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摘要：小沙龙直沟砂金矿由于长期以来无序混乱的开采活动，对矿区的地形地貌和生态环境形成了严重的破坏，为消除矿山地质环境问题带来的影响，文章通过对矿产地质环境背景进行分析，进而对矿山地质环境现状、矿山地质环境问题及矿山地质环境治理分区进行研究，受砂金开采影响，沟谷内砂卵砾石裸露，河谷原有地形地貌遭到极大破坏，砂金开采过程中形成的砂堆堆积在河道两侧对土地资源形成压占。根据治理区破坏现状，结合治理优化原则，提出河道疏浚+砂堆平整+固体废弃物拆除清运+植被恢复工程+工程管护与植被养护+地质环境保护与宣传的生态修复治理措施。
关键词：小沙龙直沟砂金矿；矿山地质环境；生态修复
1矿山地质环境背景
矿区地处青藏高原东北部，祁连山脉南侧，境内山峦起伏，沟谷相间，地势南高北低、高差悬殊；依地貌成因类型和形态特征，依次可划分为侵蚀构造高山、构造剥蚀中山和河谷冲积平原三种地貌类型。出露的地层有奥陶系、石炭系、二叠系、第四系。
奥陶系分布在矿区西北地段，仅出露上统中部的砂岩板岩组、岩性由砂岩、板岩、类复理石建造夹片理化安山岩，硅质岩与结晶灰岩组成。
石炭系分布在矿区中部，为海陆交互相含煤沉积。系勘查工作主要对象，总厚约200m。岩性特征为灰-灰白色石英砂岩、粉砂岩、灰黑色砂质泥岩、炭质泥岩夹灰岩及煤层。
二叠系分布于矿区南部，假整合于羊虎沟组地层之上。下部为灰白色粗砂岩与砂岩互层，其沉积特点是沉积颗粒下粗上细，韵律清晰，交错层理发育，夹有薄层的灰绿色的细砂岩及砂质泥岩：上部为紫红色、灰紫色、杂色砾状砂岩、粗砂岩、细砂岩等。
第四系分布于矿区南部山前冲洪积平原区和沟谷区，为灰色冲洪积砂砾石层及土黄色亚沙土、腐植土组成。
土壤类型依次为高山寒漠土、高山草甸土、高山草原土、山地草甸土、灰褐土、栗钙土和山地森林土，其中以高山草甸土为主，沼泽化草甸土也较普遍，冻土层极为发育。区内断裂发育，为阴凹槽大断裂的组成部分。大多为倾向北的逆断层。从整体构造格局可看出，即印支运动十分强烈，来自南北向的巨大地质应力，致使晚古生代地层发生强烈褶皱，在强烈挤压的同时，产生继承了加里东形成的一系列走向逆断层。祁连山褶皱系地壳运动频繁，现今处于不断抬升阶段，所以第四系砾石层存在20。倾角，以及新构造运动与老构造线相吻合等可以得到证明。矿区地震动峰值加速度为0.15g，地震动加速度反应谱特征周期为0.40s，相应地震设防烈度VII度。地下水划分为冻结区地下水、基岩裂隙水和松散岩类孔隙水。矿区为灰色冲洪积砂砾石层及土黄色亚沙土，腐植土组成。砂砾石成分复杂，砾径一般25cm，分选差、排列及成层性，棱角状。成因类型属洪积，厚0~20m。矿区现处于废弃状态，主要人类工程活动为当地牧民的放牧，无其他人类工程活动。
2矿山地质环境现状
根据实地调查，矿区面积197876.12m2，主要为河道砂金盗采、过采，主要开采方式为河道露天开采，开采历史悠久，开采区主要在矿区东部及西部两侧山坡。开方量/容积采部位主要河道及两侧。砂金开采形成大量砂堆，破坏了原始地形地貌景观，河道两侧草场破坏，土壤沙化，植被退化。河道两侧大量砂堆压占植被导致退化，现状存在砂堆113处，压占面积159113.74m2，另外河道下游还存在一临时驻地，共2栋建筑物，压占面积61.38m2，河道内砂堆堆积造成河道改道、淤堵，河道破坏长度3712m，河道内砂堆压占面积38701m2，破坏现状如表1所示。
根据《土地利用现状分类标准》（GB/T 21010—2017）结合野外实地调查。整个治理区共占用土地197876.12m2，其土地利用现状除河道与河漫难外，均为天然牧草地。
3矿区地质环境现状
3.1地质灾害隐患
矿区地势较平缓，开采活动未形成不稳定斜坡，堆存砂堆较分散，砂堆最大高度3.0m且现状条件下堆体周边无威胁对象，根据调查结果无不稳定斜坡地质灾害隐患。河流对边坡存在侵蚀冲刷，边坡下部被掏空，由于边坡底部受河流流水长时间冲刷，对边坡的稳定性造成影响，存在发生不稳定斜坡地质灾害隐患风险。
3.2地形地貌景观破坏
