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经济/产业

信息类别

首页/本刊文章/第496期/经济/产业/正文

发布时间

2014/8/20

作者

□文/张文宇

浏览次数

304 次

矿业用地复垦技术研究
  [提要] 矿业用地是土地管理和矿产资源管理的双重载体。在坚持耕地保护的前提下,矿业用地土地复垦是实现矿区土地资源有效配置和提高利用效率的重要举措。本文从矿业用地土地复垦规划技术、土地复垦工程技术、土地复垦生物技术等方面分析土地复垦技术,阐述主要土地复垦工程设计、施工工艺及土地复垦生物措施。
  关键词:矿业用地;复垦
  中图分类号:F323.24 文献标识码:A
  收录日期:2014年4月30日
  矿业土地复垦是矿业用地的核心问题之一,矿业土地复垦直接影响到矿业的可持续发展和矿区土地合理利用。据统计,我国95%以上的能源,80%以上的工业原料,70%以上的农业生产资料都来自矿产资源。矿山开采已成为我国生产活动与经济增长的重要手段,随之出现的一批矿业城市为我国的经济建设提供了能源、资源的支持。但是,伴随着工业时代的进程,这些城市部分出现了结构性衰落、功能性衰退和物质性老化,甚至有些工矿区已沦为弃置地。摸清矿业用地数量,进行矿业用地复垦不仅有利于珍惜和合理利用土地,切实保护耕地,还可以改善矿区生态环境,而且对促进矿产资源和土地资源的合理开发利用具有重要的意义。
  一、矿区土地复垦技术概述
  矿区土地复垦主要涉及三个方面的主要内容:土地复垦规划技术、土地复垦工程技术、土地复垦生物技术。
  1、土地复垦规划技术。土地复垦规划技术主要包括以复垦方向决策、工程措施选择为主的总体规划和主体工程设计、配套工程设计在内的工程设计。
  2、土地复垦工程技术。土地复垦工程技术主要包括以矸石充填复垦、粉煤灰充填复垦、其他充填复垦为主的充填复垦和以疏排降复垦、挖抬平复垦、梯田式复垦等为主的非充填复垦。
  3、土地复垦生物技术。土地复垦工程技术主要包括土壤改良的生物技术、生态工程技术和快速植被恢复技术。
  矿区复垦方式,依据所处的生态环境、土地破坏的方式和土地利用现状,一贯采用的复垦方法有两种:工程复垦和生物复垦。
  1、工程复垦。工程复垦以工程技术手段为主,采空区主要采用回填、覆土等整理技术。针对排土场、废弃物压占地一般采用机械进行土地平整,调整和固定边坡等技术。在此基础上,将植被采用穴植、条植的技术进行土壤改良,植被一般依据当地的气候和环境条件选择适宜的、速生的品种。
  2、生物复垦。生物复垦是一种综合复垦技术,要依据分子生物学、微生物学、生态学、环境学、土壤学等相关专业相结合,共同作用的一种复垦方式,主要有:改良土壤、植物栽植、农林业发展等方案,这种技术对于改善生态环境、还原系统平衡、恢复土地生产力、提高农业生产水平具有很好的作用,已成为现在最为提倡的复垦技术和研究热点。
  二、矿区主要土地复垦工程设计及施工工艺
  1、表土剥离。矿区的复垦过程始于矿区土地利用。首先应将拟破坏或占用的土地表土进行剥离,剥离的表土用来快速恢复地力、满足植物生长的需求。所剥离的表土不仅包括耕地的耕作层,也包括园地、林地、草地的腐殖质层。表土剥离厚度一般根据原土层厚度、复垦土地利用方向及复垦土方需求量确定。对于位置集中、剥离厚度较大、便于机械操作的区域,可采用机械剥离。对于地形复杂,机械施工困难的区域采用人工剥离。对于剥离后表土一般放置于临时表土堆放场,需要做好临时防护、养护工作。一般表土剥离的施工工艺流程,如图1所示。(图1)




  2、裂缝充填。裂缝充填主要是针对井工开采而言。由于矿区进行多层或分层开采,随着工作面的不断向前推进,地表会发生变形产生裂缝。对于轻度裂缝一般可就地进行平整。对于中、重度裂缝,应取回填物进行充填。在充填部位或削高垫低部位覆盖耕层土壤。对于尚未稳定的沉陷区域,充填后应略比周围田面高出5~10cm,待其稳定沉实后可与周围田面基本齐平;在充填裂缝距地表1.0m左右时,每隔0.3m左右分层应用木杠或夯石分层捣实,直至与地面平齐。裂缝充填施工工艺流程,如图2所示。(图2)




  3、土地平整。土地平整主要针对露天矿的排土场、井工开采的裂缝区、沉陷区。主要指对排土场进行平整或消除开采造成的附加坡度以便于耕作及排水。对于低潜水位不产生积水的沉陷区域,可采用一般的方法进行简单的平整即可;对于丘陵区,地面沉陷形成高低不平且坡度较大的地貌时,可沿等高线修整为梯田。土地平整施工工艺流程,如图3所示。(图3)





