1、第九章 土地复垦本章学习要求本章学习要求 掌握土地复垦的内涵 理解采煤沉陷地复垦技术 理解露天矿土地复垦技术2022-12-20第九章 土地复垦第一节第一节 土地复垦概述土地复垦概述第二节第二节 采煤沉陷地复垦采煤沉陷地复垦第三节第三节 露天矿土地复垦技术露天矿土地复垦技术一、土地复垦概念一、土地复垦概念土地复垦土地复垦是对各种人为和自然原因导致破坏的土地，因地制宜地采取整治措施，使其恢复到可利用的期望状态的行动和过程。常见的土地复垦区土地复垦区：煤矿 冶金矿 废弃工矿地第一节第一节 土地复垦概述土地复垦概述二、土地复垦特点二、土地复垦特点综合性综合性 涉及地质学、农学、林学、生物学、环境学、
2、采矿技术、生态工程、水土保持等多门学科系统性系统性 复垦区内矿业用地与动物、植物、微生物等共同构成一个生态系统。多样性多样性 复垦手段多样性 破坏类型 地域性地域性技术性技术性三、土地复垦的原则三、土地复垦的原则1、谁破坏、谁复垦 谁复垦、谁受益2、因地制宜、优先复垦为农用地的原则3、复垦与生产建设统一规划的原则4、经济、生态与社会效益相结合的原则四、国内外土地复垦的发展过程四、国内外土地复垦的发展过程（一）国内（一）国内20世纪50年代，个别矿山或单位自发地进行了一些复垦工作;5070年代处于自发探索阶段;直到80年代，土地复垦才被真正得到重视，从自发、零散状态转变为有组织的复垦阶段。198
3、9年1月1日生效实施的国务院土地复垦规定标志着我国土地复垦走上了法制的轨道。2011年土地复垦条例（二）国外（二）国外美国和德国是世界上最早开展土地复垦的国家美国：露天矿的复垦 采矿废弃地的复垦 关注复垦的长期效果和持续性德国：露天煤矿 复垦目标为林业和农业用地团队复垦 国际土地复垦会议土地复垦管理：复垦基金案例：德国鲁尔矿区20世纪德国鲁尔矿区世纪德国鲁尔矿区 鲁尔矿区是德国重要的煤炭生产基地，开采历史悠久。1870年，鲁尔矿区已经有220个煤矿，年产煤达到1180万吨。并在此基础上建立了钢铁、电力、机械、化工等工业部门，形成了以煤炭工业为中心的最大的综合性工业区。1957年，鲁尔煤炭工业达
4、到顶峰。煤矿总数155个，煤炭产量1.3亿吨，职工人数50万。鲁尔矿区建设了最大的煤炭基地，托起最大的发电厂和炼钢厂、兴办矿山机械、动力机械制造中心，成了德国最大的重工业基地，支持发动两次世界大战。于此同时，浓烟滚滚，浊水横流，鸟语游鱼绝迹，癌症夺命，民怨外迁。政府成立鲁尔煤炭区开发协会，负责处理老矿区遗留下来的土地破坏和环境污染。各级政府还通过投入大量资金来改善当地的交通基础设施、兴建和扩建高校和科研机构、集中整治土地等措施，为鲁尔区下一步的发展奠定必要的基础。通过“造地复田”、“复垦绿地”以及综合利用等方式，鲁尔区许多报废的矿井得到了重新修整，大都成为传统教育或培训实习的基地。环保如今已成
5、为鲁尔区的六大支柱产业之一。当地民众还充分发挥想象力和创造性，将废弃的厂井和炼钢厂改造成博物馆，将废弃的煤渣山改造成室内滑雪场，甚至还利用废弃的煤气罐、矿井等开发出了一条别具特色的旅游路线。鲁尔区的艾菲尔铁塔在整顿传统产业的同时，鲁尔区致力于发展新的工业及服务行业。新的工业企业如化学、汽车、机械制造、信息通信以及环保工业等纷纷建立。零售业、旅游、法律咨询、广告、多媒体等各种新兴服务产业百花齐放。目前，在鲁尔区有15万个规模不等的企业，大部分都是第三产业；从事第三产业的人数为140万，占所有就业人口的65。思考：资源枯竭型城市如何转型？例如：安徽淮北、铜陵、辽宁抚顺、山东枣庄、山西孝义、河南焦作
