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0引言
我國是地質災害的多發國家之一,地質災害種類多、分布廣、影響大、造成損失嚴重。礦山地質災害是地質災害的一個分支,是人類開采礦山而直接誘發的人為地質災害。我國是采礦大國,開采技術和設備相對落后,導致礦山開采環境不斷惡化。近年來,重大地質災害明顯上升。
1礦業開發與地質災害
經濟的快速發展加快了對礦物的需求與消耗,這也為礦產開采企業帶來更大的發展機會。然而由于迅猛發展的中小型礦山疏于管理,加之小型礦山的開采方法和選礦工藝落后,大多無環保措施,加劇破壞礦區環境。開采環境明顯惡化,礦山地質災害問題日趨嚴重,潛在的致災隱患不斷增多,且隨時可能發展成災,造成人員傷亡、設備報廢、設施損毀甚至礦井關閉、資源浪費等嚴重后果。嚴重制約了社會經濟的可持續發展。
2礦山地質災害的主要類型
礦山地質災害種類繁多,按成災與時間的關系,可分為突發性礦山地質災害(如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發性礦山地質災害(如采空區的地面變形、環境污染等)。但最常見的是以災害的空間分布和成因關系分類。
2.1巖土體變形災害
2.1.1礦山地面和采空區塌陷地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區,若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺,產狀較平緩的礦區(如煤礦),地面塌陷的現象更為常見。礦體埋藏相對較深的地下開采礦山,如果不能及時回填和崩落采空區,當其達到一定規模就會產生大面積塌陷。
此外,在巖溶分布區,還會因礦山排水疏干而導致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源、建筑物,毀壞道路、水庫,還可直接導致礦山某些地下巷道的塌毀,或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內,造成淹井事故,直至停工停產。
2.1.2采礦場邊坡失穩、滑坡與巖崩主要原因是不合理開采如采剝失調、邊坡角度過陡等造成,這種災害多發生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。
2.1.3坑內巖爆坑內巖爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災難。
2.1.4采礦誘發地震因采礦活動而誘發的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導致井下和地表的嚴重破環。
2.1.5場庫失穩場庫失穩主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區居民生命財產帶來巨大危害,同時也給環境造成巨大破壞和污染。
2.2地下水位改變引起的災害
2.2.1礦坑突水涌水這是最常見的礦山災害,突發性強、規模大,后果嚴重。生產過程中常因對礦坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水斷層,驟遇蓄水溶洞或暗河,導致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人員傷亡災難。
2.2.2坑內潰沙涌泥這是常與礦坑突水相伴而生的災害。當采掘過程中驟遇蓄水溶洞,常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入,另外一些透水斷層和地裂縫也常會使淺部第四紀沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內。其結果是使坑道被泥沙阻塞,機器、人員被泥沙所埋,嚴重時甚至會使礦山遭受毀滅性的打擊。2.2.3環境污染環境污染是礦山災害的另一種重要形式。因采礦、選礦產生的“三廢”物質,由于未經有效處理就被排放到江河湖海中,造成環境污染公害事件。采礦還會造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等。
2.3礦體內因引起的災害
2.3.1瓦斯爆炸和礦坑火災這種災害最常見于煤礦。由于通風不良,使瓦斯積聚發生爆炸,造成井下作業人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱,在熱量聚積到一定程度時則發生自燃,引發礦山火災。礦山火災的危害極大,而且還嚴重損耗地下礦產資源,如有的煤礦在地下已燃燒上百年,其資源損耗量十分巨大,使當地氣候發生改變,農作物和樹木大量死亡,田地荒蕪,環境嚴重惡化。
2.3.2地熱隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。礦山地熱災害導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響了有關礦山的正常生產。
3礦山地質災害的防治措施
根據不同礦山的地質條件和地形特點及礦山的開發利用方案,以及災點的分布特點劃分不同層次的防治區,以便采取相應的防治措施。一般分為重點防治區、次重點防治區和一般防治區。
3.1重點防治區防治措施
3.1.1合理設計邊坡參數,加強邊坡監測,建議作擋墻穩固邊坡,開挖后如果出現開裂變形,建議做專門的工程地質勘察。
3.1.2對于原有的災害點,做好邊坡加固和預防工作,盡量消除因礦山開采而誘發災害復發的隱患。
3.1.3渣場棄渣嚴格作好方量及邊坡坡度的設計,作好擋墻設計,設置攔渣壩,防止泥石流的產生。并充分、合理利用渣場,嚴禁隨意棄渣(特別在公路沿線)。
3.1.4對于坑道開采,在坑道內一定要作好支護,做到邊開采邊支護,防止因礦頂坍塌、冒頂等而產生的危害,尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂。
3.1.5作好坑道的排水設計,以防因礦坑涌水造成危害。
3.1.6設置監測點,作好監測記錄與分析工作,確保在易于發生災害地段防患于未然。
3.1.7開采結束后,對礦區進行統一規劃,計劃進行礦山復墾工作,恢復礦山生態功能。
3.2次重點防治區防治措施在進場公路、礦山生活區建設中,會形成大量的邊坡和一定數量的棄渣,可能形成邊坡失穩,造成滑坡和塌方;沿途不合理的棄渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流,可能有滾石和飛石危害。
3.2.1科學合理設計邊坡參數,并進行合理支護和加固,邊坡上方應設置排水溝,做好地表擋排水措施。
3.2.2加強工地管理,合理堆放棄渣,嚴禁隨意棄渣;在險要地段建設攔擋滾石和飛石的設施:
3.2.3開采結束后,將棄渣場扒平覆土,植樹還林,恢復植被。
3.3一般防治區防治措施區內無主要建筑物和工程項目建設,主要可能因地表巖體的破碎而造成水土流失。應嚴禁越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持。
3.4地質環境恢復方案及措施為防止水土流失和恢復植被和景觀,礦山須規劃進行礦山復墾工作,以恢復礦山生態功能。開采棄渣切勿胡亂堆放,必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內,在開采過程中,有計劃地將棄渣回填到采空區。棄渣場經處理后再敷表土、植草種樹。
通過上述地質環境恢復工作,減少水土流失,恢復礦山的生態功能,達到生態恢復與維護人類與環境和諧的目的。
4結束語
合理有效地利用資源、保護礦山環境、加強監測與信息化管理、防止礦山地質災害、實現礦業的可持續發展,是一個長期而重要的工作。超級秘書網:
參考文獻:
[1]虎維岳.廢棄礦山引起的環境地質災害.
[2]何繼善.防災減災的理論與實踐.
[3]潘懋,李鐵鋒.災害地質學.