矿区位于祁连县野牛沟小沙龙直沟，低山丘陵前缘，原始地形北高南低，地表植被盖度约35%，矿区原属天然牧草地。过采区分布于河道两侧，过采宽度3130m不等。损毁区内弃料（卵砾石）堆积随处可见。沙堆堆高0.3~3.0m，平均堆高1.8m，因滥采乱挖致使河床结构和形态破坏殆尽，地面凹凸不平。受砂金开采影响，沟谷内砂卵砾石裸露，河谷原有地形地貌遭到极大破坏。
3.3矿区土地资源损毁
治理区在砂金开采过程中压占土地资源159113.74m2，损坏土地类型为天然牧草地。治理区土壤属高原黄土，土壤肥沃，堆积发育时间久，是优良的天然草场。在治理区的开采生产过程中，开挖运矿道路、开采河道等，致使地表土层破坏，植被无法生长。因治理区生态环境系统的抗干扰能力弱，土地和植被一经破坏，自然恢复极其困难，砂金开采对生态的破坏超越了生态系统自身恢复（修复）的阈值，加之大面积大规模的破坏后，缺乏自身恢复（修复）必要的植被物种，所以必须经人工辅助重建方可启动恢复。而农牧民因大面积失去赖以生存的草场，阻碍了正常的畜牧。治理区砂金开采过程中形成的砂堆堆积在河道两侧对土地资源形成压占。本次治理区根据砂堆分布密集程度自上游至下游依次编号为1~3#破坏区，3个破坏区总渣堆113处。主要为沙堆压占土地资源，沙堆堆高0.3~3.0m左右，平均堆高约1.8m，压占面积159113.74m2，废弃砂堆体积共计57601m3。
3.4矿山开采对含水层的影响
该矿区为露天地表开采，最大开挖深度1.8m，地下水位埋深大于1.8m，因此对水资源的破坏主要体现在对地表水资源的破坏上。矿区大面积随意堆积的渣堆、留下的矿坑、裸露的基岩等改变了地表水的径流条件，使部分地表水在矿坑或洼地内形成池塘，使地表水的排放方式由入渗转为地表径流蒸发，削弱了大气降水对矿区含水层的供给。现状评估矿业活动对区内含水层的影响程度较轻。
4矿山地质环境治理分区
根据实地调查踏勘，结合治理区破坏形式和破坏特点，为保证治理成效，达到预期目标，根据治理区破坏现状，结合治理优化原则及以往经验，本矿山生态修复区域分为一般治理区及重点治理区。重点治理区为砂堆压占天然牧草地区域及河道因砂金盗采而严重淤堵区域，一般治理区为砂堆压占河漫滩区域（未压占天然牧草地区域）。重点治理区一为砂堆压占破坏中原始地类为天然牧草地的区域，压占的砂堆对草地形成了破坏；二为因开采砂金而导致人为改变了河道，现状下河道局部在遭受破坏后河道变窄，难以满足丰水期行洪通畅的要求，故将因盗采砂金导致河道变窄区域也划分为重点治理区。治理区砂堆的破坏主要为对原始地表的挖损破坏和对新的地表造成的压占破坏，总压占破坏面积为159113.74m2。其中砂堆的压占分为两种情况，一种是压占了天然牧草地，造成草场退化，水土流失加剧，划为重点治理区，面积为19680.53m2；另一种是砂堆压占了河漫滩的滩地，并未对植被造成破坏，该种压占划分为一般区，面积为139433.21m2。治理区河道总长度8.277km，未被盗采砂金影响破坏的原始河道区域不进行治理，以免造成二次破坏；对渣堆压占造成河道淤堵甚至改道区域进行河道疏浚，河道疏浚总长度3.712km。
5修复措施
5.1河道疏浚
治理区河道总长度8.277km，未被渣堆压占影响原始河道区域不进行治理，防止造成二次破坏；对渣堆压占造成河道淤堵甚至改道区域进行河道疏浚，河道疏浚总长度3.712km。疏浚区内砂堆挤占河道，河道内因水流长时间冲刷已经形成稳定的河床与河漫滩，因此对河道进行河道疏浚，疏浚后的沟道顺其自然、宜直则直、宜弯则弯的原则，尽量保持沟道自然走向，不裁弯取直；纵坡设计要兼顾上下游，尽可能使沟道纵坡变化小一些，较陡和较缓的坡段要给予适当的调整，以利水流平稳过度避免出现流态发生大的不均匀性，以利于沟道的相对稳定。疏浚后河道长3712m，宽10~12m，深1.5~2.0m，沟壁坡度不大于1:1，据现状河道比降及实测剖面，河道比降以30‰~50‰为宜，平直顺畅，具有一定的抗洪和防冲刷能力。疏浚后河道过水断面为15~24m3，根据现场实测剖面，现状河道过水断面为7~14m3，经计算疏浚河道每米平均按7.7m3计算，清理工程量为28582m3。修复后的河道整体显得较为规整［1］。同时，应考虑稳定弯曲段的必要长度，弯曲半径宜采用稳定河宽的5~8倍，并放缓纵坡。修复河道时，以达到治理工程不遭受新的破坏为原则。
5.2砂堆平整
