國外礦山修復(fù)主要技術(shù)
西方發(fā)達國家在上個世紀(jì)初就開始了采石場生態(tài)修復(fù)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(fù)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(fù)，美國在1971年的礦山土地復(fù)墾率為79.5%。
美國土地復(fù)墾的理念主要強調(diào)能夠恢復(fù)為破壞之前的狀態(tài)，要求使農(nóng)田和森林恢復(fù)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(yù)防和治理；防止堆積物產(chǎn)生滑坡等災(zāi)害。
德國自1940年開始，在采礦過程中極其注意最大程度的減少破壞生態(tài)環(huán)境，開采后進行的復(fù)墾不單是種樹或整地，而是從宏觀上考慮生態(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(nóng)林面積的前提下，防止污染并恢復(fù)生態(tài)的平衡。法國非常重視在露天排土場進行植草并促進土壤的活化，經(jīng)過一定的復(fù)墾后變成新農(nóng)田。
澳大利亞政府重視恢復(fù)廢棄礦區(qū)，并嚴(yán)管生產(chǎn)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境、堅持走可持續(xù)生態(tài)礦業(yè)之路。它將多專業(yè)聯(lián)合投入，并引入許多新計算機技術(shù)，現(xiàn)在已將復(fù)墾作為開采工藝的一部分。
在美國和澳大利亞等國家，目前引用的現(xiàn)代3S技術(shù)和其他新技術(shù)、新理念在生態(tài)恢復(fù)中已得到廣泛應(yīng)用。生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)也不僅僅是種樹種草，而是建立一個能夠進行自我維護、運行良好的完整生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)。
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年多次試驗后開發(fā)出了比較實用的噴射綠化技術(shù)。
1973年，日本開發(fā)出了纖維土綠化方法，通過混合纖維、砂質(zhì)土和泥，并呈臺階型噴射。自1960年后，一些發(fā)達國家開始研制邊坡綠化技術(shù)，結(jié)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(nèi)礦山修復(fù)主要技術(shù)
我國對礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)的研究起步較晚，開始于二十世紀(jì)八十年代，九十年代以后才初步形成一定的規(guī)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(nèi)對礦區(qū)廢棄地的研究主要是與土地開發(fā)、土地整理相結(jié)合的研究，根據(jù)實際情況將廢棄礦山開發(fā)改造成工業(yè)用地、耕地、旅游景觀和旅游用地、倉儲用地、養(yǎng)殖用地、軍事用地或綠地。
礦山環(huán)境問題因為礦產(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)境問題為采空區(qū)、塌陷區(qū)、煤矸石堆等，其治理關(guān)鍵是對采空區(qū)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，還要對廢棄渣堆進行化學(xué)處理，防治廢渣堆等通過雨水的淋漓作用污染附近的土壤和地下水;廢棄采石場則主要進行滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的防治以及植被的恢復(fù)。
廢棄采石場作為礦山廢棄地的一種，其恢復(fù)治理過程應(yīng)為：廢棄采石場現(xiàn)狀調(diào)查→恢復(fù)治理總體規(guī)劃→地質(zhì)災(zāi)害防治→不穩(wěn)定邊坡、廢氣坑、礦坑等的治理→植被恢復(fù)。
03
國內(nèi)外礦山修復(fù)經(jīng)典案例
目前，在國內(nèi)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種類型：生態(tài)恢復(fù)類、博物資源利用類、旅游開發(fā)類、復(fù)墾造田類、引水造湖類、垃圾處理廠類、倉儲類。
由于國外城鎮(zhèn)基礎(chǔ)建設(shè)起步較早，采石場的生態(tài)環(huán)境問題發(fā)生較早，也較為嚴(yán)重，因此對采石場生態(tài)恢復(fù)的研究與實踐相應(yīng)也更為深入。近年來，國內(nèi)對廢棄采石場的恢復(fù)治理工作研究和探索的實踐不斷涌現(xiàn)。
01、日本國營明石海峽公園
日本國營明石海峽公園其修復(fù)主題是“使園區(qū)得到生命的回歸”。設(shè)計師通過“大地藝術(shù)”和“水景”手法，在生態(tài)恢復(fù)的基礎(chǔ)之上尋求人與人的交流以及人與自然對話的場所。
日本國營明石海峽公園原來是一處大型采石采砂場，從20世紀(jì)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城市沿海的人工島提供了1.06萬億立方米的砂石，挖掘深度達100米以上，構(gòu)成范圍達140平方公里左右的裸露山體。
