【矿山生态修复技术】矿山生态修复规划设计与工程实践-狼窝沟小流域废弃煤窑生态修复规划设计

狼窝沟小流域废弃煤窑位于北京市门头沟区斋堂镇,是当地政府打击非法开采关停的小煤窑。也是门头沟区实施生态修复、实现“黑白经济”向“绿色经济”转变的试点项目。

 

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一、项目区概况

斋堂镇狼窝沟小流域位于太行山系北端,地势西北高东南低,为石质山区,土壤主要为淋溶褐土、碳酸盐褐土和耕作褐土。该流域山坡植被多为灌木林,其次为草灌坡,有少量的人工林地,林草覆盖率在60%左右。多年平均降雨量449mm,年内降雨分配不均,多集中在汛期6-9月份,占年降雨量的80%以上。由于该区坡陡、土薄、煤炭开采多的特点,煤炭开采、矿渣堆积较多的沟道基本没有得到治理,因此水土流失仍较严重,迫切需要进一步治理。小流域内的小煤窑已关停,为了避免盗采,采取了封窑、添堵作业,并进行了场地的平整,形成废弃地面积约为300亩。

二、存在问题及解决方案

1.针对小流域水土流失严重和环境污染问题,采取适当的生态恢复措施,既能改善当地的生态环境,又控制了水土流失。

2.针对流域内林地面积小,土地利用率不高的问题,采取随型就势全面整地客土措施,使之形成宜林地等可利用的土地。

3.针对当地群众由于闭矿带来的经济困难,积极开展产业替代措施,将部分整理的土地作为生态养殖区,以缓解当地的劳动力就业问题,避免死灰复燃现象。

三、主要生态修复措施

(一)整地客土

首先清理流域内的碎石、弃渣,然后依地势平整土地,使其形成阶梯式台地,台地表面自上而下保持5‰的坡降,并在流域内土层较厚的地方取土,覆盖在台地上30-50cm。

(二)完善排水系统

沿台地与山体相邻的一侧设置排洪渠,山体上设置山坡排水沟,并在台地上设置草皮沟,通过导流翼墙使山坡排水沟、草皮沟分别与排洪渠连接。台地西侧是新开的道路,在道路西侧设置排水边沟。

1.排洪渠的设计 为保证排洪安全,按照20年一遇24小时最大洪水设计,50年一遇24小时最大洪水校核,在山体与台地之间修筑浆砌石排洪渠,采用梯形挖方断面按台地地势分段修建,坡降5‰;在台地之间即每段排洪渠进口处设置台阶式跌水,以防止来水过大时对沟道的强烈冲刷。

2.山坡排水沟 用浆砌石砌筑山坡排水沟,使之与山坡上的自然排水沟连接,将上游沟道来水通过导流翼墙,汇集入下游沟道连。

3.台地草皮沟 台地周边设有块石围堰,在台地地势偏低一侧的围堰底部做梯形断面草皮沟,以将台地上的水导入排洪渠。

4.道路排水边沟 流域内地势陡、坡降大,雨季来水量大,故在道路与山体之间设置浆砌石道路边沟,以减轻雨季山体来水和沟道上游来水对道路的冲刷,减少水土流失。

(三)工程与植被护坡

由于台阶式台地易受雨水冲刷阻塞渠道或对下一级台地造成不良影响,故在各级台地纵断面设置梯形干砌块石护坡挡墙,以减少台地水土流失,保证排洪渠安全排洪。 在排洪渠靠山体一侧和道路边沟靠山体一侧的顶部分别修建直立浆砌石挡墙,以拦截来自山体的土、石碎屑,防止沟渠阻塞,部分高陡路基边坡设置浆砌石挡墙。 在坡度较缓、植被覆盖率极低的路基边坡和两侧山体铺设生态植被毯,一方面可以起到恢复植被的作用,另一方面在植被未形成稳定群落前也可起到坡面防护作用。      

(四)植被恢复

在流域山坡宜林地和部分粗平整的台地上栽植乔、灌木,山坡植被栽植方式可采用鱼鳞坑;树种选择以具有水土保持功能和环境净化功能的乡土植被为主,辅以适当的经济植物,以实现生态植被恢复与区域经济发展相结合。

1.植物品种选择原则

坚持林地立地条件与树种的生物、生态学特性相一致的原则,做到适地适树适种源。根据植被恢复目的选择植物种;因地制宜地确定针、阔叶树种和乔、灌木的合理比例,提高物种多样性,防止单一化;充分利用优良乡土植物,积极推广引进取得成效的优良植物;选择具有较好的稳定性、抗病虫害能力强的物种。

2.水土保持植物

根据小流域的立地条件,应选择抗逆性强、耐贫瘠、具有空气净化能力的植物,针、阔叶树种比例为3:2。针叶树种选择树高在1.0~1.5m的油松和侧柏;阔叶树种选择胸径在3~4cm的臭椿和栾树,灌木选择树高在1.2~1.5m的黄栌、紫穗槐,草本植物依靠当地植物自然恢复,采用自然式混交模式,种植面积200亩。

3.经济植物

经济植物选择适应性强、收效快、效益好的当地主要经济树种--柿树、花椒和核桃。其规格为:柿树胸径3~4cm,核桃胸径3~4cm,花椒树高1.0m,以1:1:1的块状混交或纯林模式种植,共计面积100亩。

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