6、等（三）发展趋势（三）发展趋势研究对象：研究对象：从过去的各种因挖损、塌陷、压占破坏的土地，扩展为各种人为活动和自然灾害损毁的土地。内涵：内涵：从过去偏重水土保持、景观绿化，扩展为生物措施、土地生态系统的多样性、土地质量和土地生产效能与效益的恢复、复垦土地的景观生态恢复与重建，工业旅游与生态旅游资源的开发、地质公园与矿山公园等矿山文化遗产的保护。目标：目标：从过去恢复到可供利用状态并侧重于耕地，扩展为恢复土地期望的利用价值和保护生态环境。五、我国矿山环境现状与土地复垦的必要性五、我国矿山环境现状与土地复垦的必要性（一）矿山环境的现状表现（一）矿山环境的现状表现环境污染环境污染 ：水污染、大气污
7、染、土壤污染环境破坏环境破坏：水资源环境破坏、土地资源环境破坏、植被的环境破坏、景观环境破坏等地质灾害地质灾害：地面塌陷、滑坡、泥石流、岩爆、矿震、矿井突水、矿井瓦斯煤矸石自燃释放二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等有毒有害煤矸石自燃释放二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等有毒有害气体以及烟尘等气体以及烟尘等矿山酸性废水的污染矿山酸性废水的污染2008年9月8日早8时，山西省临汾市襄汾县新塔矿的选矿厂的尾矿库发生垮坝，宽约600米，长约3公里泥石流将下游的一个农贸集市和两个村子的部分房子冲跨，死伤惨重。（二）土地复垦的必要性（二）土地复垦的必要性1、实现土地合理利用土地合理利用、增加有效土地使用面积、提高
8、土地生产率2、改善废弃地土地及其附近的生态环境生态环境六、土地复垦目标六、土地复垦目标2022-12-20第二节第二节 采煤沉陷地复垦采煤沉陷地复垦当前，我国采煤沉陷地复垦主要采用以下几种技术：一、直接利用法一、直接利用法（1）积水区直接利用法积水区直接利用法。对于大面积或很深的沉陷积水区；（2）未稳定沉陷区的直接利用法）未稳定沉陷区的直接利用法。对于采矿初期地面受影响较小的沉陷地，除居民点用地外，可以按照原用途继续使用;大面积未稳定沉陷地，且地表无积水的，在有监测保障条件下，可继续按原用途使用;暂不宜复垦的，因地制宜地进行利用，如种植浅水藕、牧草等。二、修整法二、修整法在低浅水位沉陷地或潜水
9、位在种植临界水位以下，地表无积水的待复垦沉陷地、尾矿、矸石山、采矿迹地等，可采用平整土地或改造成宽田面梯田等修整法复垦利用。三、疏排法三、疏排法疏排法疏排法是将开采沉陷积水区通过强排或自排的方式实现复垦，即采用合理的排水措施（如建立排水沟、直接泵排等），使采煤沉陷地的积水排干，再加以必要的地表整修，使采煤沉陷地不再积水并得以恢复利用。应用条件应用条件：多用在低潜水位地区或单一煤层、较薄煤层开采的高、中潜水位地区。该方法可对大面积的沉陷地进行复垦。设计工艺：设计工艺：主要是排水措施的设计和选择。开挖的沟渠一定要足以排走地表积水和降低地表水位，采用国家规定的农用沟渠设计标准进行设计。优点：优点：工
10、程量小，投资少见效快，且不改变土地原用途。缺点：缺点：需对配套的水利设施进行长期有效的管理以防洪涝、保证沉陷地的持续利用。2022-12-20四、挖深垫浅法四、挖深垫浅法挖深垫浅法挖深垫浅法是将造地与挖塘相结合，即用挖掘机械（如铲运机、水力挖塘机组、挖掘机），将沉陷深的区域再挖深，形成水（鱼）塘，取出的土方充填沉陷浅的区域形成耕地，达到水产养殖和农业种植并举的利用目标。应用条件：应用条件：用于沉陷较深，有积水的高中潜水位地区，同时，应满足挖出的土方量大于或等于充填所需土方量，且水质适宜于水产养殖。优点：优点：操作简单、适用面广、经济效益高、生态效益显著。缺点：缺点：对土壤的扰动大，处理不好会导
