矿山修复
来源:生态修复网 近年来，随着我国经济实力的增强和生态环境保护意识的提升，人们越来越关注城市废弃采石场的生态修复及改造利用，挖掘其蕴含的价值。
根据国内外废弃采石场的改造研究与实践分析，废弃采石场的改造主要是在其自身的土地资源以及独特的自然景观的基础上加入人文景观元素，在修复生态的同时将其改造成湿地公园、生态公园、城市公园等具有教育意义的旅游景区。
本期，我们一起来看看矿山修复进阶指南——
一
国外矿山修复主要技术
西方发达国家在上个世纪初就开始了采石场生态修复的相关工作。
英、美、澳等发达国家采矿年代久远，最初研究恢复生态学主要是集中在对采矿后遗留的废弃地植被的恢复，美国在1971年的矿山土地复垦率为79.5%。
美国土地复垦的理念主要强调能够恢复为破坏之前的状态，要求使农田和森林恢复原状，要求控制水蚀和有毒物的沉积；保证地表不变和地下水位维持原有水平；保持表土仍在原位置；注重有害和酸性物的预防和治理；防止堆积物产生滑坡等灾害。
德国自1940年开始，在采矿过程中极其注意最大程度的减少破坏生态环境，开采后进行的复垦不单是种树或整地，而是从宏观上考虑生态的变化以及居民对环境的要求。
法国由于人口稠密、工业发达，首先在不改变农林面积的前提下，防止污染并恢复生态的平衡。法国非常重视在露天排土场进行植草并促进土壤的活化，经过一定的复垦后变成新农田。
澳大利亚政府重视恢复废弃矿区，并严管生产矿区的生态环境、坚持走可持续生态矿业之路。它将多专业联合投入，并引入许多新计算机技术，现在已将复垦作为开采工艺的一部分。
在美国和澳大利亚等国家，目前引用的现代3S技术和其他新技术、新理念在生态恢复中已得到广泛应用。生态恢复的目标也不仅仅是种树种草，而是建立一个能够进行自我维护、运行良好的完整生态服务系统。
英国和美国最早产生了工程绿化技术，1940年初，一些欧美国家为防止坡地雨水侵蚀发明了植物盆、液压喷播等技术；英国发明了植物种子喷播和喷射乳化沥青技术，日本在1958年多次试验后开发出了比较实用的喷射绿化技术。
1973年，日本开发出了纤维土绿化方法，通过混合纤维、砂质土和泥，并呈台阶型喷射。自1960年后，一些发达国家开始研制边坡绿化技术，结合工程和植被，比如水平格、植生袋绿化和客土植草技术，最后发展为喷混植生技术。
二
国内矿山修复主要技术
我国对矿山废弃地生态修复的研究起步较晚，开始于二十世纪八十年代，九十年代以后才初步形成一定的规模，研究领域主要集中在煤矿废弃地和有色金属尾矿库植被覆盖等。
目前国内对矿区废弃地的研究主要是与土地开发、土地整理相结合的研究，根据实际情况将废弃矿山开发改造成工业用地、耕地、旅游景观和旅游用地、仓储用地、养殖用地、军事用地或绿地。
矿山环境问题因为矿产资源的不同，其废弃矿山的治理关键也不相同。煤矿废弃地的环境问题为采空区、塌陷区、煤矸石堆等，其治理关键是对采空区的治理和对煤矸石堆的处理;有色金属矿山如铜矿、铅锌矿，其治理除了矿坑的治理，还要对废弃渣堆进行化学处理，防治废渣堆等通过雨水的淋漓作用污染附近的土壤和地下水;废弃采石场则主要进行滑坡、泥石流等地质灾害的防治以及植被的恢复。
废弃采石场作为矿山废弃地的一种，其恢复治理过程应为：废弃采石场现状调查→恢复治理总体规划→地质灾害防治→不稳定边坡、废气坑、矿坑等的治理→植被恢复。
三
国内外矿山修复经典案例