目前,我國政府己經將礦山環境保護列入議事日程。礦山環境治理工作也取得了一定成效,但我國的礦山環境恢復治理工作還處于起步階段,大量的治理工作有待于今后逐步開展。從2001年至2007年,全國共實施礦山地質環境治理項目1118個,恢復治理礦山環境面積15.5萬公頃。項目分布在31個省(區、市),總投入資金70億元,其中中央財政投入達37.7億元,由此可以看出政府正在加大力度對礦山環境恢復治理的投入。
1固體廢棄物的治理和利用
20世紀70年代以來,我國對礦山固體廢棄物的利用給予了重視,并取得了顯著成績。據統計,國有重點煤礦利用煤研石3470萬噸,占當年排出量的48.5%,其中用于發電、燃料800萬噸,建材原料590萬噸,筑路材料360萬噸,充填材料990萬噸。盡管取得了一定成績,但我國礦產資源和固體廢棄物的綜合利用水平還比較低,兩者的利用率都只有30%左右。目前,我國礦產資源綜合回收的礦種只占可綜合利用礦種的一半,綜合利用指標為50%,比國外低30個百分點左右,采主棄副、采富棄貧的現象仍較為普遍。
2廢水治理
我國礦山排放的廢水主要有酸性廢水、含懸浮物廢水、含鹽廢水和選礦廢水等。煤炭采選業礦井水的處理和利用能力提高較快。1990年外排達標率為90.56%,利用量為12億噸;洗煤水排放量及煤泥流失量減少,實現洗煤水閉路循環的洗煤廠1990年為100個。有色金屬工業廢水治理從單項治理發展到全面規劃、綜合治理。工業用水復用率逐年提高,1973年僅12%,1987年達到了58%,從廢水中回收有價值金屬己初見成效。
3廢氣治理
據統計,礦業采選行業中采鹽和黑色金屬廢氣處理率最高,高于40個行業的平均水平(406%),煤炭采選業處理率則最低,整個采選行業處理率為17.24%,低于全國40個行業的平均處理率。
4土地復墾
目前,我國政府每年撥專款加速礦山土地復墾工作。2001-2003年國土資源部共安排國家投資土地整理復墾項目731個,組織開展了礦山環境治理恢復工作,完成了河北省鹿泉市、江蘇省盯胎縣等18個典型礦山的生態環境恢復治理示范工程,項目建設總規模47.39萬公頃。江蘇省、浙江省礦山生態環境恢復治理取得實質性進展。
二礦山環境恢復治理存在的問題分析
1固體廢棄物污染
礦山開采過程中產生的固體廢棄物,由于沒有經過規劃而任意堆積,也沒有結合實際進行及時有效的處理和合理利用,不但占壓礦山邊緣土地,毀壞地表植被地貌,而且受不良氣候影響時容易產生安全隱患。
2廢水污染
采礦活動使礦區周圍地表水及地下水系遭到嚴重污染,由于礦井廢水中含有各種有害物質,未經處理超標排放會對地表植被!農作物等造成破壞;礦井排水疏干了地下裂隙水,引起地下水位下降;采空區灌漿導致當地水資源日益匱乏,從而打破了整個區域水均衡系統,造成水資源逐步枯竭及河水斷流等生態環境問題和礦山水資源短缺問題。
3廢氣污染
礦山開采中產生廢氣!粉塵等多種有害氣體,使得長期堅守生產一線的職工成為矽肺患者;另外矸石山自燃,煤層自燃排放的大量有毒有害氣體對礦區人體健康帶來很大威脅;還有冬季采暖排出嚴重超標的煙塵、二氧化碳、二氧化硫等大氣污染更不容忽視。
4地表環境的破壞
由于生產技術水平落后,多數礦山開采之后都沒有進行有效回填礦坑,導致礦區采空區地表沉陷,嚴重破壞了部分建設用地和耕地,造成了我國大量土地荒廢,生態環境惡化。同時也破壞了周邊很多民用建筑和自然地貌景觀,不僅使礦區與周圍居民糾紛不斷,而且極大影響了整個區域環境的完整性。在礦山投產建設和資源開采過程中,由于剝除和大量占用礦體表層土壤,嚴重破壞了礦區地表植被;對不斷產生的固體松散廢棄物(廢石、廢渣等)也隨意堆放,長期經受雨水沖刷和風化影響極易發生流失,從而加速了對周邊土壤的破壞,也使巖體失穩造成塌方和滑坡等地質災害,給人們的生活和財產帶來極大損失。
三治理措施與建議
1對礦山地質環境進行調查與評價
通過對礦山地質環境進行調查與評價,能夠有效了解礦山地區地質環境和自然環境,為礦山地質環境監測、進行礦山生態環境治理工作提供有效的數據資料,也有助于相關部門決策提供科學合理的理論依據。
2對礦山地質環境進行監測
隨著礦山環境破壞日趨嚴重,使得礦山環境污染程度加劇,進而引發多種地質災害#針對這種情況,政府部門必須高度重視,加大對礦山環境和災害源頭的監管和治理力度,避免產生新的安全隱患。礦山企業在開采過程中要嚴格按照相關規范化、制度化、管理化及科學化的行業標準進行開采,合理開發礦產資源,促進礦山資源開采可持續發展。礦山企業要加強礦山地質災害的防治措施,做好各方面預防控制工作,協調各方面的關系,加大先進技術和開采工藝的應用,減少礦山環境污染源,修建污水處理廠,減少廢水排放量,保證礦山環境質量得到有效控制。
3加快礦山環境恢復治理
a)對已經封閉的礦山,政府機構要加大宣傳力度,鼓勵和支持社會企業投資開礦,相關部門要實行招商引資政策,通過租賃承包等方式,吸收社會資金進行礦山環境治理和生態環境改造,也可以向國家申請專項治理資金,對一些閉坑礦山的生態環境進行改造和治理,確保礦山環境質量得到有效控制,進而降低地質災害發生率;b)政府部門和礦山企業要加強礦生態環境治理新技術、新方法的開發利用,根據不同的受污染程度,制定科學合理的治理方案。對多種地質災害發生的特點,采取有針對性的預防治理措施,確保生態環境得到恢復,保證礦山環境地質災害不再發生。要學習國內外先進的治理經驗,結合自身實際情況,積極開展礦山生態環境保護和治理工作。
四結語
關鍵詞:礦山地質環境治理
1礦區地質環境現狀
1.1礦區地質環境概述淮南礦區是我國重要的煤炭基地,淮南礦業(集團)有限責任公司現有礦井9座,截止2004年9月累計產煤5.262億噸,為國民經濟的發展作出了重大貢獻。淮南礦區位于淮河兩岸,地跨淮南市的五區一縣和阜陽市的穎上縣。礦區處于淮河沖積平原之上,地形平坦,地面標高一般在20~26m之間。區域內水系均屬淮河流域。論文百事通天然河道流向一般沿區域地勢由西向東,由北向南注入淮河。礦區內除淮河以外,主要河流有西淝河及其支流濟河和港河、架河、泥河、黑河已經人工開挖的有高新河、永幸河、光輝河等。
礦區內淮河防洪與農田水利設施多,農田水系縱橫交錯,基本形成適宜農業耕作的水利網絡。絕大多數耕地夏季種稻,冬季種小麥。
淮南煤田煤層賦存于淮河及其沖積平原之下,第四系松散層厚20~483.5m,由東南向西北逐漸增厚。屬水體下開采的礦區。
礦區大氣降水及地表水資源時空分布不均,年際分布不均,淺層地下水水質良好,水源充沛,補給條件較好,目前礦區利用地下水不致引起地面沉降。
礦區開發引起地表塌陷下沉,擾亂水系,損壞耕地、村莊、河道、提防及其它建筑物受到破壞。礦區開發對地質環境的影響主要為:地面塌陷、固體堆積占地與污染,農業生態環境變化等方面。
1.2地表塌陷淮南礦業集團所屬9座礦井、工業和生活居住等地面設施占地2624.2公頃(39363畝)。
9座礦井礦區總面積為301.12km2,截止2004年9月底開采塌陷面積達62.10km2,占礦區總面積20.59%。其中又有約17.7%為積水區,即積水累計總面積達10.97km2。積水范圍隨降雨量大小而變化。
隨著煤礦開采的延深和規模擴大,塌陷范圍逐漸擴大,據1997年以來的統計,1997年1月至2004年9月塌陷區增加了24.8km2,年增長率為5.15%。
開采塌陷區尚有15個村莊正在或有待搬遷。
