陕南地区矿山生态修复技术及地质灾害防治研究论文

2024-06-12 10:17:48 来源: 作者:zhoudanni
摘要:本文通过对矿山生态修复的基本原理、植被恢复技术、土壤修复技术、水环境修复技术、地质灾害形成的主要因素、地质灾害防治技术方法、陕南地区矿山生态修复与地质灾害防治实践案例分析,为后续的生态修复工作提供了宝贵经验、借鉴及技术支持和理论参考。通过实践案例的总结和应用,可以更好地完成矿山开发过程中的生态环境保护和修复工作。
摘要:本文通过对矿山生态修复的基本原理、植被恢复技术、土壤修复技术、水环境修复技术、地质灾害形成的主要因素、地质灾害防治技术方法、陕南地区矿山生态修复与地质灾害防治实践案例分析,为后续的生态修复工作提供了宝贵经验、借鉴及技术支持和理论参考。通过实践案例的总结和应用,可以更好地完成矿山开发过程中的生态环境保护和修复工作。
关键词:陕南;矿山;生态修复;地质灾害
陕南地区以其丰富的矿产资源及秀美的自然环境而闻名,随着环保政策的管控及市场需求的减少,大量废弃矿山处理问题已经成为一项迫切需要解决的任务。废弃的矿山地区占地广泛,矿山开采对周边土地、水源和生物多样性造成了长期和严重的破坏。矿山开发活动涉及到大规模的土地破坏、生态系统失去平衡等问题,对环境和自然资源的负面影响是不可忽视的。矿山生态修复旨在通过采用各种技术和措施来恢复和建立矿山地区原有的自然生态系统,进一步提升地区的生态环境质量。通过对废弃矿山地区的植被恢复、土壤修复、水环境治理等方面的研究和实践,可以有效地减轻矿山开发活动对生态环境造成的破坏,并为矿山地区的可持续发展和生态安全提供保障。
1陕南地区矿山生态现状分析
陕南地区地质条件优越,拥有大量矿产资源,尤其是有色金属、贵金属、黑色金属及各类非金属矿产资源等。然而,陕南地区的矿山资源开发也面临一些挑战和问题。首先,资源的有限性和矿产质量的下降。随着开采量的不断增加,一些矿山的资源储量逐渐减少,矿石品质也逐渐下降,使得开采成本增加。其次,矿山开发对生态环境的影响日益突出。矿山开采过程中产生的废弃物、噪音、振动等对周边环境和生态系统造成了一定的破坏。此外,矿山事故和地质灾害的发生也给矿山安全带来威胁。因此,陕南地区的矿山生态修复和地质灾害防治研究显得尤为重要。通过采取科学的生态修复技术,可以减轻矿山开采对生态环境的影响,恢复受损的生态系统。同时,加强地质灾害的防治工作,可以降低地质灾害的发生概率,保障矿山安全和周边环境的稳定。
2矿山生态修复的技术方法
矿山生态修复是指对矿产资源开发活动所造成的生态环境受损区进行系统修复与综合治理的过程。其基本原理包括以下几点:矿山生态修复应以改善环境质量为目标,注重生态系统的自我修复能力。在矿山生态修复过程中,环境质量的提升是关键,只有实现环境质量的改善,才能有效促进生态系统的恢复和稳定发展。因此,矿山生态修复的首要目标是通过各种措施减少或消除矿山环境中的有害物质和污染物,还原和恢复自然环境的功能和特性。
植被恢复技术是矿山生态修复的重要手段之一。通过选择适宜生态条件下的植物物种,进行植被的种植和恢复,达到修复矿山地区植被覆盖的目的。人工造林是植被恢复技术中的重要环节。通过进行人工造林,可以快速地恢复矿山地区的生态系统。
