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矿山生态修复经典案例分析

浏览次数: 发布日期:2022年07月11日
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1相关背景

2007年,我国在国际矿业大会上提出发展“绿色矿业”的理念;2009年国家发改委、原国土资源部联合发布《全国矿产资源规划(2008-2015)》,首次正式提出“绿色矿山”的概念,明确了发展绿色矿业的要求;2019年自然资源部印发《关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见》,统筹考虑矿山生态功能修复和后续资源开发利用、产业发展,通过政策激励,吸引各方投入,推行市场化运作、科学化治理的模式,加快推进矿山生态修复;2022年4月自然资源部发布《矿山生态修复技术规范 第1部分:通则》等6项推荐性行业标准,为煤炭矿山、建材矿山、化工矿山、稀土矿山、油气矿山等矿山生态修复工作提出了明确的相关行业标准。至此,矿山生态修复的相关制度体系已经基本完善,为矿山生态修复工作高品质推进奠定了良好基础。

2概述

2.1基本概念

矿山生态修复主要指依靠自然力量或通过人工措施干预,统筹考虑自然生态系统和经济系统两大方面,对因矿产资源开采活动造成的地质安全隐患、土地损毁和植被破坏等矿山生态问题进行修复,使矿山地质环境达到稳定、损毁土地得到复垦利用、生态系统功能得到恢复和改善。

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注:图来源于网络 

2.2基本措施

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注:图为笔者自绘

3经典案例分析

3.1内蒙古扎赉诺尔矿区

Ø主要生态环境问题

经年的开采和利用使扎赉诺尔露天煤矿形成一个硕大的坑洞矿坑(面积约500公顷,采坑周边堆砌成多个排土场,总占地面积1276公顷),煤矿关闭后存在一系列安全和生态环境问题,如边坡的稳定性、闭坑边坡等引起的植被缺失、土壤退化与污染、水土流失、水资源污染等,极大影响并制约了矿区及周边生态环境的发展与治理。

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注:图来源于网络

Ø生态修复措施要点

开采边坡治理——土壤改良——植物修复

Ø修复方案

以“生态修复为主,人工科技为辅助”的先进技术理念为支撑,基于多维详细的前期场地勘测,经过现场测绘、数值模拟与评估、规划设计等步骤,对露天矿闭坑的边坡稳定、场地平整修复及生态恢复等问题进行多方面的对比分析和研究,对不同的地质问题形成针对性的修复方案,最终以“地形整理―植物配置―测土配方施肥―渗水再利用―基础设施修建”的综合性治理方案,“大播量+重施肥+禾草混播+加盖无纺布”的关键技术,完成了扎赉诺尔露天煤矿生态修复工程。

Ø修复成效

项目实施后,矿坑治理面积4.9平方公里,排土场治理区面积13平方公里,植被覆盖度由5%恢复到95%以上,种植植物存活率在85%以上,植被恢复总面积达8.05平方公里,种植树木类别达17种,约67.2万株,植物的种类逐年增加至70多种,逐渐实现原有一年生杂类草向禾本科、豆科等多年生的优良牧草植物品种转变。

Ø修复和整治亮点

利用数字模拟技术在前期地形勘测和现场测绘的基础上建立数值模拟进行规划设计评估,收集内蒙古、青海、西藏等寒区乡土植物种质资源、植物标本、土壤样本等,建立矿山生态修复产业大数据平台,实现根据锁定经纬度或植物品类查询该地区生态环境变化等科研数据即可提供数字生态修复治理方案的智慧型生态修复手段,探索出以“生态理念+技术智慧+资源储备+管理标准+生态产品”为核心的生态修复模式。

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注:图来源于网络

3.2广元市旺苍县东河镇兴荣页岩砖厂

 Ø主要环境问题

陡坡开采造成岩石裸露、弃渣堆场污染周边环境。

Ø生态修复措施要点

开采边坡治理——土壤改良——植物修复——水资源修复

Ø修复方案

以打造“印象窑吧杨梅特色文创旅游综合服务体”为设计理念,通过对矿山开采边坡进行锚杆挂网喷砼护坡、锚杆格构梁护坡支护,修建截排水沟防止边坡失稳,弃渣场平整、客土回填,并在确保地质环境稳定的基础上,采取坑穴覆土种植刺槐、柏树和撒草种草、种植藤蔓植物等方式进行林草恢复。

Ø修复成效

项目实施后,实现修复治理面积375.75亩;旧砖窑改造1.05亩;修建停车场约0.37亩;打造杨梅基地1000亩。

Ø修复和整治亮点

充分利用矿区距旺苍县城仅2.5公里的地理优势,依托砖窑厂现有建筑空间,深度挖掘古窑文化,打造出“印象窑吧”文创旅游综合服务体,大力发展民众特色休闲旅游产业,实现村集体增收。