開采塌陷區內,地形、地貌改變破壞了水系,影響河堤長度為15.1km,灌溉渠道5.9km,影響鐵路線長度7.41km。
1.3固體堆積物
1.3.1煤礦開采,每年要排放大量的煤矸石,選煤廠也有相當的矸石排放,電廠排放粉煤灰。造成固體堆積物占地和環境污染。
據初步統計,目前現存矸石山(場)23處,占地63.9公頃(906畝),固體堆積物總量為1898萬m3。
1.3.2淮河以南的礦區,煤層傾角較大,多煤層聯合開采,全部煤層開采后下沉量大,一般在10m以上,最大下沉量達18m。塌陷盆地積水深淺不一,農民進行粗放式養魚。可耕地的質量下降,造成農業減產減收。
淮河以北廣大礦區,煤層傾角平緩,基本屬單一煤層方式開采,回采后形成碟形塌陷區盆地,最大下沉量達4.5m,地下水埋深較淺。因此,盆地中間積水,積水范圍大小受降雨量控制,變化比較大,盆地的邊緣下沉量小呈緩坡地仍可耕種,但不宜種水稻,造成農業減產,盆地的邊緣帶與積水區之間,地面坡度大,水土易流失,基本上為棄耕絕收地帶。論文百事通
1.4地質環境改變對工農業生產和生態環境的影響
1.4.1對大氣的影響煤礦生產過程中釋放出大量的瓦斯,瓦斯氣是一種有強烈溫室效應的氣體,瓦斯氣向大氣牌坊會導致全球氣候變暖,給空氣造成污染。
1.4.2對農業生態環境的影響煤礦開采引起的地表塌陷和矸石堆積導致耕地減少,土地質量下降,農業減產,造成農村搬遷。
1.4.3對城市環境的影響煤礦開采造成地表塌陷,矸石成山,導致市容臟亂差,影響市民生活,制約城市發展。
1.4.4對煤礦企業的影響為了減少村莊和城鎮搬遷,降低生產成本,煤礦企業不得不改變開拓布置方式,甚至放棄準備煤量,影響了煤炭資源合理開發利用,制約了企業自身發展。
2礦山地質環境治理原則
2.1以人為本、防災減災所有的地質災害,直接或間接的對礦山職工和礦區居民的生命財產安全構成威脅,因此礦山環境治理首先要保證礦區免遭礦山開發誘發的各種地質災害的危害,達到防災減災的目的。
2.2因害設防、綜合治理針對礦山地質環境破壞的特點、方式、分布及危害程度,抓住重點和關鍵環節,因地制宜、因害設防,采取攔、排、護、整、填、植等方面的綜合治理措施對礦山環境進行治理。
2.3注重效益、分期實施礦山地質環境治理工程應遵循生態社會效益優先的同時,爭取最大的經濟效益。區別不同的礦山地質環境問題,采取不同的治理措施。同時根據資金情況、礦山地質環境問題的危害大小、輕重緩急,分期、分階段進行治理。
2.4工程措施與生物措施相結合礦山環境治理只有將工程措施與生物措施緊密結合,才能達到礦山環境治理的最終目標。各種工程措施只要配置合理,就能根治地質災害。但其缺點是投資過大,而生物措施恰好彌補工程措施的缺點,其投資較小,能改善小氣候的特點,使其廣泛應用于礦山環境治理中。
3礦區地質環境治理的基本設想
淮南礦區地處華東,是富饒的淮河平原,是我國重要產糧基地,土地十分珍貴。國家可持續發展戰略,對地質環境的保護、生態平衡提出了更高的要求和法規制約。因此,煤礦開采地質環境的恢復引起了各級部門和煤炭企業的重視。塌陷區回填復墾是煤炭企業、地方政府和礦區農民長期以來的共同愿望,不塌陷影響經濟發展、環境保護的不良因素轉變為積極因素。淮南礦業集團實施礦山地質環境恢復示范工程項目。
實施示范工程的指導思想:治理與開發相結合,變害為利,企業、地方政府和農村基層組織緊密合作,中和開發現代化生態企業,建設小康型農村。
“珍惜和合理利用土地,切實保護耕地”是基本國策。煤礦開采對地質環境的影響和土地的破壞十分嚴重,是一個長期以來未能解決的問題,是一個共同關注的問題。
《環境保護法》、《土地法》和《礦產資源法》等國家法規,都要求礦山開采保護地質環境,實現治理恢復“占補平衡”的最終目標,這也是可持續發展戰略的組成部分。
我們將吸收有關兄弟單位回填復墾試驗的成功經驗,結合淮南礦區的具體地質環境,按照國家的有關法規和技術政策,實施示范工程項目。主要項目有:謝李示范工程,塌陷區回填后作為城市綠化地、改善生態和小氣候;張集示范工程,結合農村搬遷、小城鎮建設、改變農業結構相結合,由單純的種植,變為種植和水產養殖、農魚產品加工相結合的農業結構。
【關鍵詞】采空塌陷;Gls;概率積分法;GIS
中圖分類號:F407.1
1研究背景
煤礦采空區塌陷地質災害,不僅會導致土地資源和地貌景觀破壞、建筑物受損、交通道路變形、地下水位污染下降、遺漏,還會誘發次生地質災害如崩塌、滑坡、泥石流等,甚至會誘發地震,給礦區及周邊居民的正常生產、生活帶來了許多不便,嚴重影響著當地的人身和生命財產安全,也對礦區的地質環境造成了嚴重破壞。 故本文以采空區地面塌陷地質環境影響預測與綜合評價為主要研究內容,對礦區地表變形和沉降進行預測分析
2.1 采空塌陷定義與形成機制
采空塌陷是一個復雜的地質力學和地質體形變的過程,是指地下煤層采出后,上部覆巖、覆土失去支撐,礦體上部覆巖的力學平衡被打破,覆巖巖石力學性質隨之發生變化,在重力和應力作用下重新調整,隨之發生彎曲變形、斷裂、位移,導致地面塌陷下沉,并形成地表低洼的沉陷地。
2.2采空區的形成及地表塌陷規律
礦山開采形成的采空區打破了地殼內巖土體原有的應力平衡,為了達到新的應力平
衡,于是在采空區周圍的巖土體中會產生應力重新分布,在這個過程中采空區周邊的巖
土體在某些區域會形成應力集中,而在另一些區域會形成應力松弛。根據采空區周邊巖
土體性質不同,會產生不同的地壓,隨著礦山的開采,采空區將發生多次應力重分配,
一旦應力集中超過了巖土體的極限應力強度,就會發生變形破壞[1],甚至發生巖爆現象,使得地表發生一系列的變形和破壞,最后在地表形成下沉盆地,使得礦區的地質環境受到了嚴重的影響和破壞,甚至引發地質災害。
隨著開采活動的進行,當采空區面積發展到一定的規模,巖土體的移動和變形就會
影響到地表,這一在地表產生移動和破壞的過程叫地表移動。當采礦活動結束之后,地
表變形和移動也會慢慢趨于穩定,這樣就會在采空區的上方的地表形成一個塌陷區域,
即為最終移動盆地。
礦區開采地表沉陷變形的特點主要表現在以下幾個方面:
(1)地表下沉是逐步形成的,要經歷較長的時間;
(2)開采下沉造成地形坡度變化只發生在采空區邊界上方,只是局部區域;
(3)開采產生的地表裂縫,特別是一些較大的裂縫,主要發生在開采邊界處,破
壞了原始地貌的完整性,造成與周圍自然景觀的不協調,對生態景觀有一定的負面影響。
(4)位于沉陷區邊緣,特別是地表下沉引起的傾斜和原始地形本身傾斜方向一致
時,該區域內較高大的樹木會產生明顯歪斜[2]。
2.3采空區地面塌陷影響預測
本文根據礦區實際情況擬采用概率積分法和 GIS 相結合的方法,對礦區地面塌陷進行預測分析。本次預測只進行穩態預測,并將重點對首采區的地表變形進行分析,對全井田僅進行地表下沉估算。通過分析預測可以看出煤礦開采后,礦區含煤層范圍內幾乎都有沉降,其中沉降最大的地方發生在礦區的中部;就各個盤區而言,煤礦開采形成的采空區在各個盤區的中心位置沉陷最大,往四周方向發展沉陷逐漸變小最后趨于穩定。就影響和破壞的厲害程度而言,沉陷最大的地方破壞最嚴重。總之礦山開采對礦區的地質環境影響還是相當的嚴重。
3 采空區地面塌陷引發地質環境問題預測
3.1主要含水層結構破壞預測
采空區地面塌陷形成的導水裂隙帶,能使開采煤層圍巖含水層結構破壞。地下的煤炭資源開采出來之后,會形成一個空洞,使得原有的應力平衡被打破,為了達到新的應力平衡周圍的巖土體就會發生位移,變形乃至破壞.
