京津冀地区废弃矿山生态复垦方案探讨

李钦韬，彭 涛，杨 健，何剑奇，王建伟

（中冶成都勘察研究总院有限公司，四川 成都 610023）

京津冀地区是我国社会经济发展的重要引擎，矿产活动为该地区的经济社会发展提供了资源支持，带动相关产业迅速发展的同时，也带来严重的地质及生态环境问题。据统计，京津冀地区已开发矿产地4455处（国土资源部中国地质调查局天津地质调查中心，2015）[1]。矿山开采作业形成大量的开采面、掌子面、渣堆、残山等，山体滑坡等地质灾害隐患严重，严重阻碍矿山废弃地的安全复垦。矿产开采过程中，需剥离矿区表层土壤，破坏区域植被，导致基岩裸露，直接影响矿山废弃地的生态恢复。

京津冀地区矿山废弃地的环境和生态现状与新时代践行绿水青山就是金山银山的理念严重不符，亟需生态复垦治理。

目前，国内现有的废弃矿山治理技术主要有四类：消灾修复技术、工程修复技术、生态修复技术、生物修复技术[2]。我国多项废弃矿山修复工程均结合区域自然条件，根据矿区实际存在的问题，提出了先进可行的治理模式。刘民生[3]等针对四川钙芒硝矿山的地质环境问题，提出了以地质灾害治理和生态修复为核心的治理思路，为四川地区的钙芒硝矿山修复提供了参考。赵学宏[4]等对内蒙古地区典型煤矿矿区的地质环境和生态问题进行了评估，并提出分区设计制定修复方案，大力推荐生态复绿技术。

本研究简述了京津冀地区废弃矿山的生态环境问题，阐述了该区域的自然条件，探讨了京津冀地区废弃矿山生态复垦的方案，为区域矿山修复提供了参考。

1 京津冀地区废弃矿山地质及生态环境问题现状

我国正处于社会主义初级阶段，生产方式落后，开山取矿的现象十分普遍。尤其是扩建矿山工程规模的工作区域，在经济与生态的对立中，矿山生态环境的保护远远比不上人们对矿产资源的需求。

据统计：我国共有大中型矿山9000多座，小型矿山约26万多座，采矿侵占土地面积已经接近40000km2，由此而废弃土地面积可达到330km2/a。矿山废弃地如得不到及时的重建，将可能引发一系列的生态环境问题，造成水土流失、水资源污染、水量减少、矿区固体废弃物污染等，将直接影响社会、经济与生态环境的可持续发展。

1.1 京津冀地区废弃矿山的地质环境问题

京津冀地区的铁矿、采石场等废弃矿山普遍存在基岩破碎、地形切割强烈、沟谷纵横等地质环境问题。矿山开发过程中岩土体天然应力—应变状态的改变极大的提高了废弃矿山发生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害风险。京津冀地区废弃矿山地质环境问题分类见表1。矿山开采产生的废弃石渣、尾矿占压、损毁自然植被、人工林地、农业用地，导致矿区植被覆盖率降低、农作物减产。同时伴随着水土流失、地面沉降等问题。资料显示，大型废弃矿山的扬尘影响范围达10～12km2[5]，对下风向区域的污染最为严重，严重影响区域大气环境。矿山废弃地生态重建所面临的问题：①地质表层受到破坏导致缺乏植被能够自然生根和伸展的介质、水分缺乏、营养物质不足、毒性物质含量过高；②存在限制植物生长的物质，例如重金属含量过高、PH值太低或盐碱化等；③缺乏必要的营养元素，例如有效磷浓度低、含氮量极低；④生物因素除了上述土壤条件逐渐恶劣外，生物种类的减少或丧失给矿区废弃地恢复带来了更加不利的影响。

表1 京津冀地区废弃矿山地质环境问题分类

1.2 京津冀地区废弃矿山的自然条件

京津冀地区属典型暖温带大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，春季干燥多风，秋季凉爽短促。京津冀地区属低山丘陵区，地形切割中等，地表水排泄条件相对良好。矿区内大部分地区基岩裸露，不利于水分渗流。

地下水补给来源为大气降水渗入，并多以地表径流形式排泄，只有部分补给地下水。区域自然条件决定了京津冀地区废弃矿山生态重建困难，需要采取工程措施促进区域生态重建。

2 京津冀地区废弃矿山生态复垦方案探讨

2.1 废弃矿山地形地貌整治

京津冀地区废弃矿山存在危岩体多、采坑遍布、开采面滑坡严重、尾矿堆积成山等问题。

在生态复垦前，首先应当完成矿区地质环境问题整治。针对废弃矿山区内的危岩体，可采用人工+机械的方式进行破除和清理。

在进行矿山综合治理工程设计时，需确定综合治理范围，结合区域治理目标，确定修复后的复垦地块平台标高，尽量实现矿区内部土石方平衡。然后，采用削高填低模式，破除矿区孤山、不稳定开采面、尾矿堆，并将所得土石方回填至采坑等低洼区域，形成生态复垦平面。

2.2 土地复垦

在废弃矿山地形地貌整治形成的生态复垦面上，根据区域自然条件，结合植被生长要求等因素，遵循“因地制宜、切实可行”的原则。

进行客土覆土并配加有机肥，然后进行土壤翻耕、松土及人工精细平整，以增加土壤透气性，促进土壤中微生物的繁殖，使土、肥相融，改善土壤理化性质和生物特性，提高地力。

完成客土覆土后，结合区域的自然条件和矿区植物群落特征，遵照“高低搭配，乔灌搭配”的种植模式，在生态复绿区域内种植适宜矿区自然环境的先锋植物，如：爬山虎、新疆杨、油松、侧柏等，实现矿区生态复绿。在土地复耕地块内种植经济型植物，如：油菜花、向日葵等，以提升整体治理效果，提高经济效益。这种办法能够解决上述所面临的各种问题。但覆盖土壤的费用相对较高。

挖松紧实的土壤、整理地质层表面的措施是相对较为有效的措施，向土壤中添加碱性物质以便调整土壤的PH值；在土壤内添加营养物质大部分矿山废弃物和类土壤物质缺乏氮、磷等营养物质，是植物生长的限制因子，去除有害物质在废弃地恢复过程中，添加物种在矿山废弃地恢复过程中，通过人工选种植被品种，使矿山地质土壤的物理化学性质得到改良，从而缩短矿山周围植被演替的进程，加快矿山废弃地生态重建进行。

2.3 复绿植物养护

京津冀地区气候相对干旱，需强化废弃矿山生态复绿植物养护。

结合矿区地下水文特征，建设灌溉取水井和灌溉管网，确保复绿植物养护需求。

针对区域内复绿植物的种类，制定灌溉养护方案，定时、定量灌溉和喷水。同时按照绿化植物生长周期和营养元素需求制定施肥方案，促进绿化植物生长繁殖。在植物病害高发期，按时进行喷药杀虫抗病养护，以确保绿化植物存活率。

3 结语

简要分析了京津冀地区废弃矿山的生态环境问题和自然条件，提出了地形地貌整治、土地复垦和绿化、复绿植物灌溉养护的总体思路和技术要求，为京津冀地区矿山修复提供了技术参考，对区域环境修复和绿色可持续发展具有积极的推动作用。

矿山生态重组建设是一项重大而艰巨的历史任务。因此，要因地制宜，在对自然生镜面调查的基础上，做出相应的方案选择，才能到达生态恢复的目的。