采石场水土流失治理技术

0引言

当今世界，可持续发展成为世界各国共识。土地荒漠化、水土流失、采矿对环境的破坏等问题日益严重，据不完全统计［1］，目前我国因露天开采、开挖和各类废渣、废石、尾矿堆置等，破坏与侵蚀的土地面积超过400万hm2。但全国土地复垦率不足12%，其中，采石场的生态复垦率还更低。本文以采石场水土流失防治为主要问题，探讨了生态重建对水土流失防治的作用。

1采石场分布现状及其主要地质环境问题

一般来说，露天矿山灾害类型多为水土流失、排土场(山体)滑坡、泥石流，边坡坍塌等。采矿地的土地问题主要为:耗费过量的土地资源;开采后破坏的土地，既丧失原有的自然生态系统，又难以直接成为进一步服务于某种社会一经济目的的用地。采石场水土流失的治理是采石场环境治理基础，具有改善环境的意义，其他相关治理工程和方案都会受水土流失治理的影响。采石场的分布特征及主要环境问题:

1.1采石场分布特征

我国采石场具有数量多、多为中小型、分布零散的特征，在东南沿海地区尤为集中。在现阶段，我国采石场绝大部分为山坡型采石场，年生产规模3万～5万t。据统计，浙江省有采石场5000多家，几乎都是各种类型的乡镇采石场。重庆市主城区600km2范围内到2003年底有采石场567家［2］。在重庆乌江沿线约3km2长的公路边有采石场17家，而在碧筱溪不到1km2范围内有采石场40多家。

1.2地质地貌景观破坏

采掘场的露天挖采，产生大面积的挖损地，导致大面积的岩石裸露，自然山体的轮廓线也被破坏，形成大量裸露的山体缺口、开采形成的垂直立面上存在的浮石或风化形成的石块，导致对土地的过量占用及对原生态系统的破坏。

1.3土地资源破坏、水土流失问题严重

目前，由于大多数采石场没有防止水土流失的措施，如设置拦渣坝、挡土墙，也未进行复垦绿化，给当地造成了严重的水土流失、泥石流，滑坡等生态问题。采石过程中产生的固体废弃物和表层剥离土、露天采场坑底、边坡台阶，固体废弃物堆放场地等，都对土地资源进行了破坏。

2水土流失及防治对策

2.1水土流失通常情况下，受采石影响而被破坏的植被面积比采石口的面积大许多，常常是采石口面积的5倍［3］，造成的水土流失后果相当严重。

2.1.1水土流失的影响因素

造成采石场水土流失的因素很多，从成因分析看，主要是自然因素和人为因素两方面所致，自然因素是水土流失发生和发展的内在条件。易于发生水土流失的地质地貌条件和气候条件是造成发生水土流失的主要原因。人为因素加剧了矿山土壤的侵蚀。采石场开采之前，对采矿区域的山体剥离的植被层和表层土壤，遇到雨极易造成水土流失。开采过程、推进方向以及穿爆工艺等形成的碎石、粉尘等加剧了水土流失产生。

2.1.2水土流失形成机理

水的侵蚀作用，矿山开采过程中产生的渣、土、山体剥离植被层，表层土壤等松散堆积物，在雨滴的打击和水流的动力作用下，渣土颗粒等具有结构疏松，孔隙度大的特点，质量不足以抵抗水流动力而发生位移运动，形成水土流失;重力侵蚀作用，在采石场开采中，开挖土石方及采集矿料时，改变了原有地形地貌，使原有山体土石结构改变，平衡失稳。还有有的弃渣堆积高度过高，在雨水渗入后加重了堆积物的自重或在堆积体上方某处形成滑坡面，这些都为崩塌、滑坡、泥石流等重力侵蚀创造了条件，在自然因素及人为因素的触发下，有可能产生坍塌、滑坡等重力侵蚀，造成水土流失。

2.2生态重建运用于水土流失防治

采石场生态重建是指采石场在完成或被终止及关闭其采石功能之后的生态恢复。生态恢复与重建是根据生态学原理，通过一定的生物、生态以及工程的技术与方法，人为地改变和消除生态系统退化地主导因子或过程，调整、配置和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息流动过程及其时空秩序，使生态系统地结构、功能和生态学潜力尽快地恢复到正常的、或原有的乃至更高的水平［2］。包括改造导致生态恶化的社会经济因素，从而迅速提高土地生产力，并使生态系统进入良性循环。生态重建的实质是可持续发展能力的建设。

采石场生态重建思路可以概括为:边坡及石壁治理，对采石陡壁及其它受影响的边坡采取必要的措施予以稳定，排除安全隐患，这是生态重建的重点和难点;建立完善的场地排水系统，即对采石场周围的排水系统作好疏导，防止水土流失;对石壁、采掘区及生产设施占用区域土地进行绿化。采石场生态重建关键是绿化技术及土地整理工程。绿化技术的思路是:在石渣、石粉占据地表上层并具有一定的厚度的地域，对石渣进行换土处理，并辅以其它的栽培措施，创造植物生长条件。品种选样时根据各地条件和景观要求而定，一般选择耐贫瘠耐干旱的品种种植。

土地整理工程的施工思路，平整回填采用分层填筑，底层回填的是粗粒或大块及含不良成分的岩土，顶层回填为品质适宜的土层和富含养分的土层，以利于植被生长和植被群落的恢复。回填时，在碾压次数和质量、压实度、松散密度方面严格控制，符合回填要求，回填物最大粒径≤300mm。最后，就地取材，开采期间剥离的土壤可以用来回填，其厚度保持平均，层厚≥0.5m，不足部分用客土填补。生产设施占用区域、采石场道路区域进行土地平整翻松，平整后的场地坡度在3°～10°，采石场生产设施占用区域边缘处，应将边坡坡角控制到10°以内，以利于植物生长。

采石场生态重建另一个关键是边坡及石壁治理技术。对边坡的治理技术相对简单也较为成熟:为使边坡变缓和减轻滑动体的重量，提高边坡的稳定性，开采过程中可适当增加开采面处削坡工作量，减小开采面的坡角。闭坑停采后，采用人工削坡减载的方式对开采边坡进行削坡处理，将最终边坡角控制在60°范围内，使边坡达到稳定状态。采石场应该具有比较完善的场地排水系统，在边坡坡顶、坡脚设置排水沟和坡顶外围设置截水沟等排水设施，将水引导到采场外边，排除地表水，改善边坡稳定条件，提高边坡稳定性。