目前，在国内外针对矿山改造的成功案例很多，综合其不同功能与特性，主要有以下7种类型：生态恢复类、博物资源利用类、旅游开发类、复垦造田类、引水造湖类、垃圾处理厂类、仓储类。
由于国外城镇基础建设起步较早，采石场的生态环境问题发生较早，也较为严重，因此对采石场生态恢复的研究与实践相应也更为深入。近年来，国内对废弃采石场的恢复治理工作研究和探索的实践不断涌现。
01
日本国营明石海峡公园
日本国营明石海峡公园其修复主题是“使园区得到生命的回归”。设计师通过“大地艺术”和“水景”手法，在生态恢复的基础之上寻求人与人的交流以及人与自然对话的场所。
日本国营明石海峡公园原来是一处大型采石采砂场，从20世纪50年代到90年代中期，这里为修建关西空港以及大阪与神户城市沿海的人工岛提供了1.06万亿立方米的砂石，挖掘深度达100米以上，构成范围达140平方公里左右的裸露山体。
20世纪80年代开始，该岛所在的兵库县委托著名设计师安藤忠雄进行规划设计，并成立绿化专家委员会，进行恢复植被。规划强调恢复自然的状态，形成良好的景观和创造为人服务的游憩空间，其主题是“使园区得到生命的回归”。
整体目标首先是治愈山体几十年来被开采留存的伤痕。绿化委员会认为种植必须从苗木开始，而成树在这样恶劣的自然环境中难于成活，苗木却能顺其自然，因此从1994年开始总计24万颗苗木的栽种工程。而科学的种植方式使这一计划得以实现，具体包括在基岩上固定蜂窝状的立体金属板网，灌入新土后覆以草帘，以涵养水分。灌溉系统采用埋置聚乙烯管，密度为1米间隔。
同时，由于当地降水量相对较低，因此为了植物生长的需要，采用收集地表水、中水循环再利用等技术。雨水收集管埋设于道路下方，同时，公园还要成为区域的服务基础设施，包括国际会议中心、星级旅馆、大型温室、露天剧场等设施创造面向未来的休闲场所。
02
法国Biville采石场生态修复
法国Biville采石场具有尺度大、高差大，生态退化严重的特点，在改造中保留场地的工业痕迹，将其转化为新景观结构中有特色、标志性的场所，体现出对所在地历史文脉的尊重。
位于Clairefontaine峡谷顶部的Biville采石场在开采石料10年之后于1989年被关停。采石坑是一道450m长、宽度均匀的直线型裂缝，呈45度的边坡贫瘠而凹凸不平，落差20-40m。
设计师将其建成具有3.5平方公里湖泊的休闲区。他们的理念是不应刻意掩饰石料开采过程遗留的痕迹，而是将其作为场地特征保留，只需确保最佳地点的连贯性以便于生态系统的自然恢复，然后再引入一些植被使废弃采石场恢复到一种自然状态。
改造措施包括设计了一系列引导水流的设施和设备，使其汇聚到谷底形成湖泊。湖岸经过设计以适应当地最普遍的休闲活动—钓鱼。
为方便游人进入谷底，坑壁修建了阶梯状，每一个平台两旁都有金属网罩固定的石块作为保坎。同时，阶梯的形式允许径流从高处的草地流入排水沟，保护地表免受水的冲击和侵蚀。从谷底观赏的巨大的石墙成为该地区最具象征性的景点。
场地中呈条带状种植了成年树木来抵抗风的侵蚀，每一部分都根据其自然特色及地形选择种植形式。
03
委内瑞拉古里采料场生态修复
委内瑞拉首次使用水草种植技术，确保在无需使用黑土和植物层的情况下，以极低的成本快速、有效的形成植被，对古里水电站右岸土石坝采石场实施生态恢复，并在应用水草种植技术方面走在前列。
