该模式适用于陡坡排土场。
2.3.1、试验地点
试验地点为迁安市马兰庄铁矿排土场,面积38.4 hm2 ,废石场顶部为通往干选场的6-8m宽的土道,废石场高20-80m,坡度38-40°,坡面局部有1.0m宽的台阶,台阶高度10-15m,废石场外沿有3.0m宽1.5m高的挡土埂。废石场外围大部分为耕地,部分地段坡脚外有高压线塔架,治理工程安排受到限制。土壤侵蚀以重力、水蚀为主。
2.3.2、恢复治理措施及技术要点
(1) 生态重建的工程措施。在坡脚外侧5-6m处开挖挡土墙和排水渠基础,基础长950m,宽5.5m,深1.2m,开挖土石方约7600m3,挡土墙外侧砌筑排水渠,排水渠长1330m;对废石场边坡进行削坡和错台处理,形成+135m,+155m,+175m三个不同标高的台面,废石场边坡坡比1:1.3,台面宽度2.0m,在废石场+135m标高以下边坡上砌筑十字形网格状浆砌石护坡;在废石场边坡上每隔200m修建一道排水急流槽,急流槽长度620m;在规划平整后的废石场台面和边坡上铺覆0.5m厚的山皮土,在台面外缘筑挡水埂,挡水埂断面为梯形,底宽1.0m,顶宽0.5m,高0.5m,台面略向内倾,在顶面外沿设车挡,车挡断面为梯形,底宽3.0m,顶宽1.0m,高1.5m,车挡内部可用废石堆筑,外部铺覆黄土。
(2)、生态重建的生物措施。排土场平台的植物配置为油松×沙棘混交林;排土场坡面的植物配置为火炬树×沙棘混交林;坡脚种植爬山虎、地棉类攀援植物,株行距0.6m。为了增强绿化效果、培肥土壤,移栽时撒播草籽在废石场的边坡和台面上,以达到乔、灌、草结合绿化。
2.4、水土保持林、草生态护坡模式
该模式适用于尾矿库的坝面。
2.1.1、试验地点
试验地点位于唐山市遵化市兴旺寨乡野瓠山村石人沟铁矿,石人沟铁矿尾矿库利用山谷围成,尾矿库坝分为多级,边坡及平台面积约30 hm2 ,土壤侵蚀以风蚀、水蚀为主。
2.4.2、恢复治理措施及技术要点
充分利用坝体平台与坡面相间布置的特点,在坝体平台和坡面上覆土,覆土厚度为0.3~0.5m,在坡面上栽植沙棘,株行距为1.0m×1.0m,呈梅花状布置,在平台上栽植紫穗槐,株行距为1.0m×1.0m,栽植深度不小于0.3m。在栽植时为了提高成活率,可用生根粉、保水剂等抗旱造林新技术。同时在沙棘和紫穗槐的空隙间混播多年生豆科、禾本科牧草,以快速提高坝面的植被覆盖度,减少坝面的水土流失。
2.5、发展生态农业重建模式[7]
该模式适用于土源充足地区的尾矿库库面。
2.5.1、试验地点
试验地点为迁安市夏官营境内的包官营铁矿尾矿库,该尾矿库的面积为13.3 hm2 ,尾矿颗粒细小,结构单一,且养分含量低。该地区土壤类型以褐性土、中层淋溶褐性土为主,土壤含黏土较多,可以形成保水层。
2.5.2、恢复治理措施及技术要点
该尾矿库的复垦工艺流程为: 种植 整平 垫山皮土 干燥 填沟谷 排放尾矿 根据该地区土壤含黏土较多,可行成保水层的特点,选择水稻为主要的农作物。
2.6、石埂梯田全覆土果、药间作生态重建模式
该模式适用于缓坡排土场。
2.6.1、试验地点
试验地点为遵化兴旺寨乡王爷陵铁矿排土场,面积11.7 hm2 ,坡度8-10°,坡长800~1000m,该矿属变质岩类鞍山式磁铁石英岩,出露地表只要为变质岩类混合岩,山地风化壳较厚,土壤类型主要为淋溶褐土,土壤养分属中等偏下。该排土场的土壤侵蚀以水蚀、风蚀为主。
