國外礦山修復主要技術(shù)
西方發(fā)達國家在上個(gè)世紀初就開(kāi)始了采石場(chǎng)生態(tài)修復的相關(guān)工作。
英、美、澳等發(fā)達國家采礦年代久遠，最初研究恢復生態(tài)學(xué)主要是集中在對采礦后遺留的廢棄地植被的恢復，美國在1971年的礦山土地復墾率為79.5%。
美國土地復墾的理念主要強調能夠恢復為破壞之前的狀態(tài)，要求使農田和森林恢復原狀，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防和治理；防止堆積物產(chǎn)生滑坡等災害。
德國自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)行的復墾不單是種樹(shù)或整地，而是從宏觀(guān)上考慮生態(tài)的變化以及居民對環(huán)境的要求。
法國由于人口稠密、工業(yè)發(fā)達，首先在不改變農林面積的前提下，防止污染并恢復生態(tài)的平衡。法國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)一定的復墾后變成新農田。
澳大利亞政府重視恢復廢棄礦區，并嚴管生產(chǎn)礦區的生態(tài)環(huán)境、堅持走可持續生態(tài)礦業(yè)之路。它將多專(zhuān)業(yè)聯(lián)合投入，并引入許多新計算機技術(shù)，現在已將復墾作為開(kāi)采工藝的一部分。
在美國和澳大利亞等國家，目前引用的現代3S技術(shù)和其他新技術(shù)、新理念在生態(tài)恢復中已得到廣泛應用。生態(tài)恢復的目標也不僅僅是種樹(shù)種草，而是建立一個(gè)能夠進(jìn)行自我維護、運行良好的完整生態(tài)服務(wù)系統。
英國和美國最早產(chǎn)生了工程綠化技術(shù)，1940年初，一些歐美國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，并呈臺階型噴射。自1960年后，一些發(fā)達國家開(kāi)始研制邊坡綠化技術(shù)，結合工程和植被，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)。
02
國內礦山修復主要技術(shù)
我國對礦山廢棄地生態(tài)修復的研究起步較晚，開(kāi)始于二十世紀八十年代，九十年代以后才初步形成一定的規模，研究領(lǐng)域主要集中在煤礦廢棄地和有色金屬尾礦庫植被覆蓋等。
目前國內對礦區廢棄地的研究主要是與土地開(kāi)發(fā)、土地整理相結合的研究，根據實(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(guān)和旅游用地、倉儲用地、養殖用地、軍事用地或綠地。
礦山環(huán)境問(wèn)題因為礦產(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、塌陷區、煤矸石堆等，其治理關(guān)鍵是對采空區的治理和對煤矸石堆的處理;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)災害的防治以及植被的恢復。
廢棄采石場(chǎng)作為礦山廢棄地的一種，其恢復治理過(guò)程應為：廢棄采石場(chǎng)現狀調查→恢復治理總體規劃→地質(zhì)災害防治→不穩定邊坡、廢氣坑、礦坑等的治理→植被恢復。
03
國內外礦山修復經(jīng)典案例
目前，在國內外針對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(lèi)型：生態(tài)恢復類(lèi)、博物資源利用類(lèi)、旅游開(kāi)發(fā)類(lèi)、復墾造田類(lèi)、引水造湖類(lèi)、垃圾處理廠(chǎng)類(lèi)、倉儲類(lèi)。
由于國外城鎮基礎建設起步較早，采石場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題發(fā)生較早，也較為嚴重，因此對采石場(chǎng)生態(tài)恢復的研究與實(shí)踐相應也更為深入。近年來(lái)，國內對廢棄采石場(chǎng)的恢復治理工作研究和探索的實(shí)踐不斷涌現。
01、日本國營(yíng)明石海峽公園
日本國營(yíng)明石海峽公園其修復主題是“使園區得到生命的回歸”。設計師通過(guò)“大地藝術(shù)”和“水景”手法，在生態(tài)恢復的基礎之上尋求人與人的交流以及人與自然對話(huà)的場(chǎng)所。
日本國營(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(hù)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100米以上，構成范圍達140平方公里左右的裸露山體。