3.2 地面塌陷對地形地貌影響預測
采空區地面塌陷形成的地表沉陷影響可以通過深厚比(H/m)作為粗略估計。深厚
比越大,地表移動變形越小,移動和變形就越平緩;深厚比越小,地表移動和變形就越
劇烈,在深厚比很小的情況下,地表有可能出現大裂縫、臺階狀斷裂。甚至出現塌陷坑。
3.3地表沉降對水土流失的影響預測
礦山開采后水土流失的表現形式主要為滑坡,滑坡使得井田內部分區域的水
土流失加劇,另外由于地表沉陷加大了地表坡度,使得徑流量增大,床刷也隨著增大,
從而引發水土流失和加重土壤侵蝕強度。
區域地下水位預測
3 礦山地質環境治理與防治對策研究
根據采空區影響下礦山地質環境評價結果,結合礦區的實際情況,建議采用政策制度措施和工程措施相結合的方法,對礦區未來開采出現的礦山地質環境問題進行治理和防治。
政策制度措施:加強礦山地質環境保護工作的組織與領導;加強礦山地質環境保護的制度建設;加強對職工礦山地質環境保護知識的宣傳、教育,努力提高職工的環保意識;確保礦山地質環境保護與地質災害治理經費的投入。
工程措施:在礦產資源的開發和利用過程中,應該始終貫徹“預防為主,防治結合”的方針,根據礦區的特點因地制宜,最大限度地減少或避免礦產開發引起的礦山地質環境問題,建設綠色礦業的原則。
4 展望
眾所周知,我國煤炭資源豐富,在中國國民經濟建設中起著重要的基礎性作用,但由于體制管理和歷史等方面的原因 煤炭資源的開發利用在為國家社會經濟發展做出巨大貢獻的同時也破壞了礦區土地資源 誘發了地質災害污染了礦區環境。嚴重的礦山環境地質問題不但影響著中國煤炭資源的持久開發利用和與環境保護的協調發展 而且嚴重危及地區社會的和諧與穩定。因此,從區域范圍內開展大尺度、多層次、全方位的煤炭資源開發與環境保護一體化的研究有著重要的理論意義,相關的研究領域內在未來很長一段時間依然是值得人們關注的前沿領域。
【參考文獻】
英文名稱:Mineral Angineering Research
主管單位:湖南省教育廳
主辦單位:湖南科技大學
出版周期:季刊
出版地址:湖南省湘潭市
語
種:中文
開
本:16開
國際刊號:1674-1493
國內刊號:43-1493/TD
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發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1980
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關鍵詞:礦山;自然生態環境;治理技術;治理方案;方針政策
前言
集安市隸屬于吉林省通化市的縣級市,位于吉林省東南部,東南與朝鮮民主主義共和國隔鴨綠江相望,是我國對朝三大口岸之一;西南與遼寧省接壤,北與通化市接壤。氣候宜人,四季分明,風景秀麗,素有“東北小江南”之稱。集安歷史悠久,文化底蘊厚重。集安作為高句麗都城長達425年,目前,集安市已發展成為擁有世界文化遺產城市、中國歷史文化名城、中國優秀旅游城市、國家生態建設示范區諸多美譽的新興旅游城市,2013年旅游綜合收入實現15.7億元,接待游客超過100萬人次,旅游業已成為我市經濟發展的支拄產業,而自然生態破壞是我市當前環境質量惡化的重要原因之一,已成為我市經濟、社會可持續發展的障礙。二十世紀八十年代以來,隨著國家對礦產資源需求的迅速增加及礦業經濟的迅猛發展,因礦山開采而造成的生態環境破壞問題也日趨嚴重,不但影響自然景觀、造成污染環境,而且還會誘發山體滑坡,造成水土流失等地質災害,因此,本論文主要從如何對一些礦山開采而造成的生態環境采取什么樣的措施進行治理等方面加以論述。
一、礦山生態環境存在的主要問題
集安市現有生產礦山33戶,其中露天開采19戶,井下開采14戶。廢棄礦山56處,其中露天開采20處,井下開采的36處。采礦業是一個古老的行業,它為我市經濟發展做出了巨大的貢獻,但也導致了嚴峻的環境問題。尤其是露天開采礦山,對生態環境的破壞、影響和破壞森林植被與自然景觀,有的礦山位于各類自然保護區、風景名勝區、旅游度假區、地質遺址保護區、歷史文化保護區、水源保護區、重要基礎工程設施保護區及城鎮周邊等,嚴重影響自然景觀、旅游資源、文物資源、水資源、森林資源和重要的基礎工程設施的保護和城鎮的發展及環境的改善。某些采礦業如對建筑石料、石灰石、水泥配料和磚瓦用粘土等礦山資源的大量開采,與其它資源的開發利用與保護之間的矛盾十分突出。礦山固體廢料的不合理遺棄堆放,導致邊坡失穩,誘發滑坡崩塌、泥石流等地質災害。
集安市報廢的礦井達六七十個,大多沒有經過整治,不但能造成人畜誤入對周圍居民產生危害,還存在著積水、儲氣等嚴重危害未來相臨區域有用礦物的開發利用、以及其它地下工程建設的安全隱患。
其對周圍這些不當的采礦造成的森林植被和景觀破壞、良田毀壞、水土流失、侵占土地、環境污染、誘發地質災害等,嚴重影響重要基礎設施及其它資源的保護等,也直接威脅和破壞人居環境、加速生態環境的惡化,影響礦區及其周邊地區居民環境質量的改善與提高,特別是在城鎮周邊、風景名勝區、交通干道兩側可視范圍內,嚴重破壞旅游資源、影響觀瞻,制約了資源效益與環境、經濟、社會效益的統一和協調發展。
二、應該采取的主要措施
1、加強領導做好部門協調和合作
要共同推進礦山環境保護工作,把加強我市礦山環境保護工作作為礦業開發的重要內容和緊迫任務,要充分認識到這項工作的重要性和艱巨性。環境保護局要站在全市的高度,履行執法監督職能,做好綜合協調;國土資源局負責礦山環境保護具體工作,在做好地質環境保護監督管理的同時,積極推進和組織礦山環境調查、規劃和礦山地質災害防治及土地復墾工作;各有關部門要密切配合,大力支持礦山環境保護工作。
2、加強環境保護意識的教育與宣傳
要充分發揮各方面的積極性。應當廣泛深入地開展有關環境保護的宣傳與教育活動,培育公眾的環境保護意識,使之充分認識到生態環境保護與保護其自身安全健康的重要性;同時要在政府的統一領導下,把礦業權人、人民群眾等各方面的積極性都調動起來,共同參與,把這項工作做好。
3、強化監督管理,嚴格控制礦山環境遭受破壞
礦山環保和恢復治理的好壞,需要有嚴格的監測、監督檢查等制度的支持,需要有一定的程序和手段作為保障。礦山建設應嚴格執行“三同時”制度,保證各項環境保護和治理措施、設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投產。對措施不落實、設施未驗收或驗收不合格的礦山建設項目,不得投產使用;對強行生產的,國土資源主管部門要依法吊銷采礦許可證。市政府要加強礦山環境保護監督管理,在礦山企業年檢中加強礦山環境的年檢內容,對礦山環境破壞嚴重的企業,責令限期治理,并依法處罰。對新辦礦山企業嚴格準入制度,要求礦山企業按照礦產資源開發利用方案進行開采,開采規模要與資源儲量相適應,遏制礦山企業亂挖亂采和低規模開采的現象,為有限資源合理利用和保護生態環境打下了堅實的基礎。