2.6.2、恢复治理措施及技术要点
根据排土场坡缓、坡长的特点,采取沿等高线修筑石埂梯田缩短坡长的工程防护措施。在坡面上挑选较大的石块修筑梯田石埂,对细小石块进行平整、压实,然后在田面上自上而下覆土,覆土厚度为0.8m。梯田宽度因地形而异,平均为10~20m,石埂高为2m,内外边坡比分别为1:0.5和1:1。植被恢复采用核桃和板蓝根间作的方式,核桃的株行距为2m×4m。
2.7、风沙防护林生态重建模式
该模式适用于尾矿库库面。
2.7.1、试验地点
试验地点为迁安市夏官营境内的棒磨山铁矿尾矿库和马兰庄境内的马兰庄铁矿尾矿库,其中磨盘山铁矿尾矿库的面积为129.5 hm2 ,马兰庄铁矿尾矿的面积为24.7 hm2 ,区内原地表植被均被破坏,全部为裸露的尾矿砂,尾矿砂颗粒细小,结构单一,且养分含量低。土壤侵蚀以风蚀、水蚀为主。
2.7.2、恢复治理措施及技术要点
对棒磨山铁矿尾矿库的恢复治理措施为:在尾矿库库面上覆土0.2~0.3m,植被恢复取沙棘和紫穗槐带状混交的方式,株行距为1m×1m;对马兰庄铁矿尾矿库的治理措施为:不覆土直接栽植沙棘,株行距为0.5m×0.5m。
2.8、高陡岩质边坡植被重建模式
该模式适用于坡度大于50°、岩体裸露且稳定的开采面。
2.8.1、试验地点
试验地点为迁安市蔡园镇灵山铁矿采场,采场和矿业活动影响范围面积27.4 hm2 ,目前露天采场周长约1.5km,采场已从+220m开采到目前的+130m,边坡角度65º左右。土壤侵蚀以重力、水蚀为主。
2.8.2、恢复治理措施及要点
采用岩质边坡植生基材生态防护技术进行基质处理。植物品种的选择主要以无芒雀麦、沙打旺、荆条、紫穗槐、胡枝子等为主。在阴坡或极陡的裸岩部位,采用容器育苗方法或采用局部的爆破造林,植物品种选择喜阴的灌木。
3、综合效应分析
开展采矿迹地生态重建可以改善矿山的生态环境、增加矿区生物多样性、增加森林覆盖率、减少水土流失、改善当地的小气候环境等;可以为部分当地农民重新开拓生产和生活门路,缓和矿山企业与农民的矛盾;可以增加当地农民的收入,提高人民的生活质量,若唐山市的土地复垦率由15%增加到25%,将增加土地3200 hm2 ,按30%为耕地计算,将新增耕地960 hm2 ,预计年可产粮食720万公斤,可解决9000人的口粮问题。开展采矿迹地生态重建可以为矿山及区域生态可持续发展创造条件,是生态市以及新农村建设的重要组成部分。开展采矿迹地生态重建可以实现环境效益、社会效益与经济效益的统一,做到生态平衡、经济有效和社会可行。
4、结语
通过对唐山地区采矿迹地生态破坏现状进行全面详实的调查,获取了大量关于采矿迹地生态环境破坏的资料,建立了8种采矿迹地生态重建模式,取得了显著的环境效益、社会效益和经济效益。此项研究为唐山地区采矿迹地生态重建提供了切实可行的有效途径,为其生态重建提供了样板,同时对于类似的采矿迹地生态重建具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1] 张燕,景双柱,张云.长冶地区矿区生态环境的修复J.山西能源与节能,2005,(4):45-47