废弃矿山生态环境修复分区与修复方案研究

万 强

（江西省地质灾害防治研究中心（江西省勘察设计研究院），江西 南昌 330096）

目前，我国由于矿山不规范开发导致的地质灾害问题、环境中生物物种濒临灭绝问题已屡见不鲜，不合理的资源开发不仅导致了矿石废渣堆置，也占用了大量的公共资源。尽管有关单位已重视到了相关工作的重要性，但现如今仍有超过50.0万m2的土地资源中堆置了大量废渣与废石。综合地质调查单位反馈的数据可知，我国现如今的土地开垦率仍不足15.0%，而其中恢复的矿区土地资源不足1.0%，此种现象不仅导致了区域生态环境遭到严重破坏，同时也出现了大量呈现“斑秃”特征的采石场。总之，当下的矿区环境是我国国土范围内的生态环境被破坏最严重的地区[1]。以北京为代表的区域已经在2008年对开发的矿区进行了关闭处理，尝试对矿区被污染环境进行生态改造，并启动了“绿色工程”项目，对过度开发的矿区进行集中整治，但在工程实施的数年中，矿区内的生态环境并未得到有效改善，产生此种问题的主要原因仍是项目主持单位没有对生态环境进行分区管理，针对不同的被污染区域，一味地采用相同治理手段。此种泛在的治理方式，不仅无法使工程达到预计效果，同时也会导致“绿色工程”项目的投资超过预期投入。为了从源头对此种现象进行改善，本文将基于矿山废弃现状，对区域生态环境进行修复分区研究，并在此基础上，制定对应的环境修复方案。

1 废弃矿山生态环境修复分区

1.1 构建废弃矿山生态环境修复分区指标体系

为了改善废弃矿山生态环境现状，提出对区域环境进行修复分区处理的方式，在开展此项工作前，应先构建一个针对废弃矿区的分区指标体系，掌握不同区域的生态环境现状与生物物种特点。因此，在本文的研究中，应严格遵循生态环境综合性原则、行政区域规划科学性原则与数据真实性原则，进行矿区土壤因子指数的获取，并在此基础上，根据土壤中不同物质的含量及其矿化度，对矿区现有的土壤带进行划分[2]。如下表1所示。

表1 矿区现有的土壤带划分

按照上述表1中提出的内容，对废弃矿山生态环境中的土壤进行分层处理，在此技术上，从潜水埋深深度、经济因子等层面，确定废弃矿山生态环境修复分期的水文指数。考虑到大部分废弃矿山的生活条件均呈现一种较差的特点，因此可以认为周围长期居住人口稀少。为了使分区行为的实施可进一步满足行政区域特征，可在卤水因子含量的基础上，拟定矿区生态环境中的制约性因子。并按照环境中外来物种的入侵现象，设定两个修复分区指标。具体内容如下。

其一为一级区域指标，划分此区域的依据是矿区地下水的矿化程度，可以按照地下水咸度将区域划分为多个单元，并以此为依据，制定其未来开发方向。

其二为二级区域指标，划分此区域需根据水域过渡情况，采用构建数学模型的方式进行定量分析。相关方面的内容见下文。

1.2 基于环境地理模型的区域划分结果

在掌握废弃矿山生态环境修复分区依据后，本章将采用构建环境地理模型的方式，对二级区域进行详细的划分。在此过程中，应结合基础性数学原理，选择聚类分析方法作为支撑。

在构建过程中，可直接参照矿区单位现有的数据统计模型进行编辑，编辑过程中使用Visual Foxpro6.0作为软件处理工具对其进行编程。经过多次调试，得到矿区内不同实体区域之间存在的相似度矩阵，根据矩阵得到邻近关联结果。在此基础上，对邻近结果进行聚类分析，得到一个聚类谱系结果，将此结果作为修复区域中二级区域的划分依据。

在已知二级区域的划分原则与参照方式后，可结合地区实际情况，并咨询地方某部门的专家意见，截取一个针对矿区被污染区域的相似度指数，指数取值范围在[0～1.0]之间，其中0.5指数值属于地区的过渡线，按照此种方式，将废弃矿山生态环境修复区域中的二级区域划分为三类。其一为指数在0～0.5的区域，表示为亚区，属于盐碱资源综合利用区域；其二为指数=0.5的区域，表示为中亚区域，属于生态农业发展区域；其三为指数在0.5～1.0的区域，表示为寒亚区，属于群体生活与居住开发区域。按照上述方式，完成对废弃矿山生态环境修复的分区处理。

2 废弃矿山生态环境修复方案

2.1 基于“三通一平”项目的废弃矿山风化层处理

在完成对废弃矿山生态环境修复分区研究后，应综合矿区生态环境的发展需求，制定针对性的生态环境修复方案。

为了进一步落实修复工作，应对矿山风化层进行初步处理。为此，本文提出了“三通一平”工程项目，其中的“三通”表示为：在修复工作中，投入人力与物力资源，启用矿区内的临时交通道路、引进水利工程，为两区提供持续的水源、参与地方电力单位的合作，为其提供有效的供电。“一平”表示为对矿区场地的平整处理。在完成项目实施方向的规划后，清理矿区被污染区域内的表层土体，有必要的情况下，可以在矿区内岩石风化层上布置一个临时遮挡棚，当区域环境变化趋近于稳定后，再在指定区域进行绿化种植防护。

为了加快项目的实施进度，可在工程施工过程中，对矿区两侧的场地进行削坑处理，并采用多个作业面同步施工的方式，进行削坑。三个施工平台分别架设在矿层80m～100m范围内。当坡度削至一定水平后，跟进相关工程的实施，在此过程中应注意的是，削坑处理时，要预留安全施工距离。

此外，规划绿化植被种植区域，并在此区域附近进行覆盖施工、排水管敷设等，通过此种方式，为后续的绿化工程实施提供一个相对适宜的环境。

2.2 基于绿化工程的废弃矿山废渣处理

在完成上述相关工作后，将绿色工程作为废弃矿山生态环境修复的核心。为了确保种植的植被在区域内可以更好地存活，需要在种植前期对区域土壤进行采样，选择与区域环境较为匹配的植被作为绿化植被，并坚持生态优化的作业原则进行种植。例如，在种植前，应检测土壤的肥沃力，在边坡区域，选择生命力较强的植被进行开挖种植，在平整区域，可考虑美观度与适宜性，选择常规的植被进行绿化种植，尽量满足植被较高的成活率。

为了满足植被生命活动需求，需要提高土壤中有机物质的含量，例如将矿区土壤中按照标准的比例进行泥炭插入，并在基底层掺入一定量的腐殖质物质，可在有必要的情况下，进行小范围区域施肥，废料应以磷肥为主，在浇灌过程中，尽量控制土层的厚度及其中肥料的含量，以此确保种植的植被可以满足矿区修复需求。通过此种方式，便可以实现对废弃矿山生态环境的有效修复。

3 结束语

社会工业产业发展在一定程度上，提高了工业生产单位对矿产资源的需求，在产业需求越发迫切的社会发展背景下，我国矿山开发工程的实施日渐频繁。尽管此种趋势在一定程度上实现了对矿山行业发展带来收益，但随着带来的环境问题、地质灾害问题也越发频繁。因此，本文开展此次课题的研究，并希望通过此次的研究，解决废弃矿区生态环境被污染的问题，提高区域规划的科学性与合理性，降低由于生态环境问题导致地质灾害频发的概率，致力于还原废弃矿区一个可循环的生态系统。