4、為環境治理提供必要的資金支持
遵照“誰開發、誰保護”、“誰破壞、誰治理”、“誰治理,誰受益”的原則,嚴格執行《吉林省礦山生態環境恢復治理備用金管理辦法》的規定。對于多年前已廢棄的礦山和開發時間較長或已接近閉坑、礦山環境破壞嚴重,礦山企業經濟困難無力承擔治理的,由政府補助和企業分擔;對于生產礦山和新建礦山,補償機制;各地政府要制定礦山環境保護的優惠政策,調動礦山企業及社會礦山環境保護與治理的積極性;積極爭取國家專項資金,加大礦山環境保護與治理的資金投入;還可以將礦山環境治理納入市場機制之中,通過市場的調節作用來促進礦山環境的治理。■
參考文獻
[1]譚綠貴,陸三明,礦山生態環境破壞與生態修復,皖西學院報(2004),20(2):45~48
關鍵詞:探礦坑道;不安全因素;措施
1 概述
自80年代中后期開始,對甘肅省文縣陽山金礦區的勘查工作采用了多種手段進行。而經過前期的各種工作手段驗證,發現礦區礦體具有規模小、垂向深、形態多樣的特點,其復雜程度為第Ⅱ~Ⅲ勘探類型[1]。因此,礦區資源量的增加相對更多依賴探礦工程,特別是坑探工程的投入。因此,確定目前本區勘查主要以坑探為主。坑道勘探工序包括穿孔、爆破、鏟裝、運輸、防排水、通風等,因此,在坑道探礦過程中會存在著許多可能導致礦山傷亡事故的潛在的不安全因素。因此,勘查危險源、采取防范措施,已成為當務之急。
2 當前可能存在的不安全因素
探礦工程實施的生產過程中存在著許多可以威脅人身安全、財產損失事故的潛在不安全因素,即礦山危險源。礦山危險源一般都具有以下特點,其本身含有的能量較高,一旦引發事故,大多數造成的傷害比較嚴重,而且在同一個作業場所存在有多種危險源。本論文對不安全因素進行了識別分析,并將其分為以下幾種:
(1)坑探設計不合理造成的不安全因素;(2)各種器材、設備裝置的老舊落后所引起的不安全因素;(3)自然因素形成的災害;(4)地質災害和環境污染造成的有害因素。
3 原因分析
(1)坑探設計的不合理可能形成礦山地壓、危險巖(礦)體等,陽山金礦礦山的主要井巷工程有平巷、天井、盲斜井、各種硐室等[2]。這些井巷多數既用于探礦運輸又用于行人。與此相關,若井巷開挖不合理或支護與維護不善,或未按要求對危險區域進行支護或未執行頂板管理制度,將會遭到破壞,既影響正常探礦工作,又不能排除危險的巖(礦)體引發片幫冒頂,傷害作業人員的可能。
(2)坑探器材、設備老舊落后多造成爆炸事故、機械傷害、中毒窒息、火災等一系列危險因素。爆破是礦山生產的主要工序之一,在生產過程中將廣泛利用炸藥爆炸釋放出的能量掘進井巷。爆破器材在運輸、存放、使用過程中如違章操作,很容易發生爆炸事故,甚至引起CO、SO2等有毒有害氣體的中毒窒息[3]。爆破材料是礦山安全生產過程中很重要的危險因素,爆破安全問題是礦山安全生產過程中的一個重要方面。同時,掘進過程中的各種生產機械設備保養或使用不當,不但會引起設備損壞,影響掘進速度,還會造成井下作業人員傷亡的嚴重后果。
(3)自然災害在施工過程中形成的危險因素多為雷擊、惡劣天氣、水災、地震等。研究區礦體頂板裂隙發育,富水性差,在礦山施工過程中隨工程深度的加深,頂部第四系殘坡積孔隙水可經過裂隙滲漏到礦坑堆積影響排水[4],地表水沿陷落帶或移動帶進入井下,可能導致礦井水災的發生,影響作業,甚至造成事故。
(4)礦區本身屬于地質災害多發區,在各種地質作用下,區內巖石較破碎,且巖石多為灰巖,受風化剝蝕作用,節理發育,極有可能在暴雨或冰凍情況下,發生巖崩或形成一堆堆滾石[5]。因此,山坡滾石和巖崩的發生不僅會對礦山建設、礦區的鉆探、坑探施工進展產生影響,還會對人身安全造成威脅。而在礦山的開采過程中會堆積各種廢石、廢土堆等固體廢物,這些廢石和剝離廢土的堆置占用、破壞土地,嚴重會導致廢石滑動塌方;且礦區中Hg、As、Sb、Pb等有害元素的含量較高[6],廢石堆受到雨水沖淋,溶出微量元素、有害重金屬的量將直接導致水污染和土壤污染。
4 對策研究
4.1 安全管理措施
(1)建立健全安全的生產責任制。制定各類與安全生產有關的規章制度,如礦山安全檢查、作業人員安全意識培訓、事故預防制度、事故處理條理制度、各設備的安全檢查制度等;制定并完善作業安全規程和各工種操作規程[7]。
(2)沿用最新的技術、配置新的設備及學習新的工藝,對有關人員進行專門培訓,使井下工作人員具備安全專業知識,具有領導安全生產和處理礦山事故的能力。
(3)嚴加監管特殊區域、危險崗位和具有危險信號的設
備。
4.2 安全技術措施
(1)坑探工程應嚴格按照地質設計、工程設計施工。
(2)要不定期的對影響坑探工程安全施工的各類器材、設施、設備、材料、工具等進行檢查、修理、更新。
(3)堅持預防為主的方針,切實做好防護工作――礦塵防護、有毒物質防護、火災防御、易爆物品防護、雷電防御、水災、坍塌、雪崩的防護等安全工作。
(4)注意及時根據具體的工程地質條件和巖土性質特征
進行有效支護,注意邊坡的穩固性和及時排水,在進行施工活動時要注意盡量減少對地質環境的影響,根據井巷穿過的礦巖情況采取相應的支護措施,加強井巷維護。并加強環境地質的調查,調查并總結研究區的地質條件、環境條件,掌握區內各類地質災害發生的規律性。
5 結束語
文章通過對勘探過程中潛在存在或可能發生的危險、險性因素進行的詳細的分析,認為探礦過程中主要存在冒頂片幫、沖擊地壓危險、水電氣危險、邊坡失穩、棄渣誘發坡面泥石流、尾礦礦堆有害元素流失、土壤污染、噪聲污染、水源污染、大氣污染等危險、有害因素,并提出了相應的安全管理、技術對策措施。建議采用先進的生產技術、安全的設備以及設計合理的探礦方案,盡可能增強施工過程的機械化程度,減少并鏟除危害工作人員健康的不安全因素。
設計建議在礦山探礦過程中,應對造成重大事故發生的觸發條件進行排序,分清主次關系和輕重緩急,派專人管理,采取強有力措施,嚴格控制主要觸發條件。同時對其他非主要危險、有害因素和次要觸發條件也要采取相應的安全技術和管理措施,徹底消除事故隱患,可以確保礦山安全生產。
參考文獻
[1]付友山,劉斌,郭海龍.陽山金礦探建結合項目坑內探礦方案設計安全專篇[M].沈陽:長春黃金設計院,2013,8.
