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全球廢棄礦山生態(tài)修復(fù)經(jīng)典案例

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國(guó)外礦山修復(fù)主要技術(shù)

西方發(fā)達(dá)國(guó)家在上個(gè)世紀(jì)初就開(kāi)始了采石場(chǎng)生態(tài)修復(fù)的相關(guān)工作。

英、美、澳等發(fā)達(dá)國(guó)家采礦年代久遠(yuǎn),最初研究恢復(fù)生態(tài)學(xué)主要是集中在對(duì)采礦后遺留的廢棄地植被的恢復(fù),美國(guó)在1971年的礦山土地復(fù)墾率為79.5%。

美國(guó)土地復(fù)墾的理念主要強(qiáng)調(diào)能夠恢復(fù)為破壞之前的狀態(tài),要求使農(nóng)田和森林恢復(fù)原狀,要求控制水蝕和有毒物的沉積;保證地表不變和地下水位維持原有水平;保持表土仍在原位置;注重有害和酸性物的預(yù)防和治理;防止堆積物產(chǎn)生滑坡等災(zāi)害。

德國(guó)自1940年開(kāi)始,在采礦過(guò)程中極其注意最大程度的減少破壞生態(tài)環(huán)境,開(kāi)采后進(jìn)行的復(fù)墾不單是種樹(shù)或整地,而是從宏觀上考慮生態(tài)的變化以及居民對(duì)環(huán)境的要求。

法國(guó)由于人口稠密、工業(yè)發(fā)達(dá),首先在不改變農(nóng)林面積的前提下,防止污染并恢復(fù)生態(tài)的平衡。法國(guó)非常重視在露天排土場(chǎng)進(jìn)行植草并促進(jìn)土壤的活化,經(jīng)過(guò)一定的復(fù)墾后變成新農(nóng)田。

澳大利亞政府重視恢復(fù)廢棄礦區(qū),并嚴(yán)管生產(chǎn)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境、堅(jiān)持走可持續(xù)生態(tài)礦業(yè)之路。它將多專業(yè)聯(lián)合投入,并引入許多新計(jì)算機(jī)技術(shù),現(xiàn)在已將復(fù)墾作為開(kāi)采工藝的一部分。

在美國(guó)和澳大利亞等國(guó)家,目前引用的現(xiàn)代3S技術(shù)和其他新技術(shù)、新理念在生態(tài)恢復(fù)中已得到廣泛應(yīng)用。生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)也不僅僅是種樹(shù)種草,而是建立一個(gè)能夠進(jìn)行自我維護(hù)、運(yùn)行良好的完整生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)。

英國(guó)和美國(guó)最早產(chǎn)生了工程綠化技術(shù),1940年初,一些歐美國(guó)家為防止坡地雨水侵蝕發(fā)明了植物盆、液壓噴播等技術(shù);英國(guó)發(fā)明了植物種子噴播和噴射乳化瀝青技術(shù),日本在1958年多次試驗(yàn)后開(kāi)發(fā)出了比較實(shí)用的噴射綠化技術(shù)。

1973年,日本開(kāi)發(fā)出了纖維土綠化方法,通過(guò)混合纖維、砂質(zhì)土和泥,并呈臺(tái)階型噴射。自1960年后,一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始研制邊坡綠化技術(shù),結(jié)合工程和植被,比如水平格、植生袋綠化和客土植草技術(shù),最后發(fā)展為噴混植生技術(shù)。

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國(guó)內(nèi)礦山修復(fù)主要技術(shù)

我國(guó)對(duì)礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)的研究起步較晚,開(kāi)始于二十世紀(jì)八十年代,九十年代以后才初步形成一定的規(guī)模,研究領(lǐng)域主要集中在煤礦廢棄地和有色金屬尾礦庫(kù)植被覆蓋等。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)礦區(qū)廢棄地的研究主要是與土地開(kāi)發(fā)、土地整理相結(jié)合的研究,根據(jù)實(shí)際情況將廢棄礦山開(kāi)發(fā)改造成工業(yè)用地、耕地、旅游景觀和旅游用地、倉(cāng)儲(chǔ)用地、養(yǎng)殖用地、軍事用地或綠地。

礦山環(huán)境問(wèn)題因?yàn)榈V產(chǎn)資源的不同,其廢棄礦山的治理關(guān)鍵也不相同。煤礦廢棄地的環(huán)境問(wèn)題為采空區(qū)、塌陷區(qū)、煤矸石堆等,其治理關(guān)鍵是對(duì)采空區(qū)的治理和對(duì)煤矸石堆的處理;有色金屬礦山如銅礦、鉛鋅礦,其治理除了礦坑的治理,還要對(duì)廢棄渣堆進(jìn)行化學(xué)處理,防治廢渣堆等通過(guò)雨水的淋漓作用污染附近的土壤和地下水;廢棄采石場(chǎng)則主要進(jìn)行滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的防治以及植被的恢復(fù)。

