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露天金属矿山土地复垦方向—宜耕宜林的探究

2014-12-26田臣龙徐凤琳

科技视界 2014年30期
关键词:废石矿区矿山

田臣龙 徐凤琳

(山东科技大学地质科学与工程学院,山东 青岛266590)

土地是人类赖以生存的基础,也是人类从事物质生产的资源。珍惜和合理利用每一寸土地,改善生态环境,实现土地资源可持续利用,是贯彻落实科学发展观的十分紧迫的任务。然而到目前为止,土地复垦仍是一门新兴的交叉学科,尚未建立完整的理论体系[1],土地复垦可行性研究是土地复垦工作的重要内容和首要任务,主要是对土地复垦项目进行全面、深入、细致的分析,确认在经济、技术、科学和生态环境方面是否合理和可行,为土地复垦项目提供科学的依据。本文通过对于露天金属矿山对破坏土地的调查和预测、矿业活动对生态环境影响的分析、土地复垦的要求和破坏的土地进行适宜性评价,结合矿区自然、社会、经济等因素,探索了露天金属矿山土地复垦方向,同时可为同类复垦工作提供一定参考。

1 破坏土地的调查和预测土地

1.1 已破坏土地现状

根据现场调查和访问,露天金属矿山开采破坏土地主要是露天采场、矿山道路破坏,废石堆放场占压等。

1.2 拟破坏土地预测

结合露天生产建设方式和工艺流程等,分析矿山开采过程中对土地造成的破坏方式,确定对拟破坏土地的预测方法。露天开发破坏土地的生产环节主要有:露天采场开采、废石堆放场占压、矿区道路建设等,分别对这些方面进行预测。

1.3 破坏程度划分

把土地破坏程度预测等级数确定为3级标准,分别定为:一级(轻度破坏)、二级(中度破坏)和三级(重度破坏)。评价因素的具体等级标准目前国内外尚无精确的划分值,本次研究主要根据压占的面积、堆土石高度、边坡坡度等确定压占土地的破坏程度,根据挖损面积、挖损土地厚度等确定挖损土地的破坏程度

评价方法采用就大不就小的原则,以对土地破坏程度最大的评价因素作为评价结果。最后对拟破坏土地预测进行汇总汇总

2 生态环境影响分析

露天金属矿山开采,会对项目区范围内及周围有限区域的地表、地下水、土壤、生物等生态环境产生一定的影响。矿产资源的开发将导致土地资源和植物资源的破坏,从而破坏矿区及其周边地区生态系统的结构和平衡。此类影响具有不可避免的特性。

2.1 地表景观影响分析

露天金属矿山开采范围内对地表的影响较大。特别是大规模的露采,采场内地貌发生较大的改变,改变了原地表景观,形成阶梯状平台;周边形成了较陡的人工开采边坡,区域内,地层表土全部被剥离,出现较大面积的裸露面。

废石堆放场内剩余废石的长期堆积,压占其他林地,改变土地利用类型和功能,加剧了水土流失,不仅对土地产生一定的破坏,而且易发生次生灾害。

2.2 对生物的影响分析

2.2.1 对植物造成的影响

露天金属矿山的露天采场、废石堆放场及矿山道路的修建,均能造成较大面积植被的毁坏,占用范围内植被基本被全部清除,直至矿山关闭复垦后,植被才得以慢慢恢复。在这里还要根据实地调查,考虑当地物种多样性,矿区内无国家珍稀濒危植物和国家重点保护植物。

2.2.2 对动物造成的影响

对动物的影响,取决于各类动物的栖息环境、生活习性、居留情况以及工程对生态环境影响大小等多方面因素。

2.3 地下水环境的影响分析

2.3.1 矿业活动对地表水的影响根据矿区出露位置高低、区内有无常年地表水系和废石堆放场内的剥离表土、弃渣、废石,来进行判断矿业活动对地表水的影响。

2.3.2 矿业活动对地下水体的影响考虑矿区主要含水岩组、主要补给源和矿山开采最低开采标高是否高于矿区地下水侵蚀基准面高程。

2.3.3 固体废物对水环境影响分析

固体废物对水环境影响分析,主要从废石中的有害物多少和矿石堆积时间两个方面判定。

2.4 矿业活动造成水土流失的分析

主要考虑矿床底板的岩性、开采推进方向与岩层位置关系、岩层面坡脚陡缓与有无滑移面、赋矿层位及其构造。

2.5 土壤质量影响分析

从矿区矿层、夹层、顶、底板是否含放射性及其它有害物质和表土堆放场内土壤的类型进行分析。

3 土地复垦可行性分析

依据对破坏土地的调查和预测,按照土地复垦的要求,对破坏的土地进行适宜性评价。土地适宜性评价就是从生态学角度和可持续发展的角度,根据工业、农业等各项规划建设的需求及相关政策精神,分析土地质量的供给能否满足社会经济和自然生态发展的需求,给出土地质量能够满足生态学需求程度上的评价和地域分布,建立矿区土地复垦后利用发展最佳模式。