[2]張復興,侯俊富,張存旺,等.甘肅陽山超大型卡林類卡林型復合式金礦床特征[J].中國地質,2007,34(5):1062-1072.
[3]吳春俊,謝杰橋,朱斌,等.甘肅文縣陽山礦帶巖金普查設計報告[R].成都:中國人民武警黃金部隊第十二支隊,2013.
[4]李石橋,沈睿文,郭俊華.陽山金礦床開采技術條件分析[J].黃金地質,2005,26(1):18-21.
[5]中國人民武警黃金部隊第十二支隊.安壩礦段南部金礦普查報告[R].2007.
【關鍵詞】空間信息技術;3S;礦山測量
0 前言
空間信息技術是20世紀80年展起來的,其核心和主體是“3S”技術,即遙感、全球定位系統、地理信息系統,作為一項綜合性的技術已構成當代高技術的一個重要組成部分。與傳統的對地觀測手段相比,它的優勢在于能夠提供全球或大區域精確定位的高頻度宏觀影像 ,擴大了人類的視野,加深了對地球及其變化的了解。目前,空間信息技術已在全球與區域通信、導航定位、資源調查、災害和環境的動態監測、區域和城市規劃等領域得到了廣泛應用[1]。
近年來,中國空間信息技術發展取得一系列重要進展,其中,遙感信息技術方面,已建立資源衛星數據服務體系,形成一定市場規模,相應遙感數據生產加工市場潛力巨大,相關企業也正在迅速發展與壯大。此外,衛星定位技術方面已得到廣泛應用,并形成相當規模的產業群體[2]。礦山測量應用于礦區生產與管理的各個環節,礦山測量技術經過幾十年的發展,在理論和技術上基本能夠滿足礦山開采生產的要求,但信息時代的礦山測量面臨的是新的任務和要求,近十幾年來空間信息技術在礦山測量界取得了較大進展,其理論研究和實際應用不斷發展和完善,這些先進技術已經在一些礦區得到廣泛應用,并取得了顯著的經濟效益。
1 空間信息技術在礦山測量中的應用
以“3S”集成為主導的空間信息技術體系已逐漸成為測繪學或地球信息學(Geoinformatics或Geomatics)新的技術體系和工作模式,其先進性、時效性明顯。以空間信息技術為技術支撐,現代測繪儀器、技術正處于快速的發展之中。空間信息技術是礦山測量實現其現代任務的重要的技術支撐和保證,以“3S”技術和其他測量儀器技術的有機結合為基礎的礦區資料環境信息系統就是空間信息技術在礦山測量中應用的綜合性成果[1]。
1.1 遙感及其在礦山測量中的應用
遙感依據不同的物體的電磁波特性不同來探測地表物體對電磁波的反射和發射,從而提取這些物體的信息,完成遠距離識別物體。遙感包括衛星遙感和航空遙感,航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應用,衛星遙感用于測圖也正在礦究之中并已取得一些意義重大的成果,基于遙感資料建立數字地面模型(DTM)進而應用于測繪工作已獲得了較多的應用。
遙感科技正在走向定量化 、自動化與實用化。遙感觀測技術向多傳感器、多平臺、多角度和三高(高分辨率、高光譜、高時相)的方向發展;1m及更高空間分辨率的多光譜遙感數據已商品化;具有幾十、上百個光譜段的高光譜遙感正在從航空向航天平臺邁進,它能夠鑒定礦物巖石的成分及土壤的物化性質;合成孔徑雷達圖像處理與應用發展喜人;無地面控制遙感影像定位技術,國際上已達到15m甚至更高的精度[3]。
遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間,并積累了豐富的經驗。應用遙感資料,可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源,對礦區環境進行監測,為礦區環境保護提供決策支持,在進行找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面也已得到應用。合成孔徑雷達干涉(InSAR)測量技術是近年來微波遙感發展的一個重要方向,InSAR 利用雷達信號的相位信息提取地球表面的高精度三維信息,可以測量地面點的高程變化,是目前空間遙感技術中獲取高程信息精度最高的一項技術,由于它可以獲得全球高精度的(毫米級)、高可靠性的(全天時、全天候)地表變化信息,因此能夠有效地監測由自然和人為因素引起的地表形變。
1.2 全球定位系統及其在礦山測量中的應用
全球定位系統(GPS)是20世紀70年代由美國國防部批準,陸海空三軍聯合研制的新一代空間衛星導航定位系統。其主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務。全球定位系統共三部分構成:空間部分、地面控制部分、用戶裝置部分等。GPS的主要特點是全天候、全球覆蓋、三位定速定時高精度、快速省時高效率及應用廣泛。未來幾年中,GPS和俄國研制的GLONASS兩個衛星導航定位系統的技術水平、精度和抗干擾能力將會大幅度提高。有中國參與的歐洲Galileo 衛星導航定位系統 2005年已進入實質建設階段,將于 2010年前后建成,其精度和性能將大大優于目前的 GPS系統,從而打破美國GPS在全球的壟斷局面[2]。
GPS作為一項引起傳統測繪觀念重大變革的技術,已經成為大地測量的主要技術手段,也是最具潛力的全能型技術,在礦山測量、控制測量、工程測量、環境監測、防災減災以及交通運輸工具的導航方面發揮著重要的作用。由于GPS不僅具有全天候、高精度和高度靈活性的優點,而且與傳統的測量技術相比,無嚴格的控制測量等級之分,不必考慮測點間通視,不需造標,不存在誤差積累,可同時進行三維定位等優點,在外業測量模式、誤差來源和數據處理方面是對傳統測繪觀念的革命性轉變。
目前,在礦山測量中,主要應用GPS技術建立區域性或局域性的大地測量GPS控制網,進行礦區地表移動監測等等。其中,定位精度比 DGPS高100倍的GPS-RTK實時載波相位差分技術,以其高精度、全天候、高效率等優勢,在大地測量和工程測量中,顯示出巨大的潛力和廣闊的前景。傳統的定位和施工放樣,不僅儀器種類繁多,需要人員多,而且精度容易受施工作業現場影響。GPS-RTK 綜合了其他測量儀器的功能,提高了作業效率,對于圖形的數字化管理和使用也起到了促進作用,利用 GPS-RTK 測量手段可以得到每一個測點的三維坐標,并采用數據、圖形和位置等不同的表現形式反映到不同的應用環境中,解決了圖形不能統一到國家坐標系中這一問題。GPS-RTK 在礦山測量中的應用,使得代表著當今尖端科學水平的3S技術在礦山測量中成功實現突破[3]。
1.3 地理信息系統及其在礦山測量中的應用
