礦山排土場(chǎng)生態(tài)環(huán)境綜合治理模式探究,生態(tài)環(huán)境論文

礦山排土場(chǎng)生態(tài)環(huán)境綜合治理模式探究,生態(tài)環(huán)境論文資源型城市環(huán)城礦山，尤其是環(huán)城露天礦山大量固體廢棄物被排棄在排土場(chǎng)，容易引起嚴(yán)重的水土流失，導(dǎo)致周圍大氣和水體被污染，并嚴(yán)重毀壞礦山周圍的自然景觀，威脅周圍居民的生活與身體健康。與此同時(shí)，礦山企業(yè)，十分是國(guó)有老礦山企業(yè)的礦山廢棄地的綜合治理，普遍存在前期投入大，生態(tài)效益、社會(huì)效益顯著，而經(jīng)濟(jì)效益低下的問題，治理維護(hù)費(fèi)用的投入給企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，不利于治理的可持續(xù)發(fā)展。針對(duì)以上問題，筆者對(duì)安徽省馬鞍山市姑山鐵礦的鐘山排土場(chǎng)的水土流失綜合治理形式進(jìn)行了研究及示范，通過示范治理控制水土流失，徹底解決了排土場(chǎng)生態(tài)環(huán)境毀壞對(duì)居民生活、身體健康帶來(lái)的威脅和危害，同時(shí)通過農(nóng)、林、副產(chǎn)品收入，提高了生態(tài)環(huán)境綜合治理的經(jīng)濟(jì)效益，改變了綜合治理投入大、產(chǎn)出小的局面，減輕了國(guó)有老礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，為長(zhǎng)江流域乃至全國(guó)類似資源型城市環(huán)城礦山廢棄地的生態(tài)環(huán)境綜合治理提供參考借鑒。1研究區(qū)大概情況1.1研究區(qū)簡(jiǎn)介姑山鐵礦位于長(zhǎng)江下游南岸的安徽省馬鞍山市，礦山采用露天開采，開采規(guī)模為150萬(wàn)t/a。鐘山排土場(chǎng)主要排棄姑山鐵礦露天開采剝離的巖土，已于2008年停止排土，排土場(chǎng)南北長(zhǎng)約550m，東西寬約350m，共構(gòu)成5個(gè)排土平臺(tái)，標(biāo)高分別為20m〔1平臺(tái)〕、30m〔2平臺(tái)〕、40m〔3平臺(tái)〕、50m〔4平臺(tái)〕及60m〔5平臺(tái)〕。排土場(chǎng)總占地面積約22.8hm2，華而不實(shí)4平臺(tái)是面積最大的平臺(tái)，面積約5hm2。鐘山排土場(chǎng)區(qū)域多年平均降雨量1053mm，最大年降雨量1895.5mm，最大1d降雨量316.1mm。梅雨期最長(zhǎng)達(dá)43d，梅雨量最多達(dá)530.9mm，約占全年降雨量的45%。降水季節(jié)性強(qiáng)，5～9月份降雨量約占全年的60%以上。所在地區(qū)年平均風(fēng)速2.46m/s，最大風(fēng)速39.9m/s，年主導(dǎo)風(fēng)向及頻率分別是ENE和10.75%，年次導(dǎo)風(fēng)向及頻率分別是E和8.98%。1.2治理問題的提出鐘山排土場(chǎng)位于馬鞍山市規(guī)劃城區(qū)，其東側(cè)緊靠寧蕪高速公路〔G4211〕，毗鄰青山河，北部、西部和南部3面緊鄰居民區(qū)，西側(cè)有當(dāng)涂至查灣縣級(jí)公路沿排土場(chǎng)而過。當(dāng)前排土場(chǎng)主要存在下面問題：〔1〕排土場(chǎng)平臺(tái)土壤貧瘠，土體石礫含量高、壓實(shí)嚴(yán)重，浸透系數(shù)低，碰到大雨，容易構(gòu)成較大匯水，造成嚴(yán)重水土流失；〔2〕排土場(chǎng)棄土質(zhì)地松懈，碰到大風(fēng)天氣極易構(gòu)成揚(yáng)塵，遇暴雨極易構(gòu)成嚴(yán)重的水土流失，誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)禍；〔3〕排土場(chǎng)緊鄰馬蕪高速公路及青山河，嚴(yán)重毀壞了青山河兩岸的自然景觀，造成了高速公路的視覺污染。2生態(tài)環(huán)境綜合治理形式研究2.1綜合治理目的通過治理，徹底解決鐘山排土場(chǎng)生態(tài)毀壞、揚(yáng)塵及水土流失嚴(yán)重等問題，同時(shí)通過農(nóng)、林、副產(chǎn)品的收入提供較好的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境綜合治理的可持續(xù)發(fā)展。