南山景区生态修复与综合开发技术研究

技术领域：生态环境与循环经济指南代码：2003 镇江市科技计划项目任务书项目名称：南山风景区采石宕口生态修复与综合开发技术应用研究 承担单位： 镇江市地质矿产研究所 单位地址： 镇江市斜桥街75号 邮编：212001 项目负责人：倪俊、高增伟、张剑 电话：5246910 主管部门： 镇江市国土资源局 申报日期：2007年4月25日镇江市科学技术局二四年制镇江市社会发展科技计划项目信息表 项目概况项目名称南山风景区采石宕口生态修复与综合开发技术应用研究 指南代码2003技术领域 人口与健康 生态环境与循环经济 城市建设与交通 公共安全 其它社会事业主管部门镇江市国土资源局项目起止时间2007年5月至2008年5月主要研究内容及考核指标（关键技术、特色与创新之处、考核指标，300字以内)本课题以镇江市蛋山废弃露天矿山整治项目为工程依托，针对南山风景区诸多采石宕口的存在造成生态环境日趋恶化的现实情况，围绕生态效益、经济效益目标，探索工程生态修复、生物生态修复的技术方法，以及综合技术方案选择判别模式，和经济成本核算与优化方法，并实现在蛋山工程实例中的应用。本项目是集工程地质学、园林学、经济学、数学等的综合性研究课题，项目研究的创新之处在于系统研究现有国内外矿山宕口生态修复技术，建立技术方案决策模型，为矿山宕口整治提供了技术理论基础；基于影响经济成本要素的重要性分析，建立生态环境修复成本核算模型，探索成本费用计算统一计算标准、计算单位和分类形式。考核指标：1、蛋山废弃矿山整治业主单位关于技术应用情况说明。2、形成项目综合性研究报告，成为镇江市废弃露采矿山环境规划（2006-2010）的技术参考文献；3、在核心刊物上发表1篇以上论文，培养硕士研究生一名。承担单位镇江市地质矿产研究所通讯地址镇江市斜桥街75#邮政编码212001项目联系人倪俊电话5846910E-第二承担单位镇江市历史文化名城研究会项目负责人姓 名性别年龄学历学位职务职称联系电话倪俊男34 研究生博士所长副研究增伟男64本科学士教员教授5880553张剑男32本科学士员工工程师5246003第一负责人专业岩土工程主攻方向岩土工程稳定性分析项目总人数正高副高中级初级其它139121博士、博士后硕士学士其它11项目总投资（万元）10申请市拨款5自有资金2主管部门3其它一、 立项依据镇江南山风景区位于镇江城南，是自然景观优美、人文景观丰富的国家4A级风景名胜区、国家级“森林公园”，距市中心2.5公里，兼具幽深、古朴、素雅与明朗秀丽的特色，素有“城市山林”之称。地理位置为东经119 2500119 2730、北纬32 82032 1140，总面积约16.1平方公里。南山风景名胜区在南北朝至明代为鼎盛时期，六朝后，历代文士名流曾在此居住，游览，留下了珍贵的古迹和名篇，其中有梁代昭明太子博邀文心雕龙著者刘懿等天下贤才，在招隐寺增华阁编纂了中国文学史上第一部文学选集昭明文选。景区内重峦叠翠、茂林修竹、山深水秀、泉涌溪流，山上原有树木160余种，飞禽70多种，居沪宁线之首。名胜区内景点有增华阁、读书台、济祖殿、听郦山房、虎跑泉、鹿跑泉、林公泉、玉蕊亭、如斯亭、万古长亭、鸟外亭、文心阁等，游人到此有泉可饮，有洞可探，有鸟可听。但是自五十年代开始，为了基本建设的需要，就地取石，先后在风景区建成了镇江水泥厂、上海铁路局镇江水泥厂、人防水泥厂、黄山水泥厂，风景区原有山体遭到毁灭性破坏，生态系统日趋恶化，如今风景区鸟类由原先的70多种，锐减至如今的不到30多种，数量也远不及过去。由于大面积开采造成土地资源荒废闲置，水土流失严重，使得本来就层薄的土壤上长不了植物，自然景观被破坏，城市景观受到影响，而且宕口内安全隐患众多，环境污染严重，与南山国家级“森林公园”极不相符，借助于风景区西侧被规划为建设南徐新城的东风，南山风景区的生态修复被提上重要日程，生态修复与综合开发技术应用研究显得尤为迫切与重要。1、本项目国内外科技创新发展概况和最新发展趋势不当的开山采石造成的森林植被和景观破坏、良田毁坏、水土流失、侵占土地、环境污染、诱发地质灾害等，严重影响重要基础设施及其它资源的保护，也直接威胁和破坏人居环境、加速生态环境的恶化，影响宕口及其周边地区居民环境质量的改善与提高，特别是在城镇周边、风景名胜区、交通干道（铁路、高速公路、国道、省道和主航道等）两侧可视范围内，严重破坏旅游资源、影响观瞻，制约了资源效益与环境、经济、社会效益的统一和协调发展。