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注:图来源于网络

3.3上海世茂深坑酒店

Ø主要生态环境问题

原系上海天马人民公社在小横山设置的采石厂,由于多年开采,开挖面积与日扩增,深度也随之不断加深,最终形成了深80多米,直径280米的深坑,使其与周围的绿水青山如一个“城市疮疤”般格格不入。而地表裸露、地下渗水严重等地质环境问题也引发了一系列的重大安全事故。

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注:图来源于网络

Ø生态修复措施要点

开采边坡治理——植被恢复——水资源修复

Ø修复方案

设计师以“融入自然”的设计理念,依托原有矿山地貌特征,沿着悬崖峭壁建设酒店客房。首先,基于精密的勘测计算,建立三维立体模空间模型模拟其S形主体建筑与弯曲的崖壁和高低起伏坑底的贴合;其次,利用19m高梯田式大体积回填混凝土施工技术实现建筑坑底加固,结合三维激光扫描技术、基于三维激光扫描的BIM模型以及三维协同设计方法共同完成主体结构的建设;最后,在整个工程建设过程中,引入人工瀑布、步行景观栈道、蹦极、攀岩、索道以及主题乐园等娱乐设施,完成了这项具有丰富商业气息的矿山生态修复工程。

Ø修复和整治亮点

其一,针对长三角地区严重的地下渗水,设计团队基于对上海历史水文资料的研究,安装一部抽水泵确保每日湖中水位变化不超过500毫米的安全区间,完美解决深坑中积水问题。其二,充分利用BIM、ANSYS等软件进行数据分析、方案优化、空间模拟,为后期施工的落地实施奠定扎实的理论基础。

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修复后深坑酒店效果图

注:图来源于网络

3.4上海辰山植物园矿坑花园

Ø主要生态环境问题

矿坑花园位于上海辰山植物园西北角,原系辰山采石矿遗迹,山体表面平整、无层次且风化,表层植被剥离、地形发生巨变、水土流失等问题引发严重的景观破坏和生境破碎化,且废弃采石场造成的山体滑坡、泥石流等地质灾害也存在着较严重的安全隐患。

Ø生态修复措施要点

植物修复——开采边坡治理

Ø修复方案

矿坑花园以中国古代“桃花源”隐逸思想为设计理念,借用“加减法”的景观策略应对矿坑的特殊地形基础。一方面,通过“加法”以地形重塑和增加植被的修复手法构建新的生物群落,在矿坑内形成稳定的生态系统;另一方面,通过减法策略,尊重岩壁景观现状,使其在雨水、阳光等自然条件下进行自我修复,利用锈钢板等工业元素材料结合常规包裹的方法处理台地边缘挡土墙,最终形成了具有节奏性和韵律性的景观效果。

Ø修复成效

项目实施后,修复治理面积58.5亩,实现矿坑围护避险、生态修复的整治目标。

Ø修复和整治亮点

依托现有的矿坑地质基础,突出修复式花园主题,引入瀑布、天堑、栈道、水帘洞等与自然地形密切结合的元素,尊重自然,在自然地形的基础上结合“自然修复+人工修复”的整治手段,利用现状山体的皴纹,使其具有中国山水画的形态和意境,深度刻化,深化人对自然的体悟;在现有台地基础上进行工业风锈钢包裹,实现边坡稳固,将其打造成为国内首屈一指的园艺花园。

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注:图来源于网络

结语

矿产资源作为社会经济发展的重要物质来源,其开发过程不可避免地会对土地、生态、环境产生剧烈扰动,继而引发矿山及其周边环境难以逆转的负面效应。随着我国生态文明建设的深入推进,时代呼吁生态修复方面更有作为,矿山生态修复作为生态修复的重要内容,要坚持还清旧账、不欠新账,实现对历史遗留废弃矿山、生产矿山的生态修复。作为规划设计者,如何利用自身的规划设计手段使废弃的矿山重换新生,也必将成为包括笔者在内的每一个设计者今后乃至很长一段时间需要探索的核心工作之一。

参考资料

[1]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.自然资源部.2019-12-17

[2]李道进.西部矿山开发的生态环境修复技术研究[J].资源节约与环保,2022(04):31-34.

[3]杜青松.内蒙古扎赉诺尔煤矿环境保护与生态修复研究[J].环境生态学,2020,2(07):56-60+66.

[4]蒋文翠,杨继清,彭尔瑞,王会云,孙熙宁,董恒文,李荣亮.矿山生态修复研究进展[J].矿业研究与开发,2022,42(04):127-132.

[5]他山之石——矿山生态修复进阶指南(国内篇).

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