西北地區礦山生態治理探討

何平卿

（甘肅建投生態建設集團有限公司，甘肅 蘭州 730050）

0 引言

西北地區的生態環境在人為因素和歷史原因下出現了極大破壞，生態體系變得極為脆弱。經濟發展與生態環境保護引發了激烈沖突，為發展經濟而犧牲了生態環境。近年來，隨著生態環境破壞而產生了一系列環境污染、物種滅絕、耕地退化等問題，因為發展經濟而破壞的生態環境開始制約經濟發展。

西北地區的資源開發遺留了很多歷史問題，形成了大量的廢棄礦山，對生態環境的恢復造成了很大的影響。對西北地區礦山進行生態治理，要從西北地區生態環境的特點出發，研究制定一套可行的礦山生態治理方法。

1 西北地區生態環境特點

長期以來，西北地區由于氣候變遷和人類活動影響，形成了復雜的地貌條件，包括高寒荒漠、高山冰川、凍土凍原、高原戈壁、荒漠草原、河岸綠洲、農牧交錯帶等。這使得西北地區生態系統極為脆弱，被劃為生態脆弱區[1]。西北的典型生態如圖1所示。

圖1 西北典型生態

西北地區生態環境脆弱，但是面積約為300多萬平方公里，間接影響全國的生態環境。西北地區脆弱的生態環境有以下特點[2]。

1.1 水資源匱乏，水土流失嚴重

多年以來，西北地區水資源匱乏，氣候干旱，降水量少，蒸發量大，年平均水資源量僅占全國的5.84%，遠低于全國平均水平，常年處于極度缺水狀態。此外，由于西北地區植被覆蓋率極低，地表難以儲存水分，存在嚴重的水土流失現象，西北地區的資源開采活動更加劇了水土流失的速度。

1.2 荒漠化嚴重

西北地區存在大面積沙漠。由于氣候干旱、常年缺水以及對樹木植被的砍伐破壞，造成西北地區荒漠化嚴重。雖然近年來在防沙治沙上投入了大量的人力物力，但是荒漠化治理是一個漫長的過程，治理后的土地生態系統也非常脆弱，如果維護不及時、不到位，植被極易被破壞，再次出現土地沙化。

1.3 高原生態區廣闊

我國西高東低的地理條件造成西北地區大部海拔較高，屬高原生態體系，其特點是土地凍融作用顯著，平均氣溫低，晝夜溫差大，植物種類較單一，生長周期長，地表土壤層極薄，對外力侵擾極為敏感，一旦發生破壞很難恢復。

1.4 人口過載

西北地區地廣人稀，由于大部分土地并不適合居住，因此人口居住較集中，人口密度遠大于干旱、半干旱地區的最大人口載量，激化了人與土地的矛盾。

2 西北地區礦區環境特征

由于西北地區脆弱的生態環境，該地區的礦山存在大量的水污染、水土流失、鹽堿化、地面塌陷、滑坡危巖、泥石流、大氣污染、沙漠化等問題，主要分為三類，如表1所示。

表1 西北地區礦區地質環境問題分類

3 西北礦山生態治理措施

我國自然和氣候環境復雜多變，國內學者在大量調研基礎上進行了生態區域劃分，總體上分為東部濕潤半濕潤、西部干旱半干旱和青藏高原高寒3個生態大區，并細分為13個生態區[4-5]。

根據不同生態區的自然環境、氣候環境、地質環境、經濟環境和人文環境等特點，結合相應的礦山開采類型，將我國劃分為14個廢棄礦山生態修復區[6]，如圖2所示。

由圖2可見，西北地區主要處于黃土高原區、干旱半干旱森林草原區、干旱半干旱草原農牧區、干旱半干旱防風固沙區、青藏高原草甸農牧區。根據不同的礦山生態修復區的特征，分別提出礦山修復的措施。

圖2 廢棄礦山生態修復區[6]

1）黃土高原區。該區域廢棄礦山造成的生態環境破壞主要是形成了大量的采空區、尾礦廢棄物、滑坡泥石流、水土流失和土地沙化，針對以上情況，該區域的礦山生態治理以自然修復為主，控制開采量，避免對生態環境的劇烈擾動，對于水土流失嚴重的區域，可先平整地表，修緩坡度，輔以人工種植植物的方式進行修復。

2）干旱半干旱森林草原區。該區域廢棄礦山造成的生態環境破壞主要是地面塌陷、滑坡、崩塌和落石等，該區域多為戈壁荒漠，土壤鹽堿含量大，采用自然修復為主、人工干預為輔的治理方式，如有需要可播散草籽加快植被恢復。

3）干旱半干旱草原農牧區。該區域多為小型露天開采礦山，對于荒漠戈壁區域，應以自然恢復為主，對于農田區域，應以工程措施促進土地復墾，對于林地附近區域，應采用自然修復與工程措施相結合的方式。

4）干旱半干旱防風固沙區。該區域的特點是植被覆蓋較差，土質貧瘠，土地沙化嚴重，多為小型露天礦山，以自然恢復為主，輔以地表整理、土地平整、坡度修緩、恢復灌溉、防風固沙等手段。

5）青藏高原草甸農牧區。該地域大部分較偏遠，災害多為小型崩塌，可采用自然恢復與人工措施相結合的方式。

4 黃土地區礦山生態治理

黃土地層廣泛分布于西北地區，是西北地區最有特點、面積最大的地質體。黃土具有松散性、直立性、濕陷性、各向異性等特征，礦山的開采對黃土地區的生態平衡造成了極大影響，引發了水土流失、土壤污染、滑坡、泥石流、地面沉陷等問題。針對黃土地區的特點，提出適合該地區的礦山生態治理技術流程如圖3所示。

圖3 礦山生態治理技術流程

土地平整的工藝流程為測量放樣→清除地面障礙物→土石方挖填→平整場地→標高復核→驗收。要求填土前先清除淤泥、雜物；超過5m邊坡的填方或挖方需修理成臺階狀；需填方的區域進行分層壓實，每層厚度不大于1m。

土壤治理的流程為開采前期表土轉換→采礦后土壤放回→覆蓋客土→改善土壤結構。如礦山開采后覆土厚度不足，覆蓋客土時要對客土進行改良，增加營養物質；如礦區土壤酸堿不平衡或孔隙度過低，須采取深耕、添加農家肥的措施，拌和生石灰，調節酸堿度。

植草綠化的工藝流程為施工準備→修整清理→覆蓋營養土→鋪種草皮→養護管理。要求坡面覆蓋適于植被生長的土壤，厚度宜50cm；草皮鋪設從坡腳向坡頂進行；草籽播種前做好催芽處理，播種時要澆水浸濕土地。

地質災害防護及水土流失治理的流程為修建排水溝→修建護坡→林帶草帶恢復。要求排水溝每隔10m須設置伸縮縫；水溝兩側須分層夯實；護坡形式的選擇須根據坡度、地質情況綜合考慮；草帶林帶可結合掛網和格構梁種植。

考慮到礦山生態治理效果很難進行人工觀測，為了解礦山生態修復效果，預防二次災害發生，積累相關數據，應將地下水水質監測、高邊坡位移監測等內容納入治理方案。

5 結語

西北地區地質條件和氣候條件復雜，生態系統脆弱，作為資源密集型地區，大量的礦山開采對生態環境帶來了嚴重破壞。在礦山生態治理過程中，需結合當地生態環境條件和地域特征，選取經濟可行、科學合理的治理方法，最大限度減少對原始生態環境的影響。