大连市主城区废弃矿山生态修复模式探讨

张旭升，刘永俊，刘 凡

(1.辽宁省第二水文地质工程地质大队有限责任公司，辽宁 大连 116037；2.辽宁水文地质工程地质勘察院有限公司，辽宁 大连 116037)

随着城市建设和经济社会的发展，矿产资源开发活动引发的地质环境问题日益突出，生态环境遭受严重的破坏[1-2]。根据国家政策方针和城市总体规划，坚持节约资源和保护环境的基本国策，本着自然恢复为主、人工修复为辅、保护生物多样性的原则，大连市主城区近年来开展了多个废弃矿山恢复治理项目，治理方向包括生态复绿、土地复垦、综合开发利用等，城市生态环境得到了显著改善[3-4]，但多数为政府投资，社会资本投资较少。

本文基于对研究区开展的废弃矿山地质环境调查，在分析地质背景和矿山特征的基础上，结合矿山开采现状和生态环境问题的研究，系统梳理了矿山生态修复演进过程，探讨了废弃矿山生态修复模式。结果表明，大连市主城区废弃矿山造成了严重的生态环境问题，生态修复模式宜采用政府投资和政府引导社会资本投资的模式，研究结果为大连市废弃矿山治理提供了新思路。

1 废弃矿山分布及特征

研究区位于辽东半岛最南端，东临黄海、西濒渤海，长白山系千山山脉余脉自北向南延伸入海，形成“一脊三阶”丘陵半岛的地理特征和山海相依的滨海风貌。区内主要出露新元古界青白口系、南华系、震旦系碳酸盐岩、碎屑岩以及新生界第四系松散堆积物[5]。岩浆活动较为单一，仅发育辉绿岩，以岩脉形式产出。断裂构造十分发育，主要分为北东向、北西向和近东西向三组。区内广泛分布的震旦系碳酸盐岩、碎屑岩为石灰岩、白云岩和页岩矿等石材类矿产提供了有利的成矿地质条件。

区内废弃矿山17 处，矿种包括石灰石矿、白云岩矿、页岩矿，其中石灰石矿15 处、白云岩矿1 处、页岩矿1 处，主要分布在甘井子区革镇堡街道、辛寨子街道、大连湾街道、营城子街道、甘井子街道、南关岭街道、泡崖街道等7 个街道内[6](图1)。

图1 大连市主城区废弃矿山分布图

废弃矿山规模整体不大，成因类型属于海相沉积型矿床，赋矿层位为新元古界震旦纪碳酸盐岩、碎屑岩地层[7]。其中鞍钢大连甘井子石灰石矿最大，矿区面积达221 公顷，占用土地面积约191 公顷，其他规模较小，占地面积多小于15 公顷，以3 ～10公顷居多，部分矿山经过长年开采，形成了成片废弃矿坑群，或者是连接成规模较大的采石坑(表1)。

表1 大连市主城区废弃矿山特征一览表

2 废弃矿山生态环境问题

研究区废弃矿山均为露天开采，不合理的开发利用引起了大量的生态环境问题，主要集中在对地貌景观、土地资源、土壤植被、地下水环境的影响和一定程度的破坏，产生了矿山型地质灾害隐患等问题(表2)。

表2 大连市主城区废弃矿山生态环境问题一览表

2.1 地貌景观的问题

研究区废弃矿山均为露天开采，开采方式多为自上而下台阶式放坡，少数为垂直开采，开采台阶高10 ～30m，坡高约20 ～60m，最高可达90m 左右，坡度以40°～70°为主，形成了大量的陡坡、陡崖、采石坑。废弃矿山采矿区普遍为凸山和凹坑，植被均已剥落，排土场出现不同程度的植被压盖，且个别矿山越界开采，开采范围超过了山脊线，对地貌景观和植被破坏严重(图2a)。