廢棄采石場(chǎng)作為礦山廢棄地的一種,其恢復(fù)治理過(guò)程應(yīng)為:廢棄采石場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)查→恢復(fù)治理總體規(guī)劃→地質(zhì)災(zāi)害防治→不穩(wěn)定邊坡、廢氣坑、礦坑等的治理→植被恢復(fù)。


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國(guó)內(nèi)外礦山修復(fù)經(jīng)典案例

目前,在國(guó)內(nèi)外針對(duì)礦山改造的成功案例很多,綜合其不同功能與特性,主要有以下7種類型:生態(tài)恢復(fù)類、博物資源利用類、旅游開(kāi)發(fā)類、復(fù)墾造田類、引水造湖類、垃圾處理廠類、倉(cāng)儲(chǔ)類。

由于國(guó)外城鎮(zhèn)基礎(chǔ)建設(shè)起步較早,采石場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題發(fā)生較早,也較為嚴(yán)重,因此對(duì)采石場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)的研究與實(shí)踐相應(yīng)也更為深入。近年來(lái),國(guó)內(nèi)對(duì)廢棄采石場(chǎng)的恢復(fù)治理工作研究和探索的實(shí)踐不斷涌現(xiàn)。


01、日本國(guó)營(yíng)明石海峽公園

日本國(guó)營(yíng)明石海峽公園其修復(fù)主題是“使園區(qū)得到生命的回歸”。設(shè)計(jì)師通過(guò)“大地藝術(shù)”和“水景”手法,在生態(tài)恢復(fù)的基礎(chǔ)之上尋求人與人的交流以及人與自然對(duì)話的場(chǎng)所。


日本國(guó)營(yíng)明石海峽公園原來(lái)是一處大型采石采砂場(chǎng),從20世紀(jì)50年代到90年代中期,這里為修建關(guān)西空港以及大阪與神戶城市沿海的人工島提供了1.06萬(wàn)億立方米的砂石,挖掘深度達(dá)100米以上,構(gòu)成范圍達(dá)140平方公里左右的裸露山體。

20世紀(jì)80年代開(kāi)始,該島所在的兵庫(kù)縣委托著名設(shè)計(jì)師安藤忠雄進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì),并成立綠化專家委員會(huì),進(jìn)行恢復(fù)植被。規(guī)劃強(qiáng)調(diào)恢復(fù)自然的狀態(tài),形成良好的景觀和創(chuàng)造為人服務(wù)的游憩空間,其主題是“使園區(qū)得到生命的回歸”。

整體目標(biāo)首先是治愈山體幾十年來(lái)被開(kāi)采留存的傷痕。綠化委員會(huì)認(rèn)為種植必須從苗木開(kāi)始,而成樹(shù)在這樣惡劣的自然環(huán)境中難于成活,苗木卻能順其自然,因此從1994年開(kāi)始總計(jì)24萬(wàn)顆苗木的栽種工程。而科學(xué)的種植方式使這一計(jì)劃得以實(shí)現(xiàn),具體包括在基巖上固定蜂窩狀的立體金屬板網(wǎng),灌入新土后覆以草簾,以涵養(yǎng)水分。灌溉系統(tǒng)采用埋置聚乙烯管,密度為1米間隔。

同時(shí),由于當(dāng)?shù)亟邓肯鄬?duì)較低,因此為了植物生長(zhǎng)的需要,采用收集地表水、中水循環(huán)再利用等技術(shù)。雨水收集管埋設(shè)于道路下方,同時(shí),公園還要成為區(qū)域的服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施,包括國(guó)際會(huì)議中心、星級(jí)旅館、大型溫室、露天劇場(chǎng)等設(shè)施創(chuàng)造面向未來(lái)的休閑場(chǎng)所。

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02、法國(guó)Biville采石場(chǎng)生態(tài)修復(fù)

法國(guó)Biville采石場(chǎng)具有尺度大、高差大,生態(tài)退化嚴(yán)重的特點(diǎn),在改造中保留場(chǎng)地的工業(yè)痕跡,將其轉(zhuǎn)化為新景觀結(jié)構(gòu)中有特色、標(biāo)志性的場(chǎng)所,體現(xiàn)出對(duì)所在地歷史文脈的尊重。

