长江干支流历史遗留矿山生态修复模式及存在问题分析
——以四川省为例

魏 鹏 王大国 刘 云 余 晨 李 甜

(1.四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院,四川 成都 610081;2.西南石油大学土木工程与测绘学院,四川 成都 610500;3.四川省国土科技研究院(四川省卫星应用技术中心),四川 成都 610074;4.四川国大锦地工程技术咨询有限公司,四川 绵阳 621000)

为推进国家生态文明建设,自然资源部出台了《长江经济带废弃露天矿山生态修复工作方案》(自然资办发[2019]33号),明确开展长江经济带废弃露天矿山生态修复工作。四川省是青藏高原生态屏障、川滇生态屏障、长江及黄河上游生态屏障的重要组成部分,相继出台了《四川省自然资源厅关于认真做好长江干流及主要支流沿岸矿山生态修复工作的通知》(川自然资发[2019]33号)等系列文件,明确加强长江流域等重点区域废弃露天矿山生态修复工作。

中国土地复垦、生态修复法制化标志是国家《土地复垦条例》的颁布,矿山生态修复包括在建与生产矿山生态修复和历史遗留矿山生态修复。在在建与生产矿山生态修复方面,刘春雷等[1]对干旱区草原露天煤矿土地复垦技术进行了研究;胡振琪等[2]论述了煤矿区自修复、自然修复和人工修复的概念及相互关系;鞠丽萍等[3]研究了南方某离子型稀土矿山生态修复方案;胡海军等[4]回顾与展望了“两案”合并背景下在建与生产矿山土地复垦相关政策;卞正富等[5]探讨了在建与生产矿山矿区土地修复中的几个基本问题;余晨等[6]完善了露天采场适宜性评价指标体系,并用FAHP-Entropy赋权法对露天采场复垦方向进行了评价;李甜等[7]总结了在建与生产矿山土地复垦方案编制存在的问题及要点。在历史遗留矿山生态修复方面,陈龙等[8]对湖北黄梅马尾山铁矿废弃地生态恢复工程进行了研究;陈敏等[9]论述了离子型稀土废弃矿山生态修复研究进展;王世虎[10]阐述了生态文明建设背景下历史遗留矿山环境问题与对策;殷亚秋等[11]基于遥感影像图,对废弃矿山地质环境问题进行了分析,并提出生态修复治理方案;张进德等[12]在分析我国区域生态特征的基础上,提出了我国废弃矿山生态修复策略。从目前研究来看,对在建与生产矿山生态修复的研究较深入,对历史遗留矿山的研究涉及较少,特别是对历史遗留矿山生态修复模式的总结及存在问题的探讨有待深入。

本研究结合国家、地方相关文件,在总结四川省已经开展的近1 000座历史遗留矿山生态修复案例的基础上,分析了长江干支流历史遗留矿山生态修复内涵,探讨了四川省长江干支流历史遗留矿山的主要生态修复模式,总结了该省长江干支流历史遗留矿山生态修复经典案例,剖析了省内长江干支流历史遗留矿山生态修复存在的主要问题,为进一步开展四川省乃至全国历史遗留矿山生态修复工作提供参考。

1 长江干支流历史遗留矿山生态修复内涵

1.1 修复对象

历史遗留矿山生态修复是国土空间生态修复的重要组成部分,其对象为陆地上的历史遗留矿山。历史遗留矿山是指现状废弃且未来不再开展采矿活动的矿山,包含计划经济时期遗留的废弃矿山、责任人灭失或难以确定的废弃矿山、因退出各类保护区或去产能政策性关闭矿山等。政策性关闭矿山必须由地方政府与矿山企业签订协议,明确由政府履行治理责任。为避免纠纷,地方政府在历史遗留矿山进行相关权属调查后,还需对认定的历史遗留矿山进行不少于30 d的公告。

1.2 修复内容

1989年国务院出台《土地复垦规定》,2009年原国土资源部出台《矿山地质环境保护规定》,2016年对矿山地质环境保护与土地复垦方案要求合并编报,2018年国务院出台机构改革方案,组建了自然资源部,矿山地质环境恢复治理、矿山土地复垦等事项被列入其下设的国土空间生态修复司职能职责范围。矿山生态修复内容由单纯意义上的土地复垦、矿山地质环境治理,逐步转变成了地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害治理,地形地貌景观恢复,土地占损恢复,地下含水层修复,生态系统功能恢复等。在历史遗留矿山生态修复方面,还要求修复后的土地要符合国土空间规划,探索利用市场化方式推进修复,鼓励社会资本参与,加强与城乡建设用地增减挂钩、工矿废弃地复垦利用等的政策、项目整合。