古里工程位于委内瑞拉东南部的卡罗尼河上，1967-1986年兴建了水电站工程、土坝和堆石坝，工程需要从离大坝不远的森林中面积约700公顷的采料场采运4000万立方米的防渗材料。
采料场开挖包括清除已风化的片麻岩，清除工作留下裸露的不规则的凹凸表面和易受雨水严重冲蚀的凹地，因而形成较差的感官区，这些地区的地形变化高达100m。对此，卡罗尼电力公司对采料场实施多方面的“生态环境恢复计划”，目的是恢复古里水电站工程施工期间受影响地区的生态环境。
“生态恢复计划”分为引发阶段、恢复阶段、诊断检查阶段、实验阶段、按合同种植阶段、持续处理阶段6个阶段，概念是“以自然恢复的方式拯救自然”。
拯救措施主要包括：选择本地主要的植物物种和一些引进的植物物种作为植被，在温室条件下大量种植本地茁壮的树木，将具有抵抗力的禾本豆科类种子与证明能适应采料场生态气候条件的种子混合种植，每年雨季禁止种植，实施与3年后种植期相适应的保护计划，施用生物肥料和低化学肥料，在有雨水和大坝渗漏水的平坦低洼地内设立小型氧化塘。
04
上海世茂深坑酒店
作为全球首个建在废石坑里的酒店，位于上海佘山的世茂深坑酒店无疑是个奇特的工程。其建造方式、建筑结构与传统建筑的要求均大不相同，建成后或成为世界上海拔最低的酒店，被称为世界建筑奇迹。
“深坑酒店”位于上海松江国家风景区佘山脚下，是一座深达80米的废弃大坑，该深坑原系采石场，经过几十年的采石，形成一个周长千米、深百米的深坑。世茂集团充分利用了深坑的自然环境，极富想象力地建造一座五星级酒店，整个酒店与深坑融为一体，相得益彰。这是人类建筑史上的奇迹，也是自然、人文、历史的集大成者。
“深坑酒店”由上海世茂集团投资建设，是世界上首个建设于坑内的五星级酒店。酒店配备水下情景套房、空中花园、壮观瀑布、钢结构抗9级地震建筑等。2013年3月，深坑酒店正式动工。2013年10月21日，坑壁和坑底岩石进行了首次爆破，建设方预计，2017年底酒店可实现工程竣工，建成后或成为世界上海拔最低的酒店。
“深坑酒店”地上三层、地下17层、水下一层，并设有蹦极等娱乐项目。整个投资在6亿元左右，含天然室内花园、大型景观瀑布、景观总统房、水中情景房等。酒店海拔负65米，有望成为世界上人工坑内海拔最低的酒店。
酒店客房沿崖壁而建，面向横山，充分彰显“融于自然”的设计理念。主楼使用玻璃和金属板材，曲线的立面形式源于“瀑布”。所有酒店客房都设置退台的走廊和阳台作为“空中花园”，可以近距离观赏对面百米飞瀑和横山景致。
结合酒店基地采石坑的特点，酒店还引入了蹦极中心、水下餐厅、景观餐厅、水上SPA、室内游泳池等适合崖壁和水上活动等多种娱乐服务。除蹦极中心和景观餐厅位于地面层外，其余项目均临水设置。
05
上海辰山植物园矿坑花园
上海辰山植物园的矿坑花园利用采石矿的天然地形所建。在生态修复与文化重塑的策略基础上，通过极尽可能的链接方式，场地潜力得到了充分表现。一处危险的、不可达的的废弃地已经转变为使人们亲近自然山水、体验采石工业文化的充满吸引力的游览胜地，有着鬼斧神工的天然之美，灵韵浑然天成。
位于上海松江佘山风景区内的上海新植物园—辰山植物园，园址内松江十二峰之一的辰山，曾作为开采建筑石材的场地，山体受到了挖掘的严重破坏。