20世紀80年代開(kāi)始，該島所在的兵庫縣委托著(zhù)名設計師安藤忠雄進(jìn)行規劃設計，并成立綠化專(zhuān)家委員會(huì )，進(jìn)行恢復植被。規劃強調恢復自然的狀態(tài)，形成良好的景觀(guān)和創(chuàng )造為人服務(wù)的游憩空間，其主題是“使園區得到生命的回歸”。
整體目標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24萬(wàn)顆苗木的栽種工程。而科學(xué)的種植方式使這一計劃得以實(shí)現，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，以涵養水分。灌溉系統采用埋置聚乙烯管，密度為1米間隔。
同時(shí)，由于當地降水量相對較低，因此為了植物生長(cháng)的需要，采用收集地表水、中水循環(huán)再利用等技術(shù)。雨水收集管埋設于道路下方，同時(shí)，公園還要成為區域的服務(wù)基礎設施，包括國際會(huì )議中心、星級旅館、大型溫室、露天劇場(chǎng)等設施創(chuàng )造面向未來(lái)的休閑場(chǎng)所。
02、法國B(niǎo)iville采石場(chǎng)生態(tài)修復
法國B(niǎo)iville采石場(chǎng)具有尺度大、高差大，生態(tài)退化嚴重的特點(diǎn)，在改造中保留場(chǎng)地的工業(yè)痕跡，將其轉化為新景觀(guān)結構中有特色、標志性的場(chǎng)所，體現出對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(cháng)、寬度均勻的直線(xiàn)型裂縫，呈45度的邊坡貧瘠而凹凸不平，落差20-40m。
設計師將其建成具有3.5平方公里湖泊的休閑區。他們的理念是不應刻意掩飾石料開(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)系統的自然恢復，然后再引入一些植被使廢棄采石場(chǎng)恢復到一種自然狀態(tài)。
改造措施包括設計了一系列引導水流的設施和設備，使其匯聚到谷底形成湖泊。湖岸經(jīng)過(guò)設計以適應當地最普遍的休閑活動(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)平臺兩旁都有金屬網(wǎng)罩固定的石塊作為保坎。同時(shí)，階梯的形式允許徑流從高處的草地流入排水溝，保護地表免受水的沖擊和侵蝕。從谷底觀(guān)賞的巨大的石墻成為該地區最具象征性的景點(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，每一部分都根據其自然特色及地形選擇種植形式。
03、委內瑞拉古里采料場(chǎng)生態(tài)修復
委內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，對古里水電站右岸土石壩采石場(chǎng)實(shí)施生態(tài)恢復，并在應用水草種植技術(shù)方面走在前列。
古里工程位于委內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的森林中面積約700公頃的采料場(chǎng)采運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則的凹凸表面和易受雨水嚴重沖蝕的凹地，因而形成較差的感官區，這些地區的地形變化高達100m。對此，卡羅尼電力公司對采料場(chǎng)實(shí)施多方面的“生態(tài)環(huán)境恢復計劃”，目的是恢復古里水電站工程施工期間受影響地區的生態(tài)環(huán)境。
“生態(tài)恢復計劃”分為引發(fā)階段、恢復階段、診斷檢查階段、實(shí)驗階段、按合同種植階段、持續處理階段6個(gè)階段，概念是“以自然恢復的方式拯救自然”。
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(lèi)種子與證明能適應采料場(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年后種植期相適應的保護計劃，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設立小型氧化塘。
在城市化建設過(guò)程中，廢棄礦山(采石場(chǎng))給城市帶來(lái)較為嚴重的景觀(guān)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、對地表的破壞等，對城市生態(tài)、社會(huì )、經(jīng)濟的可持續發(fā)展造成一定的影響。
根據國內外廢棄采石場(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特的自然景觀(guān)的基礎上加入人文景觀(guān)元素，在修復生態(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。