11、致复垦土壤条件差。2022-12-20五、采煤沉陷地充填复垦技术五、采煤沉陷地充填复垦技术充填复垦充填复垦一般是利用土壤和容易得到的固体废弃物，如煤矸石、坑口和电厂的粉煤灰、露天矿排放的剥离物、垃圾、沙泥、湖泥、水库库泥和江河污泥等来充填采煤沉陷地，恢复到设计地面高程来复垦土地。2022-12-20第三节第三节 露天矿土地复垦技术露天矿土地复垦技术一、露天开采对土地利用的影响一、露天开采对土地利用的影响挖损。挖损。对原地表形态、地质层组、生物种群的直接摧毁，原土地生态系统不复存在。压占。压占。挖损过程中产生的废弃岩土堆置于原地貌上，造成原土地生态系统的破坏和丧失。占用。占用。原有的土地利用类型
12、变为容纳厂房、选煤场、运煤铁路、排土道路、供电通讯线路以及给排水管道的工业广场。污染。污染。挖损和压占过程中的粉尘污染、水土流失以及酸性、碱性、毒性物质通过径流水对周围土地、水系和大气造成的污染，其影响面积超过矿区生产作业区。二、露天矿区土地复垦的景观规划要求二、露天矿区土地复垦的景观规划要求 矿区景观规划是矿区土地退化控制与再利用最有效的手段。露天矿区景观功能分区露天矿区景观功能分区主要体现在排土场农业复排土场农业复垦景观垦景观、工业场地及道路改造与利用工业场地及道路改造与利用、矿坑的处置与再矿坑的处置与再利用利用、地质公园或矿山公园建设地质公园或矿山公园建设等。例如：安徽淮北国家矿山公园是
13、以淮北市中心轴线(相阳路)为纽带，共分三个功能区，即南湖塌陷地娱乐区、相城煤文化景区、相山地质遗迹景区，配套景区有东湖湿地公园。1.1.排土场农业复垦景观排土场农业复垦景观 露天矿区农业复垦景观主要体现在排土场，闭坑后大约占到矿区总面积的80左右，应根据土地复垦的工程措施和生物措施，全部进行复垦和再利用，目标是：(l(l）地质灾害的控制。）地质灾害的控制。景观稳定、安全(2(2）土地质量的控制。）土地质量的控制。不发生二次污染、水土流失轻微、肥力有所提高(3(3）土地利用结构的调整。）土地利用结构的调整。复垦为可利用地(4(4）新农村的再建。）新农村的再建。2022-12-202.2.工业场地
14、及道路的改造与再利用工业场地及道路的改造与再利用 如对原有厂房可进行改造作为它用；对原有道路进行整修，使其适宜于新的景观要求。3.3.矿坑的处置与再利用矿坑的处置与再利用 露天矿最终要留下一矿坑。最终的矿坑处置有几种选择：填埋矿坑，恢复到采矿前的标高，但此方案代价较高。按照形成的矿坑台阶高度，进行绿化。如有一定量的汇水面积和矿坑积水，可改作水库或蓄水池用。如有重要的观赏价值，可适当修理，作为永久性的教学、旅游用地。4.4.地质公园或矿山公园建设地质公园或矿山公园建设 露天矿区土地资源的开发利用，除以农业利用为主的复垦外，还应考虑因采矿显现的地质遗迹或矿山遗迹等历史文化遗产的保护。黄石国家矿山公
15、园黄石国家矿山公园位于湖北省黄石市铁山区境内，是我国首座国家矿山公园。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。大冶铁矿全力推进“日出东方、矿冶峡谷、矿业博览、井下探幽、天坑飞索、石海绿洲、灵山古刹、雉山烟雨、九龙洞天、激情滑草”等十大景观建设。黄石国家矿山公园景观黄石国家矿山公园景观三、露天矿土地复垦技术问题及原则三、露天矿土地复垦技术问题及原则（一）露天矿土地复垦技术问题诊断（一）露天矿土地复垦技术问题诊断 露天矿土地复垦的程序是：首先系统分析露天矿山开发过程中所存在的矿山生态环境问题类型。其次应用新技术、新方法对露天矿区生态环境现状实施全面的调查，查清矿区生态