1972年6月联合国在斯德哥尔摩召开了人类环境大会，将全球环境问题列入世界发展的议事日程。1987年联合国环境与发展委员会在提交的环境发展报告中明确提出了“可持续发展（Sustainable development）”的概念。1992年6月联合国在巴西举行了环境与发展大会，大会通过了以全球持续发展中心议题的“21世纪议程”，其核心是强调环境与发展的可持续性，即在保护环境和生态不受破坏、资源可持续利用的前提下发展经济。1997年1月27日英国金融时报发表题为“联合国就世界资源使用情况发出警告”的报道，指出世界对自然资源的消耗速度已超过自然资源再生产的速度，呼吁悬崖勒马扭转环境恶化。保护生态环境和维持可持续发展已成为21世纪全人类共同的中心问题。其中，植物在维护生态环境中的重要作用已为人类所共识，并受到了广泛的重视。我国起步较晚，虽然近20年来相继出台了中华人民共和国矿产资源法、中华人民共和国水土保持法、中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国水法、中华人民共和国森林法及全国生态环境保护纲要、全国“十五”国土资源生态建设和环境保护规划等相关法律法规，但我国系统研究生态修复技术的文献和资料还不多见，迄今为止尚没有形成一个统一的生态修复成本核算标准，更谈不上有关法规或条例，与国内日益增长的环境保护意识不甚相符。2、本项目研究的目的、意义地质环境的改善从根本上决定着人类生存环境的质量，与广大人民群众的根本利益息息相关，关系到经济发展和社会的稳定。做好地质环境防治工作，有利于促进先进生产力的发展；有利于弘扬人与地球协调和谐的现代文化；有利于维护人民群众的根本利益，是可持续发展战略的必然要求。 矿山生态环境是矿山生产活动所影响的环境空间，也是全球生态环境的重要组成部分。而南山风景区属宁镇山脉的余脉，经亿万年地质的构造剥蚀，形成风景秀丽的低山丘陵地貌，它是我国唯一位于城市中心的国家森林公园，自然、人文旅游资源丰富，南山范围内上个世纪已关闭的开山采石宕口众多，其中有8个大型废弃采石宕口，废弃采石宕口的存在成了南山风景区生态环境恶化之源。如果采石宕口地质环境得以治理，可以阻止南山地质环境进一步恶化，可以还大地青山、绿水，于生态、环保亦具有显著意义。本项目旨在根据南山的地质旅游资源的现状、开发价值，针对性地研究南山风景区生态修复及综合开发技术及其适宜性，提出生态恢复工程环境影响评价判别模型，提出成本-效果-效益好，与最佳现有使用技术相协调的生态修复方法。3、本项目研究现有起点科技水平及已存在的知识产权情况本项目研究基础资料有镇江市历史文化名城研究会南山地质旅游资源调查报告和镇江市南山风景名胜区人文景点调查、镇江市环境监测中心站镇江市南山风景区采石塘口恢复工程暨生态建设研究报告、镇江市水利局和镇江市水利学会南山风景名胜区水环境研究报告（初稿）。本项目拟在所得基础资料的基础上，现场进行综合调查，取样化验，通过实验研究，寻求适合南山风景区采石宕口生态修复与综合开发的技术方法。4、本项目研究国内外竞争情况及产业化前景。随着社会经济的发展，人们已经不能满足于仅仅对矿山的“复垦”利用。开展了包括裸石坡面在内的矿山“生态环境治理”这一恢复“自然生态”与“人工生态”的更高境界的治理活动。废弃矿山整治技术主要包括边坡稳定性治理和自然生态环境治理（“复绿”），边坡稳定性治理目前已取得比较成熟的经验和方法，但坡度放缓、各种加固技术在不同矿山地质环境下的适宜性有待进一步研究与探讨。如何“复绿”上研究起步稍晚，国外也不过半个世纪，还没有形成统一的固定模式，或最佳方案，但生态治理已经成为当今社会的共识。镇江市2006年颁布了废弃露采矿山环境规划（2006-2010），全市共有187废弃露采矿山期待整治，所需资金达5亿元之巨，本项研究有其迫切性和针对性为镇江市乃至全国露天矿山整治提供指导和借鉴价值。二、 研究内容本课题以镇江市蛋山废弃露天矿山整治项目为工程依托，针对南山风景区诸多采石宕口的存在造成生态环境日趋恶化的现实情况，围绕生态效益、经济效益目标，探索工程生态修复、生物生态修复的技术方法，以及综合技术方案选择判别模式，和经济成本核算与优化方法。