土壤修复技术是非常关键的一环。矿山开采会破坏土壤结构、破坏土壤肥力,导致土壤质量下降。因此,必须采取措施修复矿区的土壤。常见的土壤修复技术包括土壤改良、有机物添加、微生物修复等。其中土壤改良是一种常用的修复技术,通过添加改良剂来改善土壤结构和性质。常用的改良剂包括:石灰、石膏、有机肥料等,可以调节土壤的酸碱度、改善水分保持能力和通透性。不同的土壤类型对修复技术的适用性有所差异。对于酸性土壤可以选择添加石灰等碱性物质来调节酸碱度;对于盐碱土壤,可以选择利用植物修复、盐分淋洗等方法来恢复土壤的盐碱性。此外,需注意修复技术的实施效果评价和监测,及时调整修复方案,确保矿区土壤的有效修复和恢复。
在矿山生态修复过程中,必须采取一系列的水环境修复技术来恢复和改善水资源的质量和水生态系统的健康。常见的水环境修复技术包括植物吸附技术、湿地生态系统的建立和修复、水体的深度净化等。植物吸附技术是一种常用的水环境修复技术。通过选择适当的水生植物,利用植物根系对污染物进行吸附和转化,达到净化水体的目的。一些具有良好吸附性能的植物,如芦苇、菖蒲等,可以有效地吸附水中的重金属离子、有机物等污染物,减少其在水体中的浓度。其次,湿地生态系统的建立和修复也是一项重要的水环境修复技术。湿地具有较强的水体净化和保持水资源稳定的能力。通过构建人工湿地或恢复自然湿地,可以提供生物多样性和物种丰富度,增加湿地生态系统的稳定性和抗干扰能力,进而改善水体的质量。
3地质灾害的类型与成因分析
陕南地区常见地质灾害类型较为多样,主要包括滑坡、崩塌、泥石流等。地质灾害的形成是由多个因素综合作用的结果。首先,地质构造是地质灾害形成的重要因素之一。陕南地区位于活动构造带,地质构造活跃,存在很多断层和褶皱。这些地质构造在地壳运动中可能引发地震、滑坡等地质灾害。其次,降水是导致地质灾害发生的重要因素。研究表明,大雨、暴雨、长时间连续降雨等气候条件会导致地表水量增加、地下水位上升,加大山体滑坡、泥石流等地质灾害的发生概率。土壤、岩石的物理力学性质也是地质灾害发生的重要因素。土壤的稳定性和强度、岩石的结构和稳定性,直接影响到山体的稳定性。强风、水分变化等因素会导致土壤、岩石的力学性质发生变化,从而引发地质灾害。人类活动也是地质灾害形成的重要因素之一。过度开采矿产资源、滥伐森林、不合理的土地利用等人为活动会破坏生态环境,削弱山体的稳定性,增加地质灾害的风险。除了以上因素,地震、火山活动、地质遗迹等自然因素也会对地质灾害的形成起到重要作用。
4地质灾害防治的综合调查与评价
地质灾害调查是为了全面了解地质灾害的空间分布特点、影响范围、发展趋势以及原因机制等。因此在陕南地区的地质灾害调查中,需要详细调查研究各种类型的地质灾害,包括滑坡、崩塌、泥石流等。通过了解它们的分布情况、造成的破坏范围以及形成的原因,可以全面认识陕南地区地质灾害的特点和趋势,为地质灾害的防治措施提供科学依据。
定性评价主要采用专家经验判断和分级评估的方式。在定性评价中,专家会结合地质、地貌和环境信息,综合分析地质灾害的特征和危害程度。定量评价则依据具体的数据和指标体系,采用数学统计、遥感和GIS技术等方法进行分析和计算。在定量评价中,地质灾害危险性指标用于评估灾害发生的可能性和频率;易发性指标则用于评估特定区域内灾害发生的潜在风险;致灾能力指标用于评估地质灾害造成的具体损失和危害;社会脆弱性指标用于评估社会系统的抵御能力和恢复能力;经济损失指标用于评估灾害对经济的影响和损失。
5地质灾害防治技术方法
