矿山修复
添加日期:2020-08-09 11:37
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  矿山修复即对矿业废弃地污染进行修复,实现对土地资源的再次利用。矿山开采过程中会产生大量非经治理而无法使用的土地,又称矿业废弃地,废弃地存在因生产导致的各种污染。

  矿山废弃地是指在采矿或采石过程中所破坏的未经一定处理而无法使用的土地。

  矿业废弃地多以重金属污染和矿山酸性排水污染为主,治理内容以生态修复和污染治理为主。矿山污染修复受地形地貌、气候特征、水文条件、土壤物理化学生物特征、表土条件、潜在污染等因素的制约,因此,修复技术和实施方案的选择需要考虑各因素的影响。

  位于黄山市新安江南岸九龙山嘴本是一座废弃的矿山,原是一处地质灾害点,总面积约13206.6平方米。黄山煤矿资源丰富,九龙山嘴大量的煤矸石山和采石弃渣由于无人管理,天长地久经风水日晒雨淋,风化形成了沙土。这些沙土一经风吹便扬尘肆起,极大降低了附近城市的空气质量,给人们的身体健康带来了很大的隐患,还造成了极为严重的生态环境问题。这些随意堆放的废弃矿山矿石为泥石流、山体滑坡以及山洪的爆发提供了大量的物质条件,给人们的生命和财产安全都造成了的隐患。不仅如此,废弃的矿山形貌惨淡,又地处新安江畔,影响了此处的景观效果,给旅游业的发展也带来了不利的影响。伤痕累累的山体与周围的绿水青山形成了巨大的反差,显得很不协调。

  随着黄山经济的发展,九龙山成了游客游览新安江的高潮部分,从边远的郊区摇身一变成为了城区的重要地段。经过整治后的九龙山山体滑坡得到了控制,但这样一座伤痕累累的废弃矿山仍然是新安江南岸的一块“伤疤”,修复山体迫在眉睫。新南江延伸段项目指挥为了迎合黄山旅游,让游客可以夜游新安江,提出再此打造一处摩崖石刻景观的方案。石刻怎么刻?景观怎么造?最终这个任务交给了深圳市山月园园艺有限公司(苏氏山水)。承接了该项目后,深圳市山月园园艺有限公司的设计团队立即着手设计方案、整理头绪、分析甲方的要求、搜集背景资料,最后总设计师苏克非先生决定因地制宜,在此营造一幅“源远流长”的山水画意境。

  因已有三大块面、四个段层,有立面、有坡面、有平地面,故没有对原有地形地貌做很大的改变。将生态修复与文化背景相融合,并通过艺术手段表现出来是苏氏山水进行矿山修复的独特之处。整个设计遵循了施法自然、因地制宜的原则,着重通过山体修复、水体修复以及艺术手段来打造山的肌理。

  整个山体的修复特点是根据九龙山山体构造、石质色彩打造肌理,还原自然又超越自然,达到“虽由人作,宛自天开”的绝妙效果。为了让山体重现生机勃勃的特点,提高植被的覆盖率,苏氏山水创作团队精心移植九龙山的原生态野生植物,充分利用有利条件来栽植乔木以求得更为自然的效果,减少人工痕迹。选取植物适应当地气候特点,耐干旱贫瘠、生命力强、根系发达能够固持水土、涵养水源,以达到长久保持并产生近自然的修复效果。

  这个项目的一个独特之处在于将水体修复中的生态修复与艺术手段相融合。为了避免废渣堆积体受到雨水冲刷而导致大量水土流失,团队首先对废渣堆积体区域进行了排水设计,理顺水系。为了使径流不直接冲刷坡面,在此建立了合理的截水沟和排水沟,避免地面径流直接冲刷废渣堆积体。不仅如此,为了使整个项目的外观迎合旅游特色,还在此设置了流水瀑布,使最后出来的作品达到了生态修复和艺术融为一体的绝妙效果。

  瀑布的灵感来源于李白诗“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”,犹如一条条白练挂于山间。岩石高低起伏,水流跌宕,激起千层浪花,场面蔚为壮观,此为主景瀑布。万流直下,倾泻而出,此为配景瀑布。若主景瀑布是独唱,那么配景瀑布便是和鸣,这一唱一和就像一场绝妙的交响乐,演奏出扣人心弦的自然乐曲。

  在整个矿山修复工程中,最大的亮点是在此处设计了摩崖石刻。摩崖石刻是整个景观的高潮部分,让工程不仅具有生态性,同时还具备了艺术性。摩崖石刻暗合了新安画家与新安山水的关系,周围有多处景点作为铺垫。万丈绝壁在小灌木丛中拔地而起,气势之雄浑另人不暇喘息,绝壁之上摩崖石刻书朱熹手迹“新安大好山水”六个大字,加上特殊的灯光设计,晚上的“新安大好山水”摩崖石刻更是美得如梦如幻。

  工程竣工后呈现出的是依山傍水的自然之美、音乐节奏的韵律之美以及自然和人文融合的和谐之美。设计的巧妙之处在于把修复工程与当地场景和文化巧妙地融为一体,赋予了山水以文化气息,增添了生态的内涵。作品完美地再现了黄山优美的自然风光,不仅让废弃的矿山重现生机,又用众多摩崖石刻、亭台楼阁以及布局取材于古典诗词的意境渲染浓厚的人文色彩,将徽文化与自然山水融为一体,起到了画龙点睛的作用。