2.2 土地资源的问题

区内废弃矿山采矿形成陡坡的采矿场，山体开挖破损严重，且采矿剥离的表土堆放加大原有矿区占用土地的面积，破坏土地资源严重。占用土地类型以荒山为主，部分占用耕地和丘坡次生林地，破坏土地总面积为376.37 公顷，以鞍钢大连甘井子石灰石矿最为典型，约占废弃矿山破坏土地总面积的50.64%(图2b)。

2.3 矿山地质灾害隐患

区内废弃矿山形成的地质灾害类型为崩塌隐患，均为岩质型崩塌，形成的动力因素为人类活动，运动形式为滑移型和倾倒型，形成时代属于现代崩塌。从威胁对象角度可分为两类，一是有直接威胁人口、威胁资产的崩塌；二是无直接威胁人口及资产，但存在裸露高陡边坡，具有地质灾害隐患的崩塌(图2c)。

2.4 土壤植被的问题

区内矿山在开采过程中产生了大量废石，开采企业处理方式多是将废石堆放在地表，随着雨水冲刷和微生物作用，产生的渗滤液对矿区土壤和地下水系统造成了影响，使得土壤保水保肥性变差，土层极薄甚至没有，不利于植物的生长。

2.5 地下水环境的问题

废弃矿山中有6 处出现了集水坑，包括榆山石灰石矿区、后盐石灰石矿区、鞍钢大连甘井子石灰石矿区、前革西石灰石矿区、亿华矿业公司石灰石矿区、富华石材二厂石灰石矿区。其中，鞍钢大连甘井子石灰石矿区集水坑面积最大，约为50 万m2，水质最差，Cl-可达4 044.6mg/L，出现了严重咸化，其他矿区水面较清澈(图2d)。

图2 大连市主城区废弃矿山生态环境问题图

3 废弃矿山治理现状及建议

近年来，大连市组织实施了青山工程、废弃矿山综合整治工程等，通过政府投资或政府引导引入社会资本投资完成了多个废弃矿山恢复治理项目，治理方向包括生态复绿、土地复垦、综合开发利用等。2008 年以来，6 个废弃矿山完成了综合开发利用，主要用于建造住宅、厂房、学校、车站等，使废弃矿山得到了很好的利用(表3)。修复土地面积40.49公顷，如大连水泥集团公司南山石灰石矿建成华润二十四城小区，目前正在修建市政道路，狼山石灰石矿建成招商海德公园小区，前革西石灰石矿建成四方通驾校，富华石材二厂石灰石矿矿坑回填整平，华侨砖厂砖瓦用页岩矿修建明珠路，完成土地复垦并种植樱桃园，土地得到有效利用。

表3 大连市主城区已完成修复治理废弃矿山一览表

需要进行修复治理的废弃矿山有11 处，需要修复土地面积305.13 公顷(表4)，如后盐石灰石矿、石板山石灰石矿、鞍钢大连甘井子石灰石矿、后牧石灰石矿、后关预制构件三厂石灰石矿、骆驼山石灰石矿、亿华矿业公司石灰石矿、砬子山石灰石矿、夏家河石材厂石灰石矿、由家盛发石灰石矿、前革白云岩采石场。修复治理方向包括生态复绿、土地复垦、综合开发利用，其中综合开发利用以居住、商业、文教、体育等功能用地为主，打造生态宜居、物流产业、生态公园、体育休闲胜地等[8-10]。

表4 大连市主城区废弃矿山修复治理建议措施一览表

4 废弃矿山生态修复模式

研究区废弃矿山多为计划经济时期遗留下来的，由于历史采矿原因造成没有明确的责任主体，结合国务院办公厅《关于鼓励和支持社会资本参与生态保护修复的意见》、自然资源部、财政部、生态环境部三部委《山水林田湖草生态保护修复工程指南》、自然资源部《关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见》，针对各矿山现状和特点，区内废弃矿山生态修复治理方式分为政府投资模式、政府引导引入社会资本治理模式[11-13]。由于城市主城区人口高度密集、土地资源严重短缺，因此废弃矿山修复治理宜采用人工修复为主，重点是针对高陡边坡底部有受威胁人员和资产的矿山，消除安全隐患，确保场地开发利用过程中有效使用，实现由废弃矿山治理由传统生态复绿、土地复垦到综合开发的转变[14-15]。