  4、田间道路。田间道路主要分为田间道和生产路两类。复垦区道路应满足复垦工程和耕作时的人行与农业运输要求。
  田间道路应可通行大车和小型农用机动车,每平方公里布设约为3km。生产道路为田间耕作通行道路,每平方公里布置5km。对于原有道路产生破坏的,进行维修。田间道路施工工艺流程,如图4所示。(图4)




  5、灌排设施。灌排设施主要包括水源设施(蓄水池、半地下式水窖等)、田间灌溉设施及排水设施。在一些干旱地区,进行复垦时必须充分考虑当地降水情况、水利设施状况及土壤的保水蓄水与抗旱能力,减少因旱灾影响当地农业生产的歉收及给人畜用水带来的困难,在适宜地区可以考虑修建集水设施。
  田间灌溉设施,主要根据当地的灌溉情况,对开采造成破坏的灌溉渠道进行整修或重建,一般根据其控制灌溉面积计算渠道断面,确定渠道的规格。灌溉渠系一般均沿道路布置。
  田间排水设施,主要为防止雨季道路两侧产生积水,对周围耕地产生影响,一般在道路两侧或一侧布设排水沟。主要根据汇水面积确定排水沟断面尺寸。灌溉渠道施工工艺流程,如图5所示。(图5)
  排水沟施工工艺流程,如图6所示。(图6)
  从复垦工程的紧迫性及对农业生产的影响分析,表土剥离、裂缝充填工程需要及时进行。当矿山企业根据生产进度安排需要占用优质农用地时,必须及时地进行表土剥离,防止未剥离直接压占的情况,使珍贵的表土得以保存,为后期复垦提供条件。当资源开采产生裂缝时,需对裂缝进行及时的充填,保证农业生产的正常进行。对于土地平整、田间道路、灌排设施、生物措施等工程可以待项目区稳沉后采取措施统一治理。
  依据土地整理的经验,一般项目开工后,遵循以道路铺筑为先导,以土地平整为主线,以灌(排)渠施工为重点,配套设施及时跟上的原则。所以,考虑各工程自身特点,土地复垦工程之间存在着一定的先后顺序:以裂缝充填为基础,以道路铺筑为先导,以土地平整为主线,在此基础上进行灌排设施布置、农田防护林网建设。
  三、河北省矿区主要土地复垦生物措施
  矿区土地复垦生物措施与土地复垦工程技术措施均为土地复垦工作的重要组成部分。土地复垦工程技术可以直接产生经济效益;而采取土地复垦生物措施则可以间接创造经济效益和环境效益。土地复垦方案中的生物措施主要包括:土壤改良、快速植被恢复、农田防护林网建设等。
  1、土壤改良。土壤改良主要指增施有机肥料,如沤肥、土杂肥、人畜粪尿等。增施有机肥有助于改良土壤结构及其理化性质,提高土壤保水保肥能力。在施肥时,可将有机肥料与化学改良剂、化肥等结合使用。但需注意肥料的交叉作用,避免混施造成肥效降低或失效。
  种植绿肥牧草和作物也可用于土壤改良。新垦土地准备辟作农田时,可先种几年绿肥植物,改良土壤、培肥土地,然后再种植大田作物。可在一个轮作周期内进行草田轮作,适当安排种植一段时间牧草的种植改良土壤。或采用草田带状间作,即在坡地等高线方向,以适当间距划分若干等高条带,每隔1~3带农作物种植一带牧草,形成带状间作,牧草带能够拦截、吸收地面径流和拦泥挂淤,明显减少水土流失。
  2、快速植被恢复。矿区土地复垦的直接目标是为矿区土地利用服务,因此应因地制宜尽快使矿区土地恢复到可利用的状态。在考虑矿区所处的地理位置及气候等因素的同时,考虑树种的适应能力、固氮能力、根系情况、生长速度、成活情况;选择树种或草种。一般应采用本土化树种或草种。
  3、农田防护林网建设。农田防护林规划是农田规划和生产布局的组成部分。一般需确定防护林的类型、分布、林木覆盖率、占地比例等。
  农田防护林工程一般可考虑在田间路与生产路的单侧或两侧、项目区周边处种植树木;也可在引水渠、排水沟两侧及沟底种植花草。这样既可以美化环境、防风固沙、防止水土流失,也可以调节农田小气候。林木栽植施工工艺流程,如图7所示。(图7)




  四、结语
  矿业用地复垦对保持我国耕地总量动态平衡具有重要作用。做好矿业用地复垦,盘活矿业存量土地,不仅可以提高土地资源利用率,而且可以恢复生态平衡。因此,采取土地复垦规划技术、土地复垦工程技术、土地复垦生物技术等方式搞好矿业用地复垦,对促进社会、经济和生态的协调可持续发展具有重大意义。■
(作者单位:河北省土地整理服务中心)
 
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