  矿山活动,尤其是露天开采,严重破坏了山坡土体结构,加上大型采矿设备的重压导致地面塌陷,土壤裂隙产生。而土壤中的营养元素也随着裂隙、地表径流流入采空区或洼地,造成许多地方土壤养分短缺,土壤承载力下降,造成土地贫瘠、植被破坏,最终导致矿区大面积人工裸地的形成,使水土更易移动,水土流失加剧。矿山固体废渣经雨水冲刷、淋溶,极易将其中的有毒有害成分渗入土壤中,造成土壤的酸碱污染(主要是强酸性污染)、有机毒物污染与重金属污染。而且由于地下采空,影响了山体、斜坡的稳定性,从而导致地面塌陷、开裂、崩塌和滑坡频繁发生,泥石流发生的概率增大。

  矿区塌陷、裂缝与矿井疏干排水,使矿山开采地段的储水构造发生变化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面积的疏干漏斗;地表径流的变更,使水源枯竭,水利设施丧失原有功能,直接影响农作物耕种。同时,矿山开采过程中产生的矿坑水、废石淋滤水等,一般较少达到工业废水排放标准,严重影响水生生物的生存繁衍与人畜生活饮用。

  矿山在生产过程中,产生大量的粉尘和有毒有害气体,特别是在露天煤矿中产生的粉尘、煤矸石的氧化和自燃中放出的大量有毒气体会在干燥气候与大风作用下产生矿尘暴,不仅污染矿区大气,破坏作业环境,损害工人身体健康,而且由于风的流动,也是矿区周围和全球大气的污染源之一。

  植被清除、土壤退化与污染、水土流失、水资源的缺失与污染,对矿区生物多样性的维持都是致命打击,严重威胁了动植物生存,从而对生物多样性造成损害。矿山生态修复的限制矿山生态修复制约因素很多,如地形地貌、气候特征、水文条件、土壤物理化学生物特征、表土条件、潜在污染等。其中露天采场、废石场、尾矿库生态修复的主要制约因素是地形地貌、潜在污染物等;塌陷地生态修复的制约因素主要是塌陷地的范围和程度;受污染的地表水治理相对简单,现行的污水处理方法即可解决,但地下水的制约条件较多,情况也比较复杂;受污染土地生态修复更为复杂,矿山污染土地主要受重金属污染,而重金属的修复是一个漫长的过程,也是一个世界性难题,一般生态修复率不会很高。所以对矿山进行生态修复需要综合考虑各方面的因素,是结合当地水文、地理、气候条件来进行的一项复杂工程。

  边坡治理主要工作就是要稳定边坡。该过程的任务是清除危石、降坡削坡,将未形成台阶的悬崖尽量构成水平台阶,把边坡的坡度降到安全角度以下,以消除崩塌隐患。之后就要对已经处理的边坡进行复绿,使其进一步保持稳定。

  对占用大量土地的尾矿进行二次开发,加大尾矿的综合利用率;开发用量大、投资少、有销路的尾矿以实现规模经营和多品种开发的资源化、商品化使其变废为宝,真正成为经济商品中的一部分。还要对尾矿坝中的废水进行处理以达到国家标准,实现浮选废水适度净化后全部回用和零排放。对于未处理的采空区、废旧巷道和硐室的矿山,利用井下采空区排放尾矿是一种处置尾矿行之有效的办法。

  矿山开采造成生态破坏的关键是土地退化,也就是土壤因子的改变,即废弃地土壤理化性质变坏、养分丢失及土壤中有毒有害物质的增加。因此,土壤改良是矿山废弃地生态恢复最重要的环节之一。可以采取的措施包括:(1)异地取土措施:在不破坏异地土壤的前提下,取适量土壤,移至矿山受损严重的部位,在土壤上种植植物,通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用对受损土壤进行修复。(2)废弃地改造措施进行表土改造之前,设法灌注泥浆,使其包裹废渣,然后再铺一层粘土压实,造成一个人工隔水层,减少地面水下渗,防止废渣中剧毒元素的释放。(3)土壤增肥改良措施:添加有效物质,使土壤的物理化学性质得到改良,从而缩短植被演替过程,加快矿山废弃地的生态重建。

  重金属耐性植物不仅能耐重金属毒性,还可以适应废弃地的极端贫瘠、土壤结构不良等恶劣环境,部分耐性植物还能富集高浓度的重金属,因而被广泛地用于重金属污染土地的修复。考虑到引种可能会带来的生态问题,且乡土植物对当地气候条件的适应性,立足本地筛选重金属耐性植物十分必要。

  矿山开采中对水的损害分别表现在对地表水和地下水的影响。地表水、地下水的污染可以通过构筑人工湿地,通过耐受植物、微生物的作用对污染物进行去除。还有一方面就是由于过度采水造成的地表水缺乏、地下水水位下降,这就需要通过适当引水,缓解水缺乏压力,构建蓄水系统逐步解决这一问题。

  矿山废弃地的生态恢复,只是土壤、植被的恢复是不够的,还需要恢复废弃地的微生物群落。完善生态系统的功能,才能使恢复后的废弃地生态系统得以自然维持。微生物群落的恢复不仅要恢复该地区原有的群落,还要接种其他微生物,以除去或减少污染物。微生物的接种可考虑以下两种:一是抗污染的菌种,这些细菌有的能把污染物质作为自己的营养物质,把污染物质分解成无污染物质,或者是把高毒物质转化为低毒物质;二是利于植物吸收营养物质的微生物,有些微生物不但能在高污染条件下生存,而且能为植物的生长提供营养物质,比如说固氮、固磷,改善微环境。我国矿山的生态环境破坏比较复杂,要从根本上遏制矿山生态环境进一步恶化,就需要根据我国生态环境建设的实际情况,建立各方面参加的多渠道投入机制,才能推动矿山生态环境恢复治理的开展,防止增加新的污染和破坏,逐步恢复矿山生态环境的良好状态。

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