4.1 政府投资模式

采用政府投资治理方式的废弃矿山主要有3处，包括砬子山石灰石矿、夏家河石材厂石灰石矿、前革白云岩采石场。由于交通条件较差，短期内不具备开发潜力，寻求不到土地开发利用使用权人，且矿区整体坡型良好，不具有采用引入社会资本治理所需的土石料，公众关注度较低。

如夏家河石材厂石灰石矿，初步生态恢复需开挖土石方21 000m3、场地平整17 000m2、防护栏杆540m、种植五叶地锦900 棵、种植乔灌木3 400 棵、客土覆盖6 000m3，估算费用约128 万元，投资规模较小，且开发潜力较低，不适合进行综合开发利用，可采用政府投资模式进行生态修复。

4.2 社会资本投资模式

采用政府引导引入社会资本治理方式的废弃矿山主要有8 处，包括鞍钢大连甘井子石灰石矿、骆驼山石灰石矿、由家盛发石灰石矿、后盐石灰石矿、后关预制构件三厂石灰石矿、亿华矿业公司石灰石矿、石板山石灰石矿、后牧石灰石矿。由于处于城市发展核心区，交通便捷，但土地资源紧张，因此通过政府引导，合理利用削坡减荷、消除地质灾害隐患等修复工程新产生的土石料及原地遗留的土石料，可用于本地区废弃矿山生态修复工程，同时生态恢复后的耕地、建设用地由政府出售也可取得收益。

如后关预制构件三厂石灰石矿，处在城市核心区内，修复难度小，初步生态恢复需开挖土石方开挖62 000m3、场地平整1 200m2、坡底防护栏杆1 100m、种植五叶地锦2 100 棵、种植乔灌木2 700棵、客土覆盖4 200m3，估算费用约185 万元，采用社会资本生态恢复治理，开挖土石方量6.2 万方可到收支平衡。再如百年老矿鞍钢大连甘井子石灰石矿处在城市核心区，土地资源极为宝贵，适合充分利用矿区独特的空间形态和地形地貌，可进行社会资本投资，通过企业参与开发建设，打造大型生态公园和集商业、文化、体育、旅游一体的城市综合体。

5 结论

(1)大连市主城区废弃矿山共有17 处，分布在城区的7 个街道内，矿种主要包括石灰石矿、白云岩矿、页岩矿。废弃矿山整体规模不大，属于海相生物化学沉积型矿床，成矿时代均为新元古界震旦纪。矿山大量的露天开采和多年的不合理开发利用造成了地貌景观、土地资源、土壤植被、地下水环境的影响和一定程度的破坏，产生了矿山型地质灾害隐患等问题。

(2)大连市目前已完成综合治理的废弃矿山有6处，修复土地面积40.49 公顷，治理方向包括生态复绿、土地复垦、综合开发利用等，其中综合开发利用主要为建造住宅、厂房、学校、车站，使废弃矿山得到了有效的利用。

(3)未完成修复治理的废弃矿山有11 处，需要修复土地面积305.13 公顷。依据国务院办公厅、自然资源部、财政部、生态环境部等发布的文件、政策和规范，结合大连市城市规划和产业布局，针对各废弃矿山现状和特点，提出了大连市废弃矿山的生态修复宜采用政府投资和政府引导引入社会资本投资等两种模式，其中采用政府投资治理的废弃矿山有3 处，采用社会资本治理的废弃矿山有8 处。同时，提出了废弃矿山综合开发以居住、商业、文教、体育等功能用地为主，打造生态宜居、物流产业、生态公园、文化旅游、体育休闲胜地等生态修复方向。