1 主要开展研究内容和要解决的关键技术问题：生态环境修复技术方法与适宜性开展南山风景区环境空气质量监测与采石宕口附近地表水环境监测，获得第一手监测数据，了解采石宕口对生态环境影响的物质基础，为针对性地采取生态修复技术措施提供依据。基于现有国内外工程生态修复技术、生物生态技术的资料收集或实地调查，了解各技术方法的工作原理与特点，弄清存在的优缺点，研究技术方法的适用条件与范围。综合技术方案选择判别鉴于无论是工程生态修复技术还是生物生态修复技术，如果仅以一种技术方法作用于生态修复过程都不能最大限度地发挥其方法的优点，借助于现代数学，如模糊数学、线性代数以及数学优化方法，建立与优化选择景区生态修复技术的层次机构模型，确定最有效的生态环境修复与综合开发技术方案。经济成本核算与优化以镇江蛋山露天矿山整治项目为工程依托，探讨不同评价目的情况下，生态修复成本分类方法，从地质条件、采矿方法、以及生态破坏前地土地用途，修复区域排灌系统基础条件等寻找影响生态修复成本的因素，确定经济成本核算与优化方法。2、项目的特色和创新之处；本项目是集工程地质学、园林学、经济学、数学等的综合性研究课题，项目研究的创新之处在于系统研究现有国内外矿山宕口生态修复技术，建立技术方案决策模型，为矿山宕口整治提供了技术理论基础；基于影响经济成本要素的重要性分析，建立生态环境修复成本核算模型，探索成本费用计算统一计算标准、计算单位和分类形式。3、要达到的主要技术、经济指标及社会、经济效益。当下的采石宕口环境整治治理成本高，资金投入大，治理周期长，生态修复率低，仅镇江市2006-2010年187个采石宕口预算整治资金竟达5亿元，江苏全省、全国整治资金更是惊人，本课题研究针对性极强，从方案决策模型建立，到经济成本优化，到配套工程地应用实践，研究成果对全国废弃露天采石宕口地生态修复工程具有极强的理论指导意义和实际应用价值，研究成果必将大大节约投资成本，减小投资风险，最大限度地提高生态修复率，为广大人民群众提供环境友好、和谐的人居幻境，产生的社会效益和经济效益不容低估。三、研究试验方法、技术路线以及工艺流程总体包括收集资料，室内试验，现场调查与统计，原位测试，类比分析，理论推导，反分析等。具体为：（1）收集相关资料、类似工程调研，总结、分析国内外已有的成果和经验，进行野外勘查，系统分析研究生态修复技术的工作原理和工艺方法。（2）原位测试： 对南山风景区的7条水系、座水库及周边河流进行水质监测，测试PH、COD、DO、氨氮、氰化物、挥发酚、总磷、总氮、硫化物、六价铬、总硬度、溶解性总固体、氟化物、大肠菌群以及重金属Hg、As、Pb等25个参数值，全面了解景区水质情况，弄清采石宕口对水环境的影响程度。 在景区设置2-3个空气质量监测点，测试二氧化硫、二氧化氮以及空气悬浮颗粒总量，了解采石宕口对空气环境的影响程度。（3）以上述试验与理论分析为基础，提出采石宕口生态修复方案判别模式，以蛋山废弃矿山整治项目为实例，验证其可行性与实用性。（4）深入分析蛋山废弃矿山整治项目的生态修复成本影响因子，研究成本分类方法，提出经济成本计算标准及优化方法。并对南山风景区采石宕口综合开发提出建设性思路。四、工作基础和条件1、承担单位概况（人员、资产、业务与管理状况），拥有知识产权状况（包括本项目已有知识产权状况）；镇江市地质矿产研究所是承担本项研究的责任主体，具有岩土工程、结构、工程地质、水文地质、环境地质、勘探、古生物、经济、计算机等专业技术人员18名，注册资本100万元，是镇江市国土资源局直属科研事业单位，主要从事矿山与地质环境科研、设计、勘察、监理及咨询工作。课题合作单位镇江市历史文化名城研究会集聚了镇江市一大批资深老专家，专门从事镇江市重大历史文化保护与建设提供咨询服务的社会团体组织。2、本项目现有的研究工作基础（包括与本项目研究有关的主要论文、专著情况，小试或中试成果情况，现有装备条件等）;申请单位镇江市地质矿产研究有大量矿山与地质环境科研、设计、勘察和监理的高级技术人员，拥有一大批试验仪器设备，配备了专门的管理人员和试验操作人员，为本项目的实施提供了保障。