16、环境背景。然后对矿区环境现状、演变过程和发展趋势做出科学预测与评价。最后提出矿区土地复垦规划设计方案，并逐步实施具体的土地复垦措施。（二）露天矿土地复垦技术构成原则二）露天矿土地复垦技术构成原则1 技术成熟原则2 大型设备可操作原则3 经济可承受原则4 有利于采矿和整体效益提高原则2022-12-20四、露天矿地貌重塑工艺四、露天矿地貌重塑工艺（一）概念 露天矿地貌重塑工艺是指从工程复垦角度进行合理的地貌重塑和土体再造，首先消除对植被恢复有影响的生存性限制因子。（二）地貌重塑工艺 排土场地貌重塑工艺体系包括基底构筑工艺、主体构筑工艺基底构筑工艺、主体构筑工艺、平台构筑工艺、边坡构筑工艺等。、平
17、台构筑工艺、边坡构筑工艺等。1 排土场基底构筑工艺 基底构筑的核心就是形成“疏水型”的基底，确保基底地面排水通畅。在外排土场基底的重要区段，清除松软土层，利于基底排水和排土场稳定。在外排土场基底原有的沟谷中，充填难风化的大石块，利于基底疏水、导水和排土场稳定。内排土场基底一般不存在松软土层，但局部光滑的基底进行爆破处理，可增加粗糙度，基底设置基柱、临时挡墙及抗滑桩等，利于排土场稳定。2022-12-202 排土场主体构筑工艺 排土场主体构筑是指从排土场基底构筑完毕后至排土场表层覆土前的空间范围。应注意以下问题：采取岩土混排工艺。逐层堆垫、逐层压实，减轻后期的非均匀沉降。对含水量较高的煤泥，应分
18、散排弃。对局部重金属等其他污染相对富集的岩层采取“包埋”、“压埋”，避开堆放在最底层、最表层和边坡面上。做好排土场周围的排水系统。3 排土场平台边坡构筑工艺 排土场平台边坡构筑过程实际上就是新的地貌单元形成过程。为防止崩塌、土石流、滑坡等地质灾害的发生，排土场平台边坡构筑时应采取以下措施：平台修成反坡。坡脚堆放大石块，拦截坡面下移泥沙，保护坡脚排水渠系。坡面不宜覆厚层土，而是土石混堆后立即种植。2022-12-20五、露天矿排土场土壤重构工艺五、露天矿排土场土壤重构工艺（一）概念 露天矿排土场土壤重构工艺是指在地貌重塑的基础上，再造一层人工土体，并通过各种农艺措施，使土壤的耕性不断改善、肥力不
19、断提高的过程。（二）土壤重构工艺 露天矿区土壤重构的实质就是首先人工进行土体再造，形成复垦种植层，再通过人为措施加速岩石风化和生土熟化，从而使土壤的颗粒、物理、化学、生物等性状逐渐趋于正常化。2022-12-20土壤重构工艺应从以下方面着手：1.调查与评价技术 土镶调查评价分采矿前原土壤环境调查研究，采矿后土壤环境调查研究。(1)采矿前原土壤环境调查评价它有以下几个作用：A 确定适宜植被生长的土壤材料的性质和数量（包括可作为表土替代材料的岩层）。B 确定开采以后矿山剥离物的性质。C 确定是否有不适宜的岩层（如含有毒、有害元素）存在。D 确定复垦与开采工程规划。E 确定复垦土壤的改良方案和重新植
20、被规划。(2)采矿后的土壤环境调查评价 开采后的新造地或复垦土壤的调查研究，是为了确定植物生长的介质特性及土壤生产力，以便于制定有效的土壤改良和植被恢复技术方案。2.表土覆盖工艺 草原露天矿，可选择“原表土单独剥离、存放、二次倒土”工艺。黄土区露天矿，可破除“原表土单独剥离存放”的惯例，黄土母质可直接铺地表，结合复垦种植培肥土壤，这样可节省大量的二次倒土和表土保存管理费用。3.排水渠建造技术 根据排土场在矿区布设位置、可造成的影响程度、松散体稳定程度，设置永久性硬化骨干排水渠系和临时性非硬化排水渠系。4.整地、覆盖保墒和土壤改良技术2022-12-20六、露天矿排土场植被重建工艺六、露天矿排土场植被重建工艺（一）概念 露天矿排土场植被重建工艺是指通过选择先锋植物和适生植物，构建适宜于不同立地条件和复垦目标的植物群落。（二）植被重建工艺1 立地条件的划分2 先锋植被和适生植物的选择3 植物的配置4 栽培技术根据配置的模式，5 抚育管理技术对不同的复垦模式