1.3 修复原则

历史遗留矿山生态修复须遵循当地生态系统演替规律,避免人类过多干预,按照“保障安全,突出生态,兼顾景观”的原则,优先解决历史遗留矿山地质灾害、矿山区域生态安全等重点问题,再按照“宜耕则耕、宜林则林、宜草则草、宜建则建”的原则,采取修复措施,保持矿山修复区与周边生态环境的原真性和完整性,有条件的地区可兼顾生态景观建设,提高周边人民群众的生活环境质量。

2 四川省长江干支流历史遗留矿山主要生态修复模式

四川省废弃露天矿山点多面广,多以砖瓦页岩、灰岩、砂岩等建材矿为主,其修复对象主要包括采场边坡、采场底部平台及工业广场、排土场等。

2.1 采场边坡生态修复模式

2.1.1 自然修复

自然修复因其修复成本少,对于无地质灾害隐患、无威胁对象的采场边坡,都采用自然修复模式(图1),也是四川省长江干支流历史遗留矿山边坡修复最普遍采用的修复模式,其主要工程措施是补种补植、施肥等。

图1 采场边坡自然修复模式Fig.1 Natural restoration modes of stope slope

2.1.2 人工修复

人工修复是对采场边坡消除矿山地质灾害后再进行植被重建。在四川省长江干支流历史遗留矿山修复实践中,采场边坡主要的人工修复模式见表1。

表1 四川省长江干支流历史遗留矿山采场边坡人工修复模式Table 1 Artificial restoration modes of stope slope in the historical mine of the main and tributary of the Yangtze River in Sichuan Province

图2 坡脚植被重建采场边坡人工修复技术Fig.2 Artificial restoration technique of stope slope with vegetation reconstruction at slope foot

图3 平台覆土、植被重建采场边坡人工修复技术Fig.3 Artificial restoration technique of stope slope with platform covered soil and vegetation reconstruction

图4 坡面危岩清除采场边坡人工修复技术Fig.4 Artificial restoration technique of stope slope by slope dangerous rock removal

图5 若尔盖县某采石场削坡人工修复技术Fig.5 Artificial restoration technique of cutting slope of a quarry in Ruoergai County

图6 挂网喷播、穴植修复技术Fig.6 Restoration technique of hang net spray sowing and hole planting

2.2 采场底部平台及工业广场生态修复模式

历史遗留矿山采场底部平台及工业广场经过拆除、平整后,主要生态修复方向有耕地、林地等。

2.2.1 耕 地

历史遗留矿山底部平台及工业广场周围交通条件较好,有百姓居住,按照“宜耕则耕”原则,通过拆除、平整、修建耕地配套措施,以及覆土、培肥等工程措施,优先考虑将此类区域复垦成耕地(图7、图8)。

图7 广元某砖厂采场底部平台及工业广场复垦成旱地Fig.7 Bottom platform and industrial square of a brick factory in Guangyuan were reclaimed into dry land

图8 资阳某采石场复垦成旱地Fig.8 A quarry was reclaimed into dry land in Ziyang

2.2.2 林地等其他地类

遗留矿山底部平台及工业广场周围百姓居住少,地类以林地等为主,经过平整、覆土、植被重建等工程措施,复垦成林地、草地等其他地类,如图9、图10所示。

图9 资阳某采石场复垦成林地Fig.9 Reclamation of forest land from a quarry in Ziyang

图10 绵阳某采石场复垦成林地Fig.10 Reclamation of forest land from a quarry in Mianyang

2.3 排土场

历史遗留矿山排土场通过平整,修建挡墙、截排水沟等工程措施消除地质灾害隐患后,综合考虑其坡度、污染程度等因素,复垦成旱地、林地等。

2.3.1 旱 地

从安全角度出发,排土场要复垦成耕地、只适合复垦成耕地中的旱地,且要满足以下基本条件:①通过修建挡墙、截排水沟等工程措施能消除地质灾害隐患(图11);② 复垦后土壤环境质量满足《土壤环境质量—农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)规定的农用地土壤污染风险筛选值;③平整后坡度应小于25°,必要时增设护坡等措施;④周围有百姓居住,且交通方便、便于耕种。

图11 广元某硫铁矿排土场复垦成耕地Fig.11 Reclamation of cultivated land from a pyrite dump in Guangyuan

