废弃矿山生态修复工程是一个复杂的系统工程,涉及多个环节和技术手段。根据项目区矿山生态现状问题,科学部署地质安全隐患消除、地形地貌重塑、土壤结构重塑、地表植被恢复等生态修复措施。施工工艺的精细化程度直接影响修复成效的可持续性,如何推动工艺从“粗放式”向“精准化”升级,避免后期返工和资源浪费,是提升废弃矿山生态修复质量的关键。近年来,通过参与部分矿山生态修复工程,尝试总结了未受污染矿山废弃场地的生态修复施工步骤,形成了一套初步的流程框架(共十个步骤)。但由于不同矿区地质条件、气候环境及生态目标的差异,该总结可能仍存在不足,恳请同行专家批评指正,以便进一步完善。
• 第一步 资料收集及现场勘查
要认真分析项目区治理设计书,理解修复工程的理念和思路,明确项目区的主要治理对象、措施、治理区范围。工程开始之前,施工单位需要对现场开展全面的踏勘和数据收集。详细了解修复区的地形地貌、土壤质量、植被种类及分布、水文、地质条件及施工交通等条件。掌握现场施工环境,编制施工组织设计。
• 第二步 进场前的准备及开工
要做好进场前的准备,从施工机械、人员、安全措施等方面做好准备,对项目的基本情况进行公告,项目负责人组织召开安全施工会议,向监理单位申请开工,由监理单位组织设计单位、项目施工单位有关人员召开技术交底会议。梳理施工所需要的资料及施工过程中所需要的各类表格,严禁事后填写表格,应现场完成各种记录。
施工单位在接到开工命令后,首先要与当地村民委员会取的联系,说明项目的来源及性质,争取他们的支持配合。按施工组织设计开展施工,各岗位人员要全部到位(这里特别要注意的是特殊岗位要有上岗证,指定安全员、资料员),要在现场根据施工设计图放线,开展治理区的地形无人机航拍,并建立三维模型,以便后期核实工程量,并对周围情况进行调查了解,在施工图外围是否还有损毁区域没有纳入,以免影响修复效果,要及时报告监理单位,进行适应性优化调整。现场施工要做好日志的记录并做好治理前中后影像记录,留存分部分项、重点环节、关键部位、隐蔽工程等过程的影像资料并对影像资料进行记录说明。
施工日志从四个方面记录,要做到及时、准确、完整,尽量用简洁明了的语言记录,以便日后查阅和分析施工过程中的各项情况。记录日期、星期、天气状况,施工地点、施工队伍、施工内容及完成情况、机械设备、人员等。
• 第三步 表土收集
对修复区可利用的废弃土进行收集,施工需削挖的区域开展表土剥离,作为后续覆土来源,尽可能不新设取土场。收集所得的表土就近堆放在生态修复单元附近背风区域,并对表土堆上部苫盖土工布,防止风蚀、水蚀作用。收集所得表土粒径需≤20mm,土壤质地应为砂土至砂质粘土。通过取样分析,评估土壤质量、植被恢复潜力等关键信息,为后续的修复工作提供科学依据。
• 第四步 土石方工程施工
施工单位必须按照设计和施工组织设计以及相关技术规范、行业标准、招标文件、合同、进度计划以及项目设计书要求,进行安全施工。施工过程中出现技术或其他问题,要及时打报告与监理单位沟通,能够解决的当场解决,不能解决的监理单位要及时与管理部门取得联系,根据具体问题采取处置措施。
一、地质环境隐患防治
废弃矿山一般存在的地质灾害主要有泥石流隐患、崩塌、滑坡、地面塌陷等,露天矿山地质灾害防治以边坡治理任务最重,井工矿的地质灾害主要是地表塌陷的治理,按照设计及相关技术标准开展治理,施工中要注意安全。主要工程包括回填、削坡、清理危岩、拦挡工程、清淤及疏导工程、防护网等。
二、地形地貌重塑
1、回填工程
对于“凹陷式”开采形成的露天采场,若周边回填物源方量足够,则利用废渣进行全部回填,使回填后的采场基本恢复至原有地形地貌。机械推荐使用挖掘机、推土机、自卸汽车等。