2.2土地適宜性評(píng)價(jià)鐘山排土場(chǎng)已于2008年停止生產(chǎn)，筆者首先根據(jù)鐘山排土場(chǎng)氣候、地形地貌、土壤性質(zhì)等實(shí)際情況，并參考馬鋼姑山鐵礦土地利用規(guī)劃和鐘山排土場(chǎng)附近居民的意愿，對(duì)鐘山排土場(chǎng)土地適宜性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，初步確定了排土場(chǎng)土地的擬利用方向，評(píng)價(jià)結(jié)果見表１?！?】2.3綜合治理形式研究根據(jù)排土場(chǎng)生態(tài)環(huán)境綜合治理目的，參考馬鞍山市土地利用總體規(guī)劃[1]及姑山鐵礦相關(guān)規(guī)劃等，并征求排土場(chǎng)附近居民的意見，將鐘山排土場(chǎng)劃分為4個(gè)功能區(qū)進(jìn)行綜合治理，如此圖1所示?！?】2.3.1生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)〔4平臺(tái)〕該功能區(qū)主要位于排土場(chǎng)4平臺(tái)，該平臺(tái)位于排土場(chǎng)的中間位置，為排土場(chǎng)面積最大的平臺(tái)，面積達(dá)5hm2。該功能區(qū)的綜合治理目的為控制匯水，并通過農(nóng)副產(chǎn)品收入提供一定的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境綜合治理的可持續(xù)發(fā)展?！?〕設(shè)計(jì)在鐘山排土場(chǎng)4平臺(tái)修建排灌系統(tǒng)及集水池，收集平臺(tái)匯水，一方面能夠?yàn)榫C合治理提供水源，另一方面能夠?qū)?平臺(tái)集水池建設(shè)為漁塘，在外圍飼養(yǎng)鵝、鴨等家禽；〔2〕設(shè)計(jì)將排土場(chǎng)4平臺(tái)其余土地建設(shè)為農(nóng)田，種植花生等經(jīng)濟(jì)作物。2.3.2生態(tài)用材林、防風(fēng)林區(qū)〔1～3平臺(tái)迎風(fēng)坡及5平臺(tái)〕該功能區(qū)包括鐘山排土場(chǎng)1～3平臺(tái)迎風(fēng)坡及5平臺(tái)，該功能區(qū)的主要綜合治理目的為控制匯水、防風(fēng)固土、并適當(dāng)考慮環(huán)境綠化。在平臺(tái)內(nèi)側(cè)修建排水渠系，排除匯水；在平臺(tái)營(yíng)造生態(tài)用材林及防風(fēng)林，一方面能夠防治風(fēng)害，為4平臺(tái)生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)的建設(shè)提供保衛(wèi)，另一方面能夠通過林木蓄積產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益；在高速公路旁栽植雪松、棕櫚、紫葉李等觀賞樹種，營(yíng)造一條亮麗的風(fēng)景線，消除視覺污染。2.3.3生態(tài)經(jīng)濟(jì)林區(qū)〔1～3平臺(tái)背風(fēng)坡〕該功能區(qū)包括鐘山排土場(chǎng)1～3平臺(tái)背風(fēng)坡，該功能區(qū)的綜合治理目的為控制匯水，防治水土流失，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在平臺(tái)內(nèi)側(cè)修建排水渠系，排除匯水；在平臺(tái)營(yíng)造經(jīng)濟(jì)林，種植油桃等，通過經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)品收入提供一定的經(jīng)濟(jì)效益；由于1～3平臺(tái)背風(fēng)坡緊鄰居民區(qū)，設(shè)計(jì)同時(shí)在林間開拓道路，修建一些休閑娛樂設(shè)施，提高社會(huì)效益。2.3.4水土保持林區(qū)〔排土場(chǎng)邊坡〕鐘山排土場(chǎng)邊坡坡度較大，且流沙和石渣混排，質(zhì)地松懈，是水土流失和粉塵污染的主要源頭，該功能區(qū)治理方向?yàn)榻ㄔO(shè)水土保持林，水土保持林采用喬灌草綜合配置。3示范區(qū)建設(shè)及運(yùn)行3.1生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)建設(shè)及運(yùn)行根據(jù)設(shè)計(jì)，將鐘山排土場(chǎng)4平臺(tái)建設(shè)為生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)，分為經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)，魚塘及家禽飼養(yǎng)區(qū)2部分。截至2020年底，姑山鐵礦在4平臺(tái)開挖魚塘〔集水池〕2口，在外圍建立圍網(wǎng)飼養(yǎng)鴨、鵝等家禽，魚塘和家禽飼養(yǎng)區(qū)面積約0.5hm2，華而不實(shí)水面面積0.3hm2。利用姑山鐵礦剝離的第四系粘土作為客土[2-3]，覆蓋厚度80cm，建造了約4hm2農(nóng)田，鐘山排土場(chǎng)排棄的混合巖土及客土已經(jīng)過檢測(cè)，符合土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值。