2.3.2 林地等其他地类

排土场周围居住百姓较少,交通不方便、不便于耕种,经过采取平整、覆土、修建截排水沟、植被重建等工程措施,复垦成林地、草地等其他地类(图12)。

图12 攀枝花某煤矿矸石场复垦成林地Fig.12 Reclamation of forest land from a coal mine waste dump in Panzhihua

3 四川省长江干支流历史遗留矿山生态修复经典案例

在对四川省已经开展的近1 000座历史遗留矿山生态修复现场调研的基础上,根据工程量完成度、整体修复效果、当地居民满意度、专家现场意见等,筛选出可以进行推广的四川省长江干支流历史遗留矿山生态修复的3个经典案例。

3.1 广安华蓥高顶山矿区综合修复项目

华蓥市高顶山矿区因其独特的战略位置和丰富的矿产、森林资源,在为国家经济发展及国防建设作出重大贡献的同时,也因为煤矿、石灰石矿等资源的大规模开采,导致高顶山矿区出现资源枯竭,同时产生了矿山地质环境破坏、森林湿地资源退化、水土流失等大量的生态环境遗留问题,如图13所示。

图13 广安华蓥高顶山矿区修复前局部影像Fig.13 Local image before restoration of Gaodingshan mining area in Huaying,Guang′an

为推进国家生态文明建设,牢固树立“绿水青山就是金山银山”理念,华蓥市结合“山水林田湖草生态保护”和“生态修复”等项目资金,将高顶山矿区打造成了一个集科普教育、工矿生活体验、特色农业体验、亲水康养休闲、山地运动于一体的4A级矿业遗迹公园,如图14所示。

图14 广安华蓥高顶山矿区修复后局部影像Fig.14 Local image after restoration in Gaodingshan mining area of Huaying,Guang′an

3.2 广元旺苍东河镇兴荣页岩砖厂综合修复项目

东河镇兴荣页岩砖厂废弃露天矿山距离县城较近,与旺苍县杨梅特色文创旅游区相邻,为贯彻落实国家“重在保护、要在治理、高质量发展”的理念,旺苍县政府启动了东河镇兴荣页岩砖厂废弃露天矿山生态修复项目。该项目探寻了绿色发展与乡村振兴相融合的生态修复模式,利用废弃砖窑现有的建筑空间,深度挖掘古窑文化,将该废弃露天矿山打造成了“印象窑吧·杨梅特色文创旅游综合服务体”。目前该修复区域已成为集杨梅交易、分拣包装、冷储保鲜于一体的全流域产业链以及餐饮、娱乐、休闲一条龙商业服务基地(图15)。

图15 兴荣页岩砖厂修复后整体与局部影像Fig.15 Overall and local images after restoration of Xingrong shale brick factory

3.3 资阳市雁江区宏大石材厂

根据当地居民意愿并结合区域内的地形开貌、交通等条件,雁江区将宏大石材厂的采坑保持为坑塘水面、采场平台及工业广场修复成林地、采场边坡以自然修复为主。主要的工程措施有平整、覆土、修建花台、设置围栏、种树等(图16),取得了“绿水青山”的效果。

图16 宏大石材厂修复后局部影像Fig.16 Local image after restoration of Hongda stone factory

4 四川省长江干支流历史遗留矿山生态修复存在的主要问题

4.1 修复图斑范围不正确

个别编制单位以下达的图斑范围为修复范围,不去现场核实,将存在权属争议的区域或已经自然修复的区域纳入修复范围,导致资金绩效目标偏大;一些已经损毁、没有修复责任主体的范围未能纳入修复范围,导致修复目标不完整。

4.2 修复方向不准确

修复方向不准确主要体现在:① 设计单位在设计过程中,对于修复方向未能充分征求当地居民意见,施工过程中居民意见较大,导致无法正常施工;②未能坚持“宜耕则耕”原则,有些修复单元,按照周围交通条件、居民居住情况等,可复垦成耕地,但却修复成林地等其他地类。

4.3 耕地概念不清楚

四川省历史遗留矿山生态修复设计、施工大多由地质单位完成,个别地质单位对耕地概念不清楚,主要体现在:①有些设计、施工单位对耕作层表土理解不正确,认为渣就是表土、表土就是渣,将渣当成耕作层表土,加之培肥力度不足,导致耕地表土有机质含量低,农作物无法正常生长;② 对旱地、水田缺乏基本了解,如水田需要修建田埂、旱地需要修建排灌沟渠;③个别设计、施工单位在耕地内种植竹子、树木等,不但修复措施不正确,还导致资金浪费。