20世紀(jì)80年代開始，該島所在的兵庫縣委托著名設(shè)計師安藤忠雄進行規(guī)劃設(shè)計，并成立綠化專家委員會，進行恢復(fù)植被。規(guī)劃強調(diào)恢復(fù)自然的狀態(tài)，形成良好的景觀和創(chuàng)造為人服務(wù)的游憩空間，其主題是“使園區(qū)得到生命的回歸”。
整體目標(biāo)首先是治愈山體幾十年來被開采留存的傷痕。綠化委員會認(rèn)為種植必須從苗木開始，而成樹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年開始總計24萬顆苗木的栽種工程。而科學(xué)的種植方式使這一計劃得以實現(xiàn)，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(yǎng)水分。灌溉系統(tǒng)采用埋置聚乙烯管，密度為1米間隔。
同時，由于當(dāng)?shù)亟邓肯鄬^低，因此為了植物生長的需要，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(shè)于道路下方，同時，公園還要成為區(qū)域的服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，包括國際會議中心、星級旅館、大型溫室、露天劇場等設(shè)施創(chuàng)造面向未來的休閑場所。
02、法國Biville采石場生態(tài)修復(fù)
法國Biville采石場具有尺度大、高差大，生態(tài)退化嚴(yán)重的特點，在改造中保留場地的工業(yè)痕跡，將其轉(zhuǎn)化為新景觀結(jié)構(gòu)中有特色、標(biāo)志性的場所，體現(xiàn)出對所在地歷史文脈的尊重。
位于Clairefontaine峽谷頂部的Biville采石場在開采石料10年之后于1989年被關(guān)停。采石坑是一道450m長、寬度均勻的直線型裂縫，呈45度的邊坡貧瘠而凹凸不平，落差20-40m。
設(shè)計師將其建成具有3.5平方公里湖泊的休閑區(qū)。他們的理念是不應(yīng)刻意掩飾石料開采過程遺留的痕跡，而是將其作為場地特征保留，只需確保最佳地點的連貫性以便于生態(tài)系統(tǒng)的自然恢復(fù)，然后再引入一些植被使廢棄采石場恢復(fù)到一種自然狀態(tài)。
改造措施包括設(shè)計了一系列引導(dǎo)水流的設(shè)施和設(shè)備，使其匯聚到谷底形成湖泊。湖岸經(jīng)過設(shè)計以適應(yīng)當(dāng)?shù)刈钇毡榈男蓍e活動—釣魚。
為方便游人進入谷底，坑壁修建了階梯狀，每一個平臺兩旁都有金屬網(wǎng)罩固定的石塊作為?？?。同時，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。從谷底觀賞的巨大的石墻成為該地區(qū)最具象征性的景點。
場地中呈條帶狀種植了成年樹木來抵抗風(fēng)的侵蝕，每一部分都根據(jù)其自然特色及地形選擇種植形式。
03、委內(nèi)瑞拉古里采料場生態(tài)修復(fù)
委內(nèi)瑞拉首次使用水草種植技術(shù)，確保在無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實施生態(tài)恢復(fù)，并在應(yīng)用水草種植技術(shù)方面走在前列。
古里工程位于委內(nèi)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公頃的采料場采運4000萬立方米的防滲材料。
采料場開挖包括清除已風(fēng)化的片麻巖，清除工作留下裸露的不規(guī)則的凹凸表面和易受雨水嚴(yán)重沖蝕的凹地，因而形成較差的感官區(qū)，這些地區(qū)的地形變化高達100m。對此，卡羅尼電力公司對采料場實施多方面的“生態(tài)環(huán)境恢復(fù)計劃”，目的是恢復(fù)古里水電站工程施工期間受影響地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
“生態(tài)恢復(fù)計劃”分為引發(fā)階段、恢復(fù)階段、診斷檢查階段、實驗階段、按合同種植階段、持續(xù)處理階段6個階段，概念是“以自然恢復(fù)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木，將具有抵抗力的禾本豆科類種子與證明能適應(yīng)采料場生態(tài)氣候條件的種子混合種植，每年雨季禁止種植，實施與3年后種植期相適應(yīng)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(nèi)設(shè)立小型氧化塘。
在城市化建設(shè)過程中，廢棄礦山(采石場)給城市帶來較為嚴(yán)重的景觀生態(tài)問題，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、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展造成一定的影響。
根據(jù)國內(nèi)外廢棄采石場的改造研究與實踐分析，廢棄采石場的改造主要是在其自身的土地資源以及獨特的自然景觀的基礎(chǔ)上加入人文景觀元素，在修復(fù)生態(tài)的同時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(qū)。