回填时,先将粒径较大的物质垫于坑底,中等粒径的物质垫于大颗粒上部,砂土质覆盖于顶部,并进行整平。回填工程机械推荐使用挖掘机、装载机、推土机、自卸汽车等;运距按实际距离计算
2、垫坡工程
露天采场边坡坡高、坡陡,植被立地条件差、保水保肥能力差,生态修复难度大,若露天采场周边缺少回填物源,则对区内露天采场利用废渣进行垫坡。通过垫坡,使高陡边坡与采场底部自然衔接,使其与周边地形地貌相协调。
废渣清理工程量较多,且采场底部空间足够,底部可回填一定高度,垫坡区域边坡角度根据设计恢复地类,合理设置。垫坡时需自下而上分层垫坡,先将粒径较大的物质垫于底部,中等粒径的物质垫于大颗粒上部,砂土质覆盖于顶部,并进行整平。垫坡时需自下而上进行反复碾压。
3、清理(清运)工程
清运工程主要工序是装→运→卸→空回,合理使用机械,做好土石方调用计划,在运输过程中应注意苫盖篷布和抑尘,以防对周边环境造成尘土污染。
4、整平工程
对修复治理场地进行整平工程,要求整平后的场地地表地形起伏一般不大于±5°。机械推荐使用挖掘机和推土机联合作业。特别要注意与周边地形更好地街接。
5、边坡修整工程
对生态修复区内露天采场及渣堆边坡坡度满足植被恢复条件,不需要削坡降坡,而表面凹凸不平、形状不规则的边坡进行修整,修整后坡面形状规则,边坡角尽可能小,与周边地形相协调,坡面轮廓规则、起伏流畅、自然平缓。
对于湿地或河流岸坡修整前要控制好岸边线位置,对边坡进行整理,严格按照设计边坡坡度、边坡高度施工,护坡可采用块石护坡、生态砖、生态混凝土护坡、生态袋、植物护坡、
土石工程完成后,施工单位向监理申请阶段性验收,主要对完成的地形整形工程是否满足设计要求开展验收,监理单位验收合格后,方可进行下一道工序。
• 第五步 开展重构土壤工程
土壤是植被生长的基础,因此土壤修复是复绿工程的关键环节。在土壤重构方面要考虑最终通过机械翻耕、覆土、施肥等方式重塑土壤结构,改善其通气性和水分保持能力。检测土壤pH值、养分含量等,确保修复效果。还可以采用生物修复等技术,添加有机质和微生物制剂,提高土壤肥力。
一、覆土工程
根据各生态修复区实际情况合理部署覆土工程。地形地貌重塑工程验收后,对指定区域进行覆土,生态修复区覆土厚度一般为0.3-0.5m;覆土土源尽可能收集利用修复区内的废土做为土源。要注意回覆的土壤要进行取样分析,取样点数依据规范执行。对于不符合地类土壤条件的要进行土壤改良。
二、土壤改良
在矿山生态修复土壤改良中,一是正确选择和使用土壤改良剂,可以提高土壤肥力,改善土壤结构,提高修复土地的生产水平。二是施撒有机肥,施撒有机肥后,需要进行翻耕,以保证有机肥跟土壤充分接触;翻耕机械推荐使用拖拉机、三铧犁。三是微生物工程可以有效调动土壤活性,促使土壤养分快速分解,提高土壤有机物含量,同时一些微生物还可以分解污染物及垃圾,有效减少污染问题。土壤中微生物在提高土壤肥力、改善土壤结构方面起着重要作用。四是可以采取水利措施、耕作措施、替换肥沃土、以水排盐等。
• 第六步 开展水土流失防治工程
为防止水土流失,我们在坡度较大的区域设置挡土墙和截排水工程,减少水土流失。同时,通过种植覆盖植物增强土壤的稳定性。
在生态修复区遇有较窄河床地段,且季节性降水量较大的地区,两侧边坡修复为了防止水土流失,在回填、垫坡区域坡脚可设置格宾石笼护坡。为防止雨水冲刷,在治理后的坡面纵向布置排水沟、横向布置截水沟,将水流引离边坡。排水沟与截水沟呈喇叭口相接。排水沟、截水沟截面采用倒梯形。
为防止水土流失,修复区在平台外围0.5m可设置土质挡水围堰,注意围堰底宽、顶宽、高、截面为等腰梯形。在平坦区域、集中堆放区域及部分回填后的平台顶部修筑“田”字土垄,可以形成一定的封闭区域,有效减少地表径流,减少水土流失现象。