支护与加固技术是陕南地区地质灾害防治的重要手段之一。在研究区域的地质条件和灾害类型的基础上,选择合适的支护与加固措施,提高地质工程的稳定性和安全性。常见的支护与加固技术包括钢支撑、预应力锚杆、混凝土喷射梁、削坡卸载、格构梁等。在陕南地区的矿山生态修复和地质灾害防治工作中,合理选择和应用支护与加固技术,能够有效提高矿山和工程项目的安全性,并为地方经济的可持续发展提供有力支撑。
5.1防治措施与工程实施
防治措施与工程实施是地质灾害防治的关键环节。根据研究区域的地质灾害特点和风险评估结果,制定相应的防治措施和工程规划。常见的防治措施包括整治植被、改善排水系统、加强防洪建设等。整治植被可以通过植被的选择和配置,增加地表的覆盖度,减少土壤侵蚀和滑坡的发生。在实施整治植被的过程中,可以选择适应当地气候和土壤条件的植物,如草类、灌木和乔木等,以增强植被的稳定性和生态功能。此外,还可以合理配置植物的密度和布局,以提高整体的覆盖度和保持力。
改善排水系统是另一个重要的防治措施。对于存在排水不畅的地质灾害点,可以采取疏通排水沟、建设排水井等措施,以减少地下水和雨水在地下积聚的可能性。疏通排水沟可以通过清理和加固沟渠,保持排水通畅,防止水流积聚和溢出。而建设排水井则可以起到收集和排除地下水的作用,降低地下水位,减少地质灾害的发生风险。
5.2地质灾害预警与监测技术
地质灾害预警与监测技术是及时发现和预防地质灾害的重要手段。通过对地质灾害的监测和预警,可以提前采取相应的防治措施,减少人员伤亡和财产损失。常用的地质灾害监测技术包括遥感技术、地震监测、测斜监测、渗流监测等。地质灾害预警与监测技术在防止地质灾害发生和减少灾害损失方面起着重要作用。各种监测手段的结合和创新将进一步提高地质灾害的预警效果,为矿山生态修复和地质灾害防治提供科学依据和技术支持。
6陕南地区矿山生态修复与地质灾害防治实践案例分析
6.1矿山生态修复实践案例分析
(1)佛坪县水磨沟石英矿历史遗留矿山生态修复项目。佛坪县水磨沟石英矿历史遗留矿山生态修复项目进行的生态修复实践中,主要采用了植被恢复、土壤修复和水环境修复等技术。该历史遗留矿山主要矿山地质环境问题主要由采矿造成,区内的采矿遗留问题主要为废渣堆、裸露岩石边坡和开矿留下的矿山道路。同时开矿破坏了区域内的排水系统,致使雨水冲刷渣堆和沟道严重。设计对所有渣堆压占土地区域进行整体面状生态修复,构建区域内的排水系统,确保植被成活率,对已恢复治理区域进行巩固提升绿化,确保生态修复效果。划分修复单元后采用工程措施(支挡防护、边坡修整、截排水);辅助措施(平整场地、客土回覆);生物措施(鱼鳞坑种植、撒播草籽);巩固提升(针对前期治理效果差区域,补种树、撒草籽)等一种或多种措施进行治理。通过治理效果显著,基本解决了裸露历史遗留图斑问题及水土流失造成地质灾害发生的隐患。
(2)石泉县两河镇兴隆石灰岩矿地质环境恢复治理项目。石泉县两河镇兴隆石灰岩矿地质环境恢复治理项目,矿山生态修复实践主要关注地质环境恢复和生态重建工作。矿山存在的地质环境问题是:①采场内截排水设施不完善,洪水对渣堆和坡面的冲刷较严重,雨季水流携带的石渣和块石容易造成沟道淤塞,威胁矿山办公场所和设施设备,后期需完善全场地截排水设施,做到有组织排水。②现状采场立面整体坡度较陡,不符合露天矿山边坡的终了安全规定,存在崩塌隐患。③采场内弃渣随意堆放,局部缺少必要的挡护措施,大量土地资源压占损毁,后期需对废渣归并整理,同时采取必要的挡护措施,防止雨季渣堆失稳和水土流失。④开采剥离山体造成矿区植被破坏,原有的地形地貌景观发生改变,形成高陡裸露岩壁,对地形地貌景观破坏严重等。对矿山地质环境恢复治理设计采用支挡工程(浆砌石挡墙)+排水工程(排水沟+消能池)+土地复垦+绿化工程(植树+撒播草籽+种植爬山虎、常春藤)相结合的治理措施。