位于Clairefontaine峽谷頂部的Biville采石場(chǎng)在開(kāi)采石料10年之后于1989年被關(guān)停。采石坑是一道450m長(zhǎng)、寬度均勻的直線型裂縫,呈45度的邊坡貧瘠而凹凸不平,落差20-40m。

設(shè)計(jì)師將其建成具有3.5平方公里湖泊的休閑區(qū)。他們的理念是不應(yīng)刻意掩飾石料開(kāi)采過(guò)程遺留的痕跡,而是將其作為場(chǎng)地特征保留,只需確保最佳地點(diǎn)的連貫性以便于生態(tài)系統(tǒng)的自然恢復(fù),然后再引入一些植被使廢棄采石場(chǎng)恢復(fù)到一種自然狀態(tài)。

改造措施包括設(shè)計(jì)了一系列引導(dǎo)水流的設(shè)施和設(shè)備,使其匯聚到谷底形成湖泊。湖岸經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)以適應(yīng)當(dāng)?shù)刈钇毡榈男蓍e活動(dòng)—釣魚(yú)。

為方便游人進(jìn)入谷底,坑壁修建了階梯狀,每一個(gè)平臺(tái)兩旁都有金屬網(wǎng)罩固定的石塊作為???。同時(shí),階梯的形式允許徑流從高處的草地流入排水溝,保護(hù)地表免受水的沖擊和侵蝕。從谷底觀賞的巨大的石墻成為該地區(qū)最具象征性的景點(diǎn)。

場(chǎng)地中呈條帶狀種植了成年樹(shù)木來(lái)抵抗風(fēng)的侵蝕,每一部分都根據(jù)其自然特色及地形選擇種植形式。


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03、委內(nèi)瑞拉古里采料場(chǎng)生態(tài)修復(fù)

委內(nèi)瑞拉首次使用水草種植技術(shù),確保在無(wú)需使用黑土和植物層的情況下,以極低的成本快速、有效的形成植被,對(duì)古里水電站右岸土石壩采石場(chǎng)實(shí)施生態(tài)恢復(fù),并在應(yīng)用水草種植技術(shù)方面走在前列。

古里工程位于委內(nèi)瑞拉東南部的卡羅尼河上,1967-1986年興建了水電站工程、土壩和堆石壩,工程需要從離大壩不遠(yuǎn)的森林中面積約700公頃的采料場(chǎng)采運(yùn)4000萬(wàn)立方米的防滲材料。

采料場(chǎng)開(kāi)挖包括清除已風(fēng)化的片麻巖,清除工作留下裸露的不規(guī)則的凹凸表面和易受雨水嚴(yán)重沖蝕的凹地,因而形成較差的感官區(qū),這些地區(qū)的地形變化高達(dá)100m。對(duì)此,卡羅尼電力公司對(duì)采料場(chǎng)實(shí)施多方面的“生態(tài)環(huán)境恢復(fù)計(jì)劃”,目的是恢復(fù)古里水電站工程施工期間受影響地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

“生態(tài)恢復(fù)計(jì)劃”分為引發(fā)階段、恢復(fù)階段、診斷檢查階段、實(shí)驗(yàn)階段、按合同種植階段、持續(xù)處理階段6個(gè)階段,概念是“以自然恢復(fù)的方式拯救自然”。

拯救措施主要包括:選擇本地主要的植物物種和一些引進(jìn)的植物物種作為植被,在溫室條件下大量種植本地茁壯的樹(shù)木,將具有抵抗力的禾本豆科類種子與證明能適應(yīng)采料場(chǎng)生態(tài)氣候條件的種子混合種植,每年雨季禁止種植,實(shí)施與3年后種植期相適應(yīng)的保護(hù)計(jì)劃,施用生物肥料和低化學(xué)肥料,在有雨水和大壩滲漏水的平坦低洼地內(nèi)設(shè)立小型氧化塘。

在城市化建設(shè)過(guò)程中,廢棄礦山(采石場(chǎng))給城市帶來(lái)較為嚴(yán)重的景觀生態(tài)問(wèn)題,如水土流失、威脅城市防洪、降低生物的多樣性、對(duì)地表的破壞等,對(duì)城市生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展造成一定的影響。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外廢棄采石場(chǎng)的改造研究與實(shí)踐分析,廢棄采石場(chǎng)的改造主要是在其自身的土地資源以及獨(dú)特的自然景觀的基礎(chǔ)上加入人文景觀元素,在修復(fù)生態(tài)的同時(shí)將其改造成濕地公園、生態(tài)公園、城市公園等具有教育意義的旅游景區(qū)。


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