在水土流失严重区,可布设沙柳沙障,防风固沙,防止雨水冲刷边坡,按照坡面进行放线,网格状还需沿垂直等高线方向进行放线,组成完整闭合的方格。并在坡面上挂线或石灰打线放出行列式方格网,方格网与坡脚线成45度角。沙柳沙障布置为网格形式,网格规格一般为1m×1m。施工时选用50cm长的沙柳枝条,柳条小头直径≥1cm,垂直插入,深30cm,地上部分露出20cm。
• 第七步 开展植被恢复工程
根据矿山区域的生态环境特点,选择适应性强、根系发达的本土植物进行种植。灌木和草本植物相结合,形成稳定的生态群落。采用小区块种植与播种相结合的方式,确保植被的多样性。定期进行浇水、施肥和病虫害防治,确保植被健康生长。定期调查植物种类及数量,评估生态恢复效果,复垦区域植被覆盖度至少要达到周围植被的覆盖水平。
一、草地植被恢复
草籽在春季或夏季播种。采用条播方式进行播种,坡面播种时要求横向沿等高线人工开沟播种。同时,可以设置一些植被恢复辅助工程,如防止土壤侵蚀毯垫、上部铺设草帘子。也可采用人工穴点种法。
二、乔灌木种植
根据当地气候特点和实践经验确定最佳造林期,乔灌木都是直立性的,木本植物栽培坑挖掘的深度取决于乔木的种植深度,在进行乔灌木栽植施工之前,需要对树苗进行处理。将处理好的乔木树苗放入栽培坑中,用土壤填补孔洞,轻轻踩实,为了稳定乔木的生长,通常需要在种植时加固支撑。, 种植后要及时浇水,保持土壤湿润。约每7-10天补水一次,每次浇水量要充足。
三、其他辅助工程
主要有边坡喷播、植生网和植生毯垫、植生袋
• 第八步 开展养护工程
一、浇水工程
仅针对生态修复范围内,原受损区域(即部署工程措施区域)实施养护工程。播种草籽后,对条播草地区域应在2-3月内进行灌溉浇水,浇水应根据当地气候条件,适时浇水。采用滴灌、微喷灌、渗灌。
二、边坡防护
三、监测与评估
在修复工程实施过程中和完成后,定期对修复效果进行监测。监测内容包括土壤质量、植被生长情况、水土流失状况、生物多样性等;根据监测数据,对修复效果进行评估,判断是否达到预期目标。监测方法要规范,数据要真实可靠;评估要客观公正,及时发现问题并调整修复措施。
四、其他工程:设置网围栏,标志牌
• 第九步 项目验收
工程完工后,施工单位工进行施工总结,进行竣工测量,完成竣工图和工程量的测算,整理完整的全套资料。修复工程完成后,生态成效评估是验收的重要环节之一。我们将对修复区域的地质安全隐患消除、水土流失、生物多样性、土壤质量、水质等指标进行全面评估,确保生态修复工程取得了显著的生态效益。同时,我们还将对修复工程的经济效益进行分析,确保实现了经济效益和生态效益的双赢。
建设单位要对项目进行系统总结,总结报告项目要从以下几方面进行总结,一是基本情况要说明项目需要解决的矿山生态问题,工程范围,规模、资金投入和使用情况。二是项目实施情况方面说明项目的工程内容、数量和质量完成情况,工程变更、调整情况。三是项目实施前存在的矿山地质环境问题,以及项目实施后矿山地质环境隐患消除情况、地形地貌景观协调性,以及水体状况。四是土地复垦利用情况方面说明项目实施前土地资源损毁情况,项目实施后土地利用类型、面积、质量变化等情况,存量采矿用地复垦修复为耕地等农用地的面积、质量等情况。五是生态系统功能恢复情况方面说明项目实施后植被恢复的面积、覆盖度、成活率,说明生物多样性、水土保持、水源涵养和碳汇功能改善提升情况。五是绩效目标完成情况等。六是后期管护、监测落实情况。
• 第十部 后期维护
对修复后的生态系统进行持续的维护管理,包括植被的抚育、病虫害防治、基础设施的维护等;建立长期的生态监测机制,跟踪生态系统的演替和变化。
后期维护要持续进行,确保修复成果的稳定性和可持续性;及时处理出现的问题,保障生态系统的健康发展。