3.1 评价原则

(1)可垦性与最佳效益原则;

(2)综合分析与主导因素相结合,以主导因素为主的原则;

(3)因地制宜和农用地为主的原则;

(4)服从地区总体规划,着眼发展的原则。

3.2 待复垦土地可行性评价依据

土地适宜性评价是评定土地对于某种用途以及适宜的程度,它是进行土地利用决策,确定土地利用方向的基本依据。

土地复垦适宜性评价在详细调研项目区土地破坏前的利用状况、生产力水平和破坏后土地的自然条件基础上,参考土地破坏预测和程度分析的结果,依据国家和地方的规划和行业标准,采取切实可行的办法,改善被破坏土地的生态环境,确定复垦利用方向。

3.3 待复垦土地适宜性评价

本次适宜性评价按照如下程序进行,见图1。

图1 适宜性评价程序

3.3.1 选择评价方法

选择土地综合指数法进行适宜性评价。土地综合质量指数法根据土地类的各评价因子等级的高低,分别赋以相应的等级分。耕地评价因子分为4个等级,即等级为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,则等级分对应为4、3、2、1;林地和草地划分为3个等级,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,对应等级分为3、2、1。用等级分乘以评价因子相应的权重值,即为各评价因子的指数。评价单元的各评价因子指数相加之指数和,称为土地综合质量指数,其计算模型为:

式中:Gi——地块综合质量指数,Pij——地块评价因子的权重,Xij——地块评价因子的等级分,i-地块的图斑号。

3.3.2 确定参评单元

(1)参评单元划分要求:①单元内部性质相对一致;②单元之间具有差异性,能客观地反映出土地在一定时期和空间上的差异;③具有一定的可比性。

3.3.3 确定土地复垦初步方向

(1)参评方向选择依据:依据当地土地利用方式,符合矿区周边环境。

(2)评价方向确定:评价方向确定主要依据收集的土地利用现状图,结合矿区周边土地利用方式,确定土地适应性评价的方向。

3.3.4 制定评价因子体系

参评因子选择是土地适宜性评价的核心内容之一,直接关系到土地适宜性评价的科学性及评价精度的高低。影响适宜性的要素众多,且其间的关系错综,需要在众多的因素中选择出最灵敏、便于度量且内涵丰富的主导性因子作为评价指标。

评价因子的确定:考虑到矿山的实际情况,土地复垦适宜性评价针对宜耕和宜林进行。

①宜耕:宜耕复垦方向选择破坏程度、地形坡度、排水条件、土体厚度、土地稳定性5个指标;

②宜林:宜林复垦方向选择破坏程度、地形坡度、排水条件、有效土层厚度等4个指标。

3.3.5 权重、因子指数确定

采用层次分析法确定每个指标的权重值。结合矿区的实际情况,参考《耕地后备资源调查与评价技术规程》和《土地复垦规程》(试行)等确定本次宜耕、宜林评价指标体系。

3.3.6 评价等级的确定

划分土地等级的指数和(或称为土地综合质量指数)范围的方法:

(1)计算最高和最低土地的指数和,当所有评价因子指数值均为I等时即等级分为4(林地和牧草地为3)时,指数和最高分400分(林地和牧草地为300分),当所有评价因子指标值均为末级即等级分为1时,指数和最低分为100分;

(2)最高指数和减去最低指数和,除以适宜性级别个数,所得平均差为划分等级的梯度分值段,例如耕地梯度分段值=(400-100)/4=75。

3.3.7 确定各参评单元土地资源性质状况

通过实地调研和查询相关的资料得到待评价单元土地资源相关性质的数值。例如某矿各参评单元土地性质状况

3.3.8 适宜性评价结果

根据各参评单元破坏后的土地资源性质状况,以及各评价因子的指数和权重表,求出评价单元的加权指数和,再对照相应的适宜性分级标准,得出各评价单元的适宜性评价结果。

3.4 复垦后土地利用方向的确定

土地复垦利用方向确定主要结合周边环境的情况下,遵循“宜农则农、宜林则林”。根据适宜性评价结果,确定露天金属矿区复垦方向。

4 结论

根据以上适宜性评价,定下露天金属矿区复垦方向。为做到评价的复垦方向符合项目区实际情况,将对适宜性确定的复垦方向与相关土地管理政策、项目区周边环境和复垦效益、村民意愿等情况进行对比,最终反映确定的复垦方向是否为最佳利用方式。

通过以上分析,本方案适应性评价确定符合矿区区实际的复垦方向是宜林或者宜耕。

[1]张绍良,张国良.土地复垦的基础研究[J].中国矿业大学学报,1999,28(4):389-392.

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