矿山生态修复技术和绿化植物配置方案

2021-01-07黄祺

绿色科技 2020年24期

黄祺

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州贵阳 550081)

1 工程概况

漳州露天采石矿生态治理工程项目，周边有农田、林地等生态价值较显著的土体类型。根据矿山开采对周边环境所带来的实际影响，计划修复面积设为26.6万m2。矿山及周边伴有显著土地砂砾化，且在强降雨天气下山体滑坡发生概率高、影响范围广，严重影响周边居民的正常生产与生活，同时也易导致周边环境受损。因此需采取生态修复技术，制定完善的绿化植物配置方案并落实到位，使现场生态环境逐步恢复至正常状态。

2 生态修复的基本目标

以项目现场的自然环境现状为立足点，综合考虑现阶段业内主流的生态修复技术，合理配置绿化植物，以达到修复矿山开挖现场及周边环境的目标。遵循因地制宜的原则，根据采石场废弃地的土质、水文及气候特征合理配置植被，使其在种植后快速生长，构成集乔、灌、草植被于一体的层次化植被体系，由此进一步创建生物群落，使采石场的生态环境品质逐步向好。

3 基于矿山开采区现状的生态修复技术

3.1 边坡削方

以边坡的地质、水文、高度等因素为基本依据，确定合适的边坡坡度；以边坡的风化程度等因素为基本依据，确定合适的边坡坡率。在边坡高度达到20 m以上时，出于安全层面的考虑，宜设置宽度至少达2 m的平台，同时该平台还可作为施工机械的操作平台。坡度角不宜超过55°，以满足坡面植被的生长需求。

3.2 边坡防护

遇不具备边坡削方作业条件的区域时，宜采取锚杆格构防护的方式，以便维持边坡的稳定性，以免出现崩塌或滑坡灾害[1，2]。锚杆支护期间，按照孔径为90mm～15Omm的标准钻孔，锚杆穿入滑面，入射角度以15°为宜。综合考虑锚杆的抗拉强度和抗拔强度性能，合理控制锚杆的直径和长度等尺寸参数，在保证锚杆可正常使用的同时避免材料浪费的情况。锚杆不可发生锈蚀或弯曲等异常现象，否则需及时修复。注浆管与杆体共同入孔，参照钻孔角度，按照相同的角度标准将杆体有效放入孔内，此环节需谨慎操作，以免损伤防腐层。格构设置间距以2～3 m为宜，格构梁尺寸为300 mm×300 mm，为充分发挥出格构梁的应用优势，宜在其中设置纵向受力钢筋和箍筋。格构梁施工期间，每20 m宽度依次设置宽约2～3 cm的伸缩缝，清理缝内的杂物并填入沥青麻筋。

3.3 设置坡面排水系统

以现场地质、水文及气候(主要考虑降雨量)为依据，合理设置坡面排水系统，应保证坡面排水具有顺畅性，以免因排水效率偏低而导致溪流水聚集的情况。在坡顶设置排水系统时，应合理控制截水沟的结构形式，要求上部集水面积的汇流不会对边坡造成冲刷作用。边坡处的防水处理可采取平台排水沟和纵向排水沟相结合的方式。考虑到坡面水体流动过程中易变向的特点，需在坡面上配置急流槽。

排水渠设计及施工期间应充分考虑到水流速度指标，应保证成型的排水沟可有效控制水流速度，既要满足快速排水的要求，又要避免因排水过快而导致沟壁冲刷损坏的情况[3～5]。坡脚排水沟施工环节可采取浆砌块石砌筑的方法；坡面和坡顶两处分别设置截水沟，该部分为钢筋混凝土浇筑的方式，目的在于提高沟体结构的强度，使其在使用期间可有效抵御水流的冲刷作用。边坡存在裂隙或溶洞等特殊情况时，易发生涌水现象，可通过敷设暗管或设置暗沟的方式引水，最大限度地减弱涌水对坡面的冲刷作用。

3.4 裸地绿化

矿山开采期间产生的弃渣废石大量堆积，易占用土地资源，甚至伴随土地污染问题[6，7]。对此，需要适度平整弃渣废石，提高其堆积结构的密实性；组织挂网作业，通过土工布的张力作用维持弃渣废石的稳定性，以免发生滚落。经平整处理后若弃渣废石依然占用大范围的面积，则需采取基材喷射种植法，取适量种子、土壤、营养液等物质，经过搅拌后形成混合物，将其喷射在弃渣废石的表面，再于喷射周边区域种植乔木、灌木等植物，形成防护体系。

3.5 矿坑凹地的植被恢复

凹地存在于矿坑底部，其平整度欠佳，需根据矿坑凹地面积采取相适应的修复措施。遇小范围凹地时，先覆土再种植植物；遇大面积凹地时，需开凿植生坑槽，向其中填入肥力较好的土壤，最后种植植物。

4 生态修复中的植物配置方案

植物群落是基于多类植物而构成的层次性整体[8]。项目绿化面积为25万m2，在植物配置方面将乔、灌植物种类设为12种，具体组成包含树木13万株、落叶乔木2万株、常绿乔木11万株、灌木1万株。生态基质的品质易对植物的生长状况带来影响，以土壤为主体，辅以适量的有机质、肥料、稳定剂等物质，共同混合而成。挡墙处宜种植灌木，例如连翘、丁香等均为可选对象。

4.1 保证生态景观的自然性

以煤矿开采区的功能规划为参考，合理优化产业布局，构建完整的产业结构，在有效治理环境问题的同时发挥出现场资源的利用价值，创造显著的经济效益[9，10]。土壤肥力、光照强度等环境因子均是植物生长状况的关键影响因素，需遵循因地制宜的原则，视实际情况合理种植植物。以构建完整的生态系统为前提，尽可能提高景观价值。根据场地的实际状况，共划分为南、北两个区域，根据各自的实际特点搭配植物，通过“黑松+紫穗槐+连翘”模式的应用，提高边坡的稳定性并满足生态修复要求。

4.2 合理搭配乡土植物与外来植物

选择乡土植物，原因在于其对当地环境的适应性较强，可快速生长；与此同时，配置适量的外来物种，在其作用下提高植物的层次性，共同改善废弃地的土壤环境。

4.3 提高生物的多样性

以草、灌、乔三类植物为核心，共同组成具有层次性的植物群落，以提高对灾害的抵御水平，在受到病虫害时通过其它植物填补受损部分，避免植被体系受损。遵循从低到高的原则，保证植物在空间上具有层次感。

4.4 合理分区

项目现场被分为北坡和南坡2个区域，以各自地质、水文、气候等方面的特性为依据，选择合适的植被。2个分区的植物均要具有较强的抗逆性和适应性，宜采取乔、灌、草相结合的方式，实际施工中可动态化调整规格。以南坡为例，选择的是黄栌、刺槐、侧柏，通过此类植物实现生态修复目标。

在形成完善的植物配置方案后，可达到稳定土壤、提高土壤水分涵养水平、丰富生态系统、有利于周边居民日常生产生活等多重效果。根据现场调查可知，北坡的日照时间较短，因此宜选择耐阴、耐贫瘠的植物。通过前期试验可知，北坡存在蜀桧叶子枯黄的问题，其成活率相对较低。对此，进一步调整植物的类型，取侧柏、火炬树、臭椿和野牛草，由于其喜阴性且具有耐严寒的特性，因此可在北坡正常生长。