重点治理区砂堆平整工程设计主要针对治理区河道两岸因砂金过采形成的，对天然牧草地造成压占的砂堆群、零散沙堆。主要方案为将砂堆清运至附近河漫滩进行平整，砂堆清理至原天然牧草地出露方可。清运过程中应防止对天然牧草地造成二次破坏，砂堆压占区清运后尽可能还原原始地貌。设计对治理区河道两岸砂金过采形成的砂堆群、零散沙堆及采坑区开展覆坑平整工作。覆坑整平中，尽可能还原（模拟）原始的沟谷河滩及阶地地貌。在地貌破坏改变较大的矿区地段，可使整体呈自然缓坡状、阶梯状或条带状进行分区分片整平；要求平整面＜5。，工作区段坡度＜15。。砂堆平整后，使整体呈自然缓坡状或呈阶梯状，要求平整面接近原始地貌，并防止出现明显突兀，所修复的地形以利于地表径流自然顺畅排泄至沟道内为原则［2］。平整必须先回填和整平岩块、碎石及粗粒物，再回填和整平原剥离堆弃的砂土及其他细粒物，作业不可倒置。废渣和剥离砂砾卵石回填整平面必须平顺，治理区内无大坡度和沟坎。经实地调研及工程测量土方计算，治理区平整面积159113.74m2，平整方量57601m3。
5.3固体废弃物拆除清运
本矿山需拆除的建筑物为2处临时房屋及少量生活垃圾，主要为活动板房及混凝土块，方量122.76m3，经调查矿区100km处有建筑垃圾场，可将矿区建筑垃圾拆除清运至垃圾处理厂进行处理。
5.4植被恢复工程
对砂堆清运及平整区进行植被恢复工程，通过人工干预促进治理区植被更好更快恢复。人工撒播草种的草籽选择主要根据当地现状生长的植被为主，现场调查，矿区周围生长的草本植被主要是苔草、针茅草、羊茅草，据此本矿山生态修复拟选草种有垂穗披碱草+青海冷地早熟禾+星星草+青海中华羊茅，配比1:1:1:1:1，225kg/hm2，播撒草籽时，每公顷培有机肥3000kg。植被修复面积15.9114hm2。培肥：撒播草籽后对该区进行商品有机肥培肥，以提高土壤养分，培肥面积为15.9114hm2，根据以往在该地区植被修复经验培肥标准按每公顷施肥3000kg计算，合计需培肥47734.2kg。
5.5工程管护与植被养护
安排专人看护。对植被修复工程加强后期养护工作，及时补种草籽、人工施肥，确保植被恢复成效。对治理区进行绿化的区域在撒播草籽之后全部覆盖可降解无纺布（要求单位面积覆盖无纺布的质量≥15g/m2）。无纺布选用30g规格可降解草坪无纺布材质，铺设前区域内的杂物应清除干净，无纺布与铺设面之间应压平、贴紧、避免架空。采用搭接形式铺设，搭接宽度50~80cm，力求平顺，松紧适度，不得绷拉过紧［3］。无纺布铺设总面积15.9114hm2。植被管理养护期为24个月，养护期主要查看草籽出苗率，发现草籽出苗率低时，及时进行补种。
5.6地质环境保护与宣传
在治理区进口处设立矿山生态修复标志牌1座。平面尺寸高3×宽2.5×厚15cm，基础深1.2m，牌面镌刻“矿山生态修复”建设单位、施工单位、监理单位及项目名称等；牌背镌刻宣传标语，内容以绿色矿山、生态修复为主。
6结论
通过项目实施，可有效减轻因采矿活动对生态环境的影响，降低历史遗留矿山扬尘与景观视觉污染，提高涵养水源、调洪削峰、防止土壤侵蚀、净化水质和调节气候等生态服务功能；有效推进生态系统的良性循环，提升区域生态环境质量，提高群众满意度，有利于社会的和谐发展和稳定。建议在治理施工过程中要合理堆放弃渣和占用场地，严禁任意弃土和乱丢生活垃圾，尽量减少对环境的破坏。
参考文献
［1］苏莲霞，姜兴州，赵瑛，等.三江源废弃砂金矿山地质环境问题及恢复治理研究［J］.中国锰业，2023，41（5）：80-84.
［2］徐彦君.镇江市某废弃矿山地质环境问题及治理措施［J］.冶金与材料，2023，43（11）：109-111.
［3］汪江英，石常亮，王哲.刘家滩金矿矿山地质环境现状与恢复治理方案［J］.资源信息与工程，2021，36（5）：90-93+97.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
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祁连县小沙龙直沟砂金矿山地质环境问题及生态修复治理论文
人参与 2024-10-24 10:28:34 分类 : 理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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