GIS是近20年來發展起來的一門綜合應用系統,它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來,并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、Internet、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體,利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、編輯、顯示、轉換、分析與輸出地理圖形及其屬性數據。這樣,就可根據用戶需要將這些信息圖文并茂地輸送給用戶,便于使用。地理信息系統作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統,其發展和應用對測繪科學的發展意義重大,是現代測繪技術的重大技術支撐。GIS正在向地理信息科學或空間信息科學的方向發展,并與計算機技術、信息技術相互借鑒、滲透,將成為一門獨特的影響廣泛的空間信息科學技術。
地理信息系統在地質、礦產領域的應用可以概括為三個方向:GIS技術建立多源數據找礦模型、礦山地理信息系統(Mine GIS,MGIS)和三維礦山[4]。目前雖然在我國礦山資源勘查、開發和生產管理中已經有多種GIS軟件系統發揮了作用,但是由于許多原因如地下礦產資源數據獲取不易性、不完整性及礦山地下采掘空間動態性等等,使得這些軟件在礦山不完全實用,因此致力于研發適宜礦山特點的礦山地理信息系統是十分必要的,十幾年來國內外的科技人員特別是礦業界的科技人員在MGIS的基本理論、技術體系、方法及實用軟件開發方面做了大量的工作,取得了可喜的成果;三維礦山是礦山客觀實體的一個模型描述, 通過三維礦山的建設,地質、礦業界人士能夠更直觀、更精確地圈定礦體邊界,了解不同礦體分布的三維形態,準確地解譯和圈定地下地質體,借以指導礦業開發和深部找礦預測,現在三維礦山已成為地學與信息科學的交叉技術前沿和熱點。
2 結語
隨著計算機技術、空間信息技術的發展,平面模型在向空間模型轉化,數值記錄在向數字模型轉化 ,測繪科學也正逐步發展為內涵更為豐富的地球空間信息學,以“3S”集成技術為主導的空間信息技術雖然還在起步階段,但其對于礦山測量的發展所起到的促進作用是不可估量的,在空間信息技術技術的推動下,礦山測量學正在演繹著深刻的變革,朝著“礦山空間信息學”的方向前進。
【參考文獻】
[1]3snews中國地理空間產業門戶網站[OL].http:///.
[2]郭達志.論“礦山空間信息學”:礦山測量的現展[J].測繪工程,2006,15(3).
關鍵詞:采礦廢棄地 景觀修復設計 鄉村治理 生態環境 礦山環境
一、引言
(一)研究的背景和意義
1.研究背景
鄉村占有我國領土面積的絕大部分,我國的礦產資源十分豐富,而恰恰擁有礦產資源的地區,多數都在有著鄉村的山區中。本次案例中的村莊由于二十多年的露天開采,使得整個村莊支離破碎,景觀破壞程度很深。因此,在我國經濟高速發展的今天,資源型鄉村的轉型和景觀改造是我國景觀行業應該重視的一個新的視角,從村莊的生態環境來說起到了一定的維護作用,但是更加提高了居民的生活幸福指標。
2.研究意義
從現實的角度來講,以大冶市石嘴山茅嶺吳家村為例,通過實地的考察調研和考察問卷等方式進行深入地由表及里地剖析這種資源型鄉村的問題。通過這種研究方式,也可以推動我國鄉村區域的發展。這也是提供一種鄉村景觀修復方法的可能性。
(二)國內外課題的相關研究
國外這類課題的研究,大多集中在鄉村自治上,強調通過個人主義的作用來帶動集體主義。通過組織每一位村民參與到村莊的建設中去,以此來提高村莊的民主性。我們人類的家園需要我們每個人的努力去實現。曾經有英國的學者提出了景觀生態學的四個文化原理:第一,人類的各種人為的甚至破壞生態的活動也會影響到景觀的發展,相互地,景觀的發展也會影響到人類的生產活動和行為意識;第二,村莊的居住環境和自然環境的發展會受到當地地域文化的影響;第三,純自然的生態功能和人文活動無關;第四,一個地區的景觀風貌可以反映出當地的傳統文化和民風民俗。
相對而言,國內學者對于該資源鄉村的研究時間開始較晚,始于20世紀30年代。改革開放后,我國逐漸開始重視對農村景觀的發展和改造。孫碧輝等學者對于鄉村景觀中的文化景觀現象進行了深入地調查并分析在各種環境影響下的鄉村景觀格局。一些碩博士論文也對我國資源型地區進行了深入調查和景觀改造方法的提出。其中,中南林業大學趙曉英的碩士論文就目前我國鄉村因不同原因和程度的開采所面臨的文化景觀困境,提出其應遵循的基本保護原則和針對不同類型的鄉村景觀文化所應對的解決方法。
二、礦山廢棄地鄉村景觀設計概述
(一)礦山廢棄地的開發利用模式
1.礦山遺址模式
礦山的廢棄地是人類工業工業文明的見證,其遺留的歷史價值和工業文化都有著非同一般的意義。在工業遺址中,廢棄地不僅意味著當時人類生產生活的場景,更是很多村落居民的重要生活支柱。國內的部分地區,為了重現工業景觀的遺跡,對一些無法使用的工業設施設備進行修復性設計,這種行為可以最大程度的使人們認識到工業的破壞性后果,了解到保護生態系統的重要性并采取實際行動。如果礦山地區的地表結構十分豐富,很多地質結構可以提供非常不錯的研究和觀賞價值,也可以建立一些科普性質的博物館。同時,當地政府的這種行為也可以利用這種天然的優勢形成獨特的礦山體驗之旅,使得旅客感受到礦冶工業文明的魅力。這種工業遺址的形式,不僅保留了當地的工業遺跡,還為當地居民創造了經濟效益。
2.文化景觀模式
在整個人類的發展史過程中,文化的依賴性幾乎是人類與生俱來的。國內很多礦山地區的廢棄地帶有建設成為工業文化類的主題公園。例如研究的案例石嘴山茅嶺吳灣村的景觀改造設計中,不H有悠久的礦冶文化歷史,更有玉石文化的傳承。大冶作為青銅文化的濫觴之地,上千年的青銅文化在這里源遠流長。黃石大冶所位處的地區湖北省,是以朱雀鳥作為圖騰,所以鳳鳥文化是楚文化的重要特征。設計師在設計的過程中,不僅應該保留現有的自然景觀形式,還應該對其進行藝術設計再改造,賦予礦山廢棄地一個新的生命。
3.生態修復模式
對于礦山廢棄地進行景觀覆綠和植物再生設計也是必不可少的一個環節。對于尾砂地段,應該首先覆綠之后進行大地景觀的再生設計應用。如石嘴山礦山公園地區,對尾砂地區采取覆綠技術可以使得該地區的生態環境得到初步的改善。對于亂石采礦區采取雨水花園的景觀修復方法,而硬質的水泥廠地帶采取修改為采摘園的形式進行生態植被修復。
(二)鄉村景觀修復的基本措施