4.4 重地灾治理、轻生态修复

“重地灾治理、轻生态修复”是指编制单位的相关技术人员尚未完全从传统矿山地质环境恢复治理理念过渡到生态修复理念,修建挡墙、削坡、护坡、土方开挖等工程占整体生态修复工程的比重较大,覆土、保土、植被重建等工程占整体生态修复工程的比重较小,达不到生态修复中的复绿要求。如某排土场(图17)自身不存在大规模崩塌等地质灾害、并且没有威胁对象,编制单位却在排土场坡脚布置了混凝土挡墙和排水沟,在覆土、植被修复方面的措施反而较少;某页岩矿边坡(图18)没有威胁对象,编制单位设计了削坡工程,但在覆土、保土等工程措施方面布置较少,导致复绿效果不理想。

图17 某排土场修复后局部影像Fig.17 Local image of a waste dump after restoration

图18 某页岩矿削坡后局部影像Fig.18 Local image of a shale mine after slope cutting

4.5 工程措施设计不合理

4.5.1 工程措施整体设计不合理

个别历史遗留矿山的整体工程措施设计不合理,施工后达不到复绿要求。某采石场修复后整体影像如图19所示。由图19可见:矿山整体修复设计未能考虑边坡危岩清理,缺乏排土场平整、覆土、保土、植被重建等措施,导致修复后的复绿效果不理想。

图19 某采石场修复后整体影像Fig.19 Overall image of a stone stope after restoration

4.5.2 边坡工程布置不合理

边坡工程布置不合理主要体现在边坡需要布置工程的区域未能布置工程、无需布置工程的区域却布置工程。某页岩矿边坡修复工程布置局部影像如图20所示。分析可知:在民房后方边坡未布置任何工程措施,其他区域边坡却布置了挂网工程措施,不仅没有消除页岩矿边坡局部崩塌对民房的威胁,反而导致了修复经费浪费。

图20 某页岩矿边坡修复工程布置局部影像Fig.20 Local image of slope restoration engineering layout in a shale mine

4.5.3 耕地配套措施设计不合理

历史遗留矿山修复成耕地时,大多需要修建排灌沟渠、蓄水池等耕地配套措施,耕地配套措施设计不合理主要体现在:①排灌沟渠位置选择不合理,容易造成排灌沟渠损毁。如图21所示,某页岩砖厂底部平台及工业广场复垦成旱地时,排灌沟渠距离边坡较近,边坡局部崩塌造成排灌沟渠损毁。②排灌沟渠布置不合理,耕地积水无法及时外排。③个别蓄水池修建未考虑来水,导致蓄水池无法正常蓄水。

图21 边坡局部崩塌造成排灌沟渠损毁Fig.21 Drainage and irrigation ditches damage caused by local collapse of slope

4.5.4 保土措施设计不合理

生态修复、植被重建的前提是要覆土,但更要注重覆土之后的保土措施。保土措施设计不合理主要体现在:①对于有地形坡度特别是地形坡度较大的修复区域,未修建必要的截排水沟等保土措施,导致水土流失严重、甚至造成了泥石流等次生地质灾害;②截排水沟等保土措施的位置设计不合理,未能有效起到保土作用。

5 结 论

(1)结合国家、地方相关文件,以及四川省历史遗留矿山生态修复经验,从修复对象、修复内容、修复原则等方面剖析了长江干支流历史遗留矿山的生态修复内涵。

(2)四川省长江干支流历史遗留矿山的生态修复对象主要包括采场边坡、采场底部平台及工业广场、排土场等。采场边坡修复模式包括自然修复和人工修复,人工修复模式主要包括坡脚植被重建、采场边坡平台覆土及植被重建、坡面危岩清除、削坡覆土及植被重建等;历史遗留矿山底部平台及工业广场经过拆除、平整、覆土等措施后,主要生态修复方向有耕地、林地等;排土场通过平整,修建挡墙、截排水沟等工程措施消除地质灾害隐患后,综合考虑是否有重金属污染等因素,修复成旱地、林地等。

(3)通过总结四川省长江干支流历史遗留矿山生态修复经典案例,认为该区域历史遗留矿山生态修复主要存在修复图斑范围不正确,修复方向不准确,耕地概念不清楚,重地灾治理、轻生态修复,工程措施布置不合理等不足。