模、形态和利用状态等信息只是其中一个领域。遥感技术还可应用于尾矿矿物质反演研究，通过光谱特征推断矿物质组成成分，为尾矿再利用提供参考依据；用于尾矿库环境影响和风险评估，查清周边环境敏感对象和保护目标信息，为防灾和治理提供技术支撑等。