集水池〔魚塘〕現(xiàn)處于蓄水階段，并已在魚塘外圍飼養(yǎng)了少量的鵝和鴨等家禽，主要供給姑山鐵礦食堂；在建造的農(nóng)田上種植了芝麻、花生等經(jīng)濟(jì)作物，2020年芝麻產(chǎn)量約70kg/667m2，花生產(chǎn)量約300kg/667m2，基本到達(dá)附近農(nóng)田的平均產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。3.2生態(tài)用材林、防風(fēng)林區(qū)建設(shè)及運(yùn)行根據(jù)設(shè)計(jì)，在鐘山排土場(chǎng)1～3平臺(tái)迎風(fēng)坡及5平臺(tái)建設(shè)生態(tài)用材林、防風(fēng)林區(qū)。選用楊樹作為生態(tài)用材林、防風(fēng)林的主要樹種[4]，采用穴狀整地回填客土的方式進(jìn)行土地整治，楊樹栽植株行距2m2m，林下撒播草籽。在寧蕪高速公路〔G4211〕旁栽植雪松、棕櫚、紫葉李等綠化樹種。經(jīng)太多年的建設(shè)，已經(jīng)完成了生態(tài)用材林、防風(fēng)林區(qū)的建設(shè)，營(yíng)造了一條長(zhǎng)約1000m的生態(tài)用材林、防風(fēng)林帶，既起到防風(fēng)及水土流失，為生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)提供了天然屏障的作用，又通過林木蓄積增加了經(jīng)濟(jì)效益，更改善了寧蕪高速公路〔G4211〕的自然景觀，消除了視覺污染。3.3生態(tài)經(jīng)濟(jì)林區(qū)建設(shè)根據(jù)設(shè)計(jì)，姑山鐵礦在鐘山排土場(chǎng)背風(fēng)坡的各個(gè)平臺(tái)建設(shè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)林區(qū)，選擇油桃、葡萄及梨作為生態(tài)經(jīng)濟(jì)林的主要樹種，建設(shè)構(gòu)成了油桃園、梨園、葡萄園等。油桃及梨樹栽植株行距為2.5m3m，葡萄株行距為1.5m2m，同時(shí)在生態(tài)經(jīng)濟(jì)林地面種植了紫花苜蓿，以改進(jìn)土壤。由于生態(tài)經(jīng)濟(jì)林區(qū)緊鄰居民區(qū)，為了給居民提供休閑場(chǎng)所，同時(shí)為發(fā)展觀光農(nóng)業(yè)奠定基礎(chǔ)，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益，在生態(tài)經(jīng)濟(jì)林區(qū)修建人行道路。截至2020年底，生態(tài)經(jīng)濟(jì)林區(qū)共修建休閑觀光道路1400m，栽植油桃約200株，梨樹約700株，葡萄約300株，2020年共出產(chǎn)油桃約2950kg，葡萄約1900kg，梨15000kg，所產(chǎn)水果全部供給馬鞍山及附近市場(chǎng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。3.4水土保持林區(qū)根據(jù)設(shè)計(jì)，2018年起姑山鐵礦對(duì)鐘山排土場(chǎng)斜坡逐步進(jìn)行了治理，水土保持林區(qū)采用喬灌草綜合配置，選擇構(gòu)樹、楊樹作為水土保持林的主要喬木樹種，紫穗槐作為灌木樹種，綜合考慮覆蓋地表速度、根系深度和冷暖季交替的問題，草種選擇百喜草、黑麥草、紫花苜蓿、狗牙根混合草籽[4]。截至2020年底，已完成了水土保持林區(qū)的建設(shè)，構(gòu)樹、楊樹的成活率達(dá)95%以上，長(zhǎng)勢(shì)良好，3年生的楊樹胸徑已達(dá)近20cm，鐘山排土場(chǎng)斜坡部分的揚(yáng)塵污染及水土流失得到根本治理。4結(jié)論通過研究，構(gòu)建了包括生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)、生態(tài)用材林及防風(fēng)林區(qū)，生態(tài)經(jīng)濟(jì)林區(qū)及水土保持林區(qū)等功能區(qū)的生態(tài)環(huán)境綜合治理鐘山排土場(chǎng)形式，通過治理，不僅控制了水土流失，同時(shí)還通過農(nóng)、林、副產(chǎn)品的收入提供了較好的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境綜合治理的可持續(xù)發(fā)展。鐘山排土場(chǎng)形式能夠?yàn)殚L(zhǎng)江流域乃至國(guó)內(nèi)資源型城市類似礦山排土場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境綜合治理提供借鑒的經(jīng)歷體驗(yàn)。以下為參考文獻(xiàn)[1]安徽省馬鞍山市工礦廢棄地復(fù)墾利用專項(xiàng)規(guī)劃〔2020-2021年〕[Z].馬鞍山市人民，2