1.恢復自然景觀
鄉村相對于城市而言,有著宜人的空氣,綠色的居住空間,是一片世外桃源,是每個都市中國生活的居民所精神向往樂園。無論是春天的萬物生長,夏日的生意盎然還是秋日的碩果累累,都是一處處絕美的風景線。例如大冶石嘴山地區的油菜花,每逢春分時刻來臨,油菜花便漫山遍野地開得燦爛,黃燦燦的一片片油菜花田象征著繁榮昌盛的生命氣象,成為當地的景觀亮點。
2.改造聚落與建筑
一般而言,典型的鄉村聚落往往具有獨特的地方特色。這是相對于其他村落而明顯存在的特點。而聚落的具體表現形式往往表現在鄉村的民居建筑中。隨著我國經濟發展的逐步加快,很多傳統古村落正在走向消亡,取而代之的是“千城一面”的城市化建設。這正是鄉村聚落的無聲的消亡。浙江的“西塘”就很好的保留了當地的建筑形式,還原了江南地區古村落的建筑形式。
3.挖掘并保留本土文化
鄉土氣息的營造是鄉村景觀的又一大特色。首先是農耕文化的保留。農耕文化的氣息越是濃厚,農村的氣質就越是獨特,那種牛背橫笛,雞鳴犬吠的景象恰恰是游客們最為喜歡觀賞的場所。民族服飾也是鄉村景觀不可或缺的風景線。那種鮮艷的少數民族服裝,更是為單一的鄉村景觀增添了一份活力。在鄉村的非物質文化遺產中,民風民俗的建設不可或缺。當地的一些手工藝品正體現出了濃濃的傳統文化。
三、石嘴山茅嶺吳家村景觀恢復面臨的困境
(一)項目背景
石嘴山茅嶺吳家村位于湖北省黃石市大冶市西南市郊的礦山開采地帶。其東北部是銅錄山古銅礦遺址。該村交通便利,毗鄰國道和省道。該村西南部山巒起伏,項目基地位于較為平坦開闊的區域。該村原本位于石嘴山之上,之后由于勘探到石嘴山地下蘊藏著豐富的礦產資源,于是在上世紀80年代將該村移至礦山附近。由于露天開采等原因,該村的建筑受到炮震等不同程度的影響,空心化和老齡化程度高,生存h境不容樂觀。
(二)面臨問題
1.環境污染嚴重
通過深入的了解得知,由于炮震的影響使得很多建筑受到不同程度的損害。而由于礦山開采所帶來的大氣污染,水質嚴重受損,土壤鹽堿化程度增高,導致村落的生態系統受到了非常嚴重的破壞。曾經的果林已經不復存在,經濟竹林無法成活,耕地面積驟減,水資源接近枯竭。除了零散在田間的墓地,還保持著原有的生態環境,其余地區都遭受到環境的損壞。因此,控制工業污染和進行生態景觀修復是這部分區域的重點。
2.治理成本大
治理成本,往往是為了某一特定目標而進行的各種資源的整合。鄉村景觀的改造再生設計是鄉村環境治理的重要組成部分。景觀改造的基本目標就是恢復該地區的生態環境,包括其對破壞的植被,污染的水體,殘缺的山地地形和土壤的恢復。但是破壞容易恢復難,有些生態環境的破壞,是無法在短時間內恢復好的,可能需要經過漫長且有效的治理期。那么治理的經費自然不少,包括重新進行水源的引水入村的管道鋪設,土壤鹽堿度的恢復,都需要高昂的費用來支撐。但目前就我國的經濟形勢而言,如果地區發展水平不高,鄉村的治理就會陷入困境。
四、茅嶺吳家村景觀改造設計方法
(一)設計規劃原則
1.生態優先原則
茅嶺吳家村賴以生存的生態環境是一切生產生活的前提和基礎。因此,在景觀改造的過程中,最先進行考慮的就是自然環境的發展。根據當地的水文水系和地理特征進行合理的資源規劃,以確保當地的生態環境得到應有的改善,促進生態環境的維持發展。
2.地域文化原則
每一個鄉村都有其獨特的地域文化景觀。茅嶺吳家村也不例外。其土生土長的草根文化應給予保留和提升。通過賦予景觀歷史文化意義以保留和傳承當地的傳統文化。通過結合當地居民的經驗,生活習性和環境背景,把其內在的文化特色加以提煉和運用。同時,在傳統文化給予保留的同時應該發展創新,并賦予新時代的意義。通過藝術化的再現和創造文化,更加突出鄉村景觀的獨特性,使得鄉村景觀獲得新生。
3.因地制宜原則
不同地域的景觀自然而然的有著不同類型的鄉村風貌。因此,在茅嶺吳家村的改造中一定要因地制宜地進行景觀再生設計,不可照搬其它鄉村修復案例。應對當地環境進行適當的評估后再進行景觀規劃設計。
(二)生態景觀修復
對于茅嶺吳家村這樣的資源型鄉村而言,生態景觀的修復是第一步。這是貫穿資源節約型社會重要理念的重要準則之一。
從植物修復的角度而言,首先應選擇本土的植物種類以還原當地的自然景觀。由于露天采礦的原因,石嘴山的邊坡毀壞十分的嚴重。有很多碎石和的巖石,不僅對景觀有破壞性,還造成了安全隱患。可首先打掉突出的巖石以確保安全性,廢棄的采石場中進行雨水花園的設計,通過植物的修復性設計不僅恢復當地的自然景觀,還起到了雨水收集的作用。村莊中粉煤灰堆場長期堆積,對于土壤和空氣都造成了極大的破壞。通過采摘園的形式成為特色農業發展區。
(三)場所功能定位
考慮到鄉村的特殊性,根據不同的功能定位,將整個茅嶺吳家村規劃為生態農業示范園,觀光農業旅游園,和鄉村聚落區。而在鄉村聚落中,曾經的廢舊廠房區改為藝術中心活動區,變廢為寶。廢棄的亂石堆區則是展示大冶的礦冶文化,通過還原當時煉銅時的場景,讓游客仿佛親身經歷般穿越回到千年前的青銅時代,成為礦冶文化體驗區。建筑相對比較密集的區域,則作為游客歇息餐飲的農家樂體驗區。村落東北角空間相對私密性較好,建筑密度不是很大,則作為老年人活動園,中間設有太極廣場,下棋廣場,健身器材,小型運動場等。
(四)文化精神賦予
由于石嘴山市礦山開采的區域,該地區擁有的氣質最為明顯的文化即是礦冶文化,而基地毗鄰銅錄山古銅礦遺址,因此,還帶有濃濃的青銅文化的烙印。這里的孔雀石十分的出名,而玉石文化作為一種中華文化的精髓也是該地區的本土文化的組成部分。此外,該地區屬于湖北地區,而湖北所代表的是楚文化,楚文化的精髓則是鳳鳥文化,鳳凰所代表的又是火文化,并且代表著涅重生,因此也是該項目所重點提煉的文化。對于一些文化的圖騰,例如青銅文化,鳳鳥文化,這些傳統元素需要化繁為簡,有的地方需要提煉元素進行抽象概括創造出理想的效果。
五、結語
隨著我國經濟的發展越來越迅速,鄉村景觀的設計越來越受到重視。特別是這種資源型鄉村更會越來越受到景觀設計師的青睞。在規劃之前,首先要做到實地考察研究充分,應該在充分地了解基地的基本特征之后,進行詳盡的評估再因地制宜地進行景觀改造設計。
本文對石嘴山茅嶺吳家村的景觀改造分析起到引導性的作用。首先,在前期的分析階段要查找相關資料并進行完整的調研。改造設計方面提出了一些個人性的意見以供參考。當然,這還需要大量的實際案例去論證才具有實際的可靠性。望本文對于資源型鄉村的景觀設計具有參考性價值并起到一定的促進作用。
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