辰山山体位于佘山镇境内，在县城北约9.5km，西佘山西南约2km，属天目山余脉。辰山山体东西长700m，南北宽约300m，最高点海拔71.4m，总面积12公顷。辰山岩石主要为酸性流纹岩，局部夹凝灰岩及火山碎屑岩。山东面为辰山塘，南麓是辰山镇。采石挖掘在辰山的西南和东南两部分山体上进行，形成东西两个采石坑遗迹区。其中采石坑西区总体面积46200平米左右，坑底东侧底部由采石形成一深潭，面积10700平米。矿坑花园是一个以西矿坑为主体而改造的具有特色的花园。
设计师把矿坑花园分为三个区：深潭区、平湖区和台地区。在深潭区设计师创造性的设计了一条由倾斜的钢筒、弯曲的钢板栈道、人工改造的“一线天”景观以及蜿蜒的木制浮桥构成的观赏路径。
在路径的最后，设计师还爆破开凿了一条150m长，高差达25m的隧道，从而建立了东西矿坑之间的联系。在平湖区，设计师通过挖池填土重新塑造地形，并形成新的“镜湖”和“望花台”景点。在台地区，设计师用生锈钢板与毛石墙重新构建了节奏性变化的立面序列，其次通过设置不同的登山道来引导人们到达台地的顶层，并参观具有多种植物的“秘密”空间。
06
浙江绍兴东湖风景区
绍兴东湖的历史，最远可追溯到秦朝，秦汉时期，东湖一带成为采石场，隋朝时开采达到顶峰。大规模的开山取石，经过千百年工匠的辛劳，东湖如鬼斧神凿一般，成就了无数的悬崖峭壁。清朝时，陶浚宣在此构筑园林，仿造桃源的意境，在湖上筑堤为界，堤内是湖，架桥建亭，于此东湖成为浓缩越国山水精华之地。
东湖位于绍兴古城的东部，距离古城约六千米，以崖壁、石桥、湖面、岩洞巧妙结合，成为国内著名的园林，属于浙江省的三大名湖之一。绍兴东湖虽然小，但由于它的奇洞、奇石所形成的的奇景使东湖成为稀有的“湖中之奇”。
东湖原来是一座青石山，汉代之后，这座山便成了当地的一处采石场，经过长时间的开采，几乎挖掉了半座青石山，从而形成了高约50多米的悬崖峭壁。开采工人又往地下挖了20多米，久而久之便形成了长为200米左右，宽为80米左右的清水塘。
东湖利用了它原有的自然环境和人文资源，并且借助古典园林的造景手法，在采石场建起一座围墙，将水面加宽，从而形成美丽的东湖。通过长期的人工修饰，如今东湖已经成为了一处巧夺天工的大盆景。设计师因地制宜、因形就势，利用原有自然环境-采石场，在此基础上再加以人工的修复，达到了自然与人工的天然合一效果。
07
唐山南湖生态公园
唐山南湖城市中央生态公园改造前是经过开滦130多年开采形成的采煤沉降区，是全市采沉区中对城市影响最大的一个。自1996年起，唐山开始实施南部采沉区生态环境治理工作，形成了南湖公园。目前南湖公园是国家AAAA级景区，是融自然生态、历史文化和现代文化为一体的大型城市中央生态公园。
唐山南湖景区位于市中心以南，是唐山市采煤塌陷区中对城市影响最大的一个。经过几十年的沉降，塌陷区平均高度较市区低约20m，周边居民陆续搬迁，这里成了人迹罕见的废弃地。
上世纪末唐山市政府开始对其进行景观生态治理，采沉区改造步骤为：
(1)生态恢复，水环境治理、大气环境治理、采沉区处理、植被恢复等；
(2)公园建设，建设城市公园、博物馆、休闲娱乐中心等；
(3)综合开发，在建成城市公园后对周边土地实施综合利用、综合开发等。
南湖地区景观生态设计包括：
(1)根据地质勘测确定规划期内塌陷波及区域和影响范围，估测积水范围，并进行建设适宜度分析。
(2)地形的改造和土壤的改良。结合地质勘测和场地内遗留物质的生态学特性进行“凿水造山”工程。