6.2地质灾害防治实践案例分析
城固县五堵镇五洋桥滑坡治理工程地质灾害防治实践本着发挥资金最大优势,最大限度地消除滑坡隐患,减缓坡体变形和以治理工程关键位置为重点的治理原则。通过对滑坡形成机制和稳定性影响敏感因素的分析,诱发滑坡地质灾害的主要因素为开挖坡脚,直接导致坡脚失去支撑,抗滑力减小,滑坡稳定性降低;坡面垦荒种地造成表层岩土体松散、坡面凹凸不平、坡体排水不畅,增加了雨水向下补给能力,使软硬接触带附近岩土体饱水软化,抗剪强度降低,滑坡稳定性下降。该滑坡体中下部呈凸起状,地形较陡,利于滑坡形成。因此对坡脚进行支撑防护、完善地上、地下截排水系统、适当卸载是治理工作当务之急,也是相对有效的治理手段。最终确定本次工程治理方案为:混凝土挡墙+主动防护网+截排水工程+生物措施护坡。按照前述削方减载方案,考虑到坡脚紧靠居民房屋,工程施工时应加强监测,且工程竣工后的监测时间不少于1个水文年。
7结论与展望
7.1研究结论
陕南地区存在着多种类型的地质灾害,包括滑坡、崩塌、泥石流等。通过对这些地质灾害类型和成因进行分析,可以找到诱发地质灾害的主要因素,为灾害预防提供科学依据。针对不同类型的地质灾害,可以采取相应的支护与加固技术、防治措施与工程实施以及地质灾害预警与监测技术等方法,从而有效降低地质灾害的风险。
通过实践案例分析,验证了陕南地区矿山生态修复和地质灾害防治技术方法的可行性。在实践中,发现矿山生态修复和地质灾害防治工作的成功需要政府、企业和科研机构的合作,并且要注重技术、经济和社会的可持续发展。在未来的研究中,还需要进一步探索适应陕南地区特点的生态修复和地质灾害防治技术,以实现矿山生态环境的可持续发展和地质灾害风险的有效控制。
7.2建议和未来研究方向
应进一步加强矿山生态修复技术方法的研究与应用。在植被恢复技术方面,可以深入研究适应陕南地区气候和土壤条件的适宜植物种类,提高植物的适应性和生存率。可通过大规模试验和观测,探索植物与土壤之间的相互作用机制,为植被的快速恢复提供科学依据。在土壤修复技术方面,可以探索更多的土壤改良方法。
应加强地质灾害防治技术方法的研究与应用。在支护与加固技术方面,可以研发更先进、更可靠的支护材料和结构,提高支护系统的稳定性和安全性。可以通过数值模拟和物理实验相结合的方法,研究不同地质条件下的岩石和土体的变形与破裂机制,为支护设计提供科学依据。在防治措施与工程实施方面,要加强地质灾害的综合防治工作,建立完善的管理体系和技术规范。
加强对矿山生态修复和地质灾害防治实践的研究与评估。通过实践案例的总结和分析,可以进一步改进和完善矿山生态修复和地质灾害防治技术的应用效果,提高工作的可操作性和实效性。要加强对矿山生态环境和地质灾害防治工作的监测和评估,建立科学的评价体系和指标体系,为决策提供科学依据。
综上所述,本研究为陕南地区矿山生态修复技术方法和地质灾害防治工作提供了重要的理论支持和实践指导。在未来的研究中,需要进一步完善和提高相关技术方法的可行性和适应性,为陕南地区的矿山生态环境恢复和地质灾害防治工作作出更大的贡献。此外,还需加强学术交流与合作,促进不同地区和学科之间的合作与互动,推动矿山生态修复与地质灾害防治的持续发展。