本项目的合作单位历史文化名城研究会是从事镇江市重大历史文化保护、建设咨询机构，拥有高水平的研究队伍、丰富的试验及现场工作经验的专家队伍。 参加该项目的主要研究人员近年来先后承担完成与本项目有关的研究项目多项，发表相关学术论文若干篇，参编著作1部，具备作为该项目技术支撑单位的各类条件。参编著作1部，丘陵地区高速公路路堑边坡综合治理，2003年，湖北科学技术出版社出版。倪俊参编著作1部江苏省地质灾害研究与防治十年规划。邵国平近期发表的与本项目有关的主要论著：气举反循环清渣方法的应用发表于探矿工程，2000（6），倪俊，核心刊物。镇江市城区胁迫地质灾害的浅析与预防发表于科技与市场2006（6），张剑，市级刊物。3 镇江市地质灾害环境管理及地质灾害防治发表于江苏地质科技情报，1996，邵国平 4 加强地质环境管理积极防治地质灾害发表于中国地质矿产报，1996，邵国平5 钻孔灌注桩堆载法静压试验检测承载力发表于湖南交通科技，2002（4），倪俊，核心刊物6 潭邵高速公路顺层滑坡整治发表于公路，2003（1），袁从华、倪俊，核心刊物7 某公路顺层滑坡的整治及对该区段选线反思发表于岩土力学，2003（3），倪俊，核心刊物8 锚杆静压桩在房屋纠偏中的应用发表于探矿工程2004（3），倪俊，核心刊物。9 高速公路中红砂岩滑坡特征及整治发表于岩土力学2004（5），倪俊，EI收录3、项目负责人以往承担国家、省级等各类科技计划项目完成情况（立项年度、项目编号、项目名称、计划类别、完成时间、完成效果）；项目负责人及主要研究人员曾经承担的科学研究计划项目:姓名项目编号立项时间计划类别项目名称完成时间倪俊1998.11地矿部科技项目后压浆处理技术机理研究1998.11-2000.42001318223162001.4西部交通建设科技项目黄土地层公路工程地质类型及地基承载力评价技术研究2001.12-2003.122002318223122002.4西部交通建设科技项目岩溶地区公路工程地质勘察与综合评价技术研究2002.7-2004.1220041320120047江苏省交通科技项目高速公路软土路基拓宽变形控制关键技术研究2004.3-2005.7200540022005.6江苏省交通科技项目膨胀土边坡失稳机理分析与治理方法研究2005.6-2007.6SH20050082005.5镇江市科技项目高填方段高速公路拓宽变形预测与路面差异沉降裂缝灾害防治技术研究2005.5-2007.5张剑SH2004052004.5镇江市科技项目镇江市胁迫地质灾害与气象的关系分析研究以及防灾气象预报预警系统的建立2004.5-2006.114、项目实施具备的人才队伍、经费配套投入能力及科技服务管理能力本课题科技人才年龄层次搭配较好，参加人员共13名，其中高级职称10名，占77%，中级职称人员2名，占15%，其他人员1名。课题依托工程为镇江市蛋山废弃矿山整治项目，已获国土资源部资助资金200万元，并在两年内完工，为本课题地顺利完成提供了有力的资金保证和充分的试验场所。课题主管部门也将对该课题的执行给予大力支持。项目组负责人具有多年一线工程实践和科研管理工作的经验，完全有能力确保该课题顺利按时保质地完成。五、项目研究预期成果及效益1、蛋山废弃矿山整治业主单位关于技术应用情况说明。2、形成项目综合性研究报告，成为镇江市废弃露采矿山环境规划（2006-2010）的技术参考文献；3、在核心刊物上发表1篇以上论文，培养硕士研究生一名；六、 计划进度安排与考核指标工作进度（按半年度分）主要工作内容2007年5月至2007年6月制定出项目实施的大纲和详细计划；整理相关资料2007年6月至2007年12月完成现场测试，分析统计各种数据资料，建立数据库，发表论文1篇。2007年12月至2008年3月建立判别模型和成本计算标准，完成工程实例的测试验算，及工程实际应用。2008年3月至2008年5月完成各种报告编写，进行成果签定项目完成后主要考核指标：1、 蛋山废弃矿山整治业主单位关于技术应用情况说明2 提交南山风景区采石宕口生态修复与综合开发技术应用研究综合研究报告3、 在核心刊物上发表论文1篇以上。七、 项目主要研究人员课题负责人姓名性别年龄职务职称业务专业为本项目工作时间（%）所在单位倪 俊男34博士、副研究员岩土工程100%镇江市地质矿产研究所高增伟男64教授地理