(3)水系统整治。第一阶段，地段内污染的青龙河改道与新形成的水面景观相分离。
第二阶段，随着河道的迁移，对现状湖面进行清污，抽干湖水，清除垃圾，形成一片大的水面。大片沉降区的地表土壤及植物层将被清除，掘出的肥沃土壤转移到粉煤灰场和垃圾山，使在原有不毛之地上生长植物成为可能。
(4)景观生态系统——由田园小网格、边缘公园、绿地草场、芦苇地等组成的生态网络，从生态和美学角度考虑，使城市与绿地相互渗透，并界定了从开敞的水面到陆地的边界，发挥其生态效应，使采煤塌陷区形成了特色景观。
08
湖北黄石国家矿山地质公园
古矿冶遗址旁的露天采坑落差444米的人工峡谷黄石国家矿山公园位于湖北省黄石市铁山区境内，“矿冶大峡谷”为黄石国家矿山公园核心景观，形如一只硕大的倒葫芦，东西长2200米、南北宽550米、最大落差444米、坑口面积达108万平方米，被誉为“亚洲第一天坑”。
黄石国家矿山公园位于铁山区境内，著名的汉冶萍煤铁公司的“冶”即指大冶铁矿，历经百年开采，大冶铁矿东露天采场形成了落差444米的世界第一高陡边坡;为了治理生态环境，该矿投资数千万元形成了亚洲最大的硬质岩复垦基地。
在黄石国家矿山公园设计中，通过生态恢复的景观设计手法来恢复矿山自然生态和人文生态。将矿区的“十大亮点”与公园建设“无缝对接”，把公园开发建设的着眼点放在弘扬矿冶文化, 再现矿冶文明, 展示人文特色, 提升矿山品位, 打开旅游新路上, 定位在“科普教育基地、科研教学基地、文化展示基地、环保示范基地”。
它充分展示了具有数千年悠久历史的中国矿业文化，为人们提供一个集旅游、科学活动考察和研究于一体的场所，实现了人与自然和谐共处，共同发展的主题。
园区分为“地质遗迹展示区、采矿工业博览区、环境恢复改造区三大板块，设有日出东方、矿业博览、井下探幽、石海绿洲、雉山烟雨、灵山古刹、千年银杏、九龙洞天等八大核心景区。
09
英国伊甸园
英国伊甸园位于英国康沃尔郡，在英格兰东南部伸入海中的一个半岛尖角上，总面积达15公顷。其所在地原是当地人采掘陶土遗留下的巨坑，该工程投资1.3亿英镑，历时两年，于2000年完成，2001年3月对外开放。在开业的第一年内就吸引游客超过两百万，开业至今游客量过千万。
英国伊甸园是世界上最大的单体温室，它汇集了几乎全球所有的植物，超过4500种、13.5万棵花草树木在此安居乐业。在巨型空间网架结构的温室万博馆里，形成了大自然的生物群落。其目标宣言是“促进对植物、人类和资源之间重要关系的理解，进而对这种关系进行负责任的管理，引导所有人走向可持续发展的未来。”
伊甸园是围绕植物文化打造，融合高科技手段建设而成的，以“人与植物共生共融”为主题的，以“植物是人类必不可少的朋友”为建造理念，具有极高科研、产业和旅游价值的植物景观性主题公园。
由8个充满未来主义色彩的巨大蜂巢式穹顶建筑构成，其中每4座穹顶状建筑连成一组，分别构成“潮湿热带馆”和“温暖气候馆”，两馆中间形成露天花园“凉爽气候馆”。穹顶状建筑内仿造地球上各种不同的生态环境，展示不同的生物群，容纳了来自全球成千上万的奇花异草。
“伊甸园”的穹顶由轻型材料制成，这个材料不仅重量轻，而且有自我清洁的能力而且还可以回收。此外，伊甸园里的其他建筑也都采用环保材料和清洁可再生能源，可以说伊甸园本身就是一个节能环保的典范。
< 完 >
