露天矿山资源环境治理.ppt

露天矿山资源环境治理 一 矿场对生态环境的影响 随着人口的增加 工业化的发展及城市化进程的加快 人类对自然资源的过度利用 致使许多类型的生态系统出现严重退化 产生了大量的工业废弃地 进而引发了一系列诸如森林减少 水土流失 土地荒漠化 石漠化 水体和空气污染 生物多样性锐减 淡水资源短缺 生态平衡失调等等生态环境和社会经济问题 在工业废弃地中 矿场废弃地是伴随着不可再生资源的枯竭和环境的不断恶化而出现的 而且占据相当大的比例 矿场对生态环境的影响主要体现体现在以下几方面 1 侵占破坏土地与植被资源数量大 水土流失和沙化严重 采矿总的分为地下开采 又称井工开采 和露天开采两大类 因采矿工艺不同 对矿场生态环境的破坏形式也不同 下图为露天开采与井工开采方式对生态环境的破坏形式 2 破坏水系统平衡 引发水体污染 矿产资源的开采不可避免地会破坏地表水 地下水系统均衡 造成大面积疏干漏斗 泉水干枯 河水断流 水资源逐步枯竭 地表水入渗或经塌陷灌入地下 破坏矿区的生态环境 水体上 下开采时对水源的处理会引起水质的变化 当一些有害成分渗入老采空区中积水到达地面时 对河流 农田以及饮用水等都能造成一定程度的污染 严重威胁人类赖以生存的水环境 被污染的河流 3 矿场活动导致有害气体及尘埃显著增多 大气污染物中的有害气体既对生存在矿场的人危害很大 同时对其他生物产生的影响也较多 植物大多能够吸收或吸附大气中的一些有害气体和尘埃 可是当有害气体和尘埃超过一定浓度度就会影响到植物的生长和发育 甚至造成植物大面积的死亡 粉尘污染 满是煤灰的房屋 4 矿场活动造成塌陷 诱发滑坡 崩塌和泥石流 矿产资源开采过程中 特别是露天开采的矿区工程活动剧烈 大量边坡开挖和尾矿残渣的无序堆放 破坏原来山坡植被和地质环境 岩溶塌陷与采空区塌陷容易会导致地面沉陷 会对矿场土壤产生不同程度的污染 采矿破坏严重的区域甚至会诱发崩塌 滑坡 泥石流 地震等次生灾害 造成不必要的人财物的损失 一大规模开山采石使本来完整的山体变得伤痕累累 近年来国家对矿场开采业进行了大力整治 但其所带来的负面影响依然很难在极短的时间内消除 面对着破败 荒凉的矿场废弃地 如何治理日趋恶化的生态环境 防止自然生态系统的进一步退化 恢复和重建受损的生态系统 成为改善生态环境 提高区域生产力 实现经济社会的可持续发展的关键问题 二 废弃矿场整治复绿策略 从风景规划的角度来看 一个矿产工程主要包括三个方面 厂房和机器矿产开采采矿后的使用 工程开发和背景的关系有三种 它们分别是相似 同一和差异 规划矿场风景时 这些关系演变成分区策略隐藏策略保护策略创新策略联合策略 分区策略 分区策略是最古老的策略 适用于一般矿产的开采中 但是不适合珍贵矿产的开采 可以用于建筑用石 铺路石 生产水泥的石灰石等材料的开采 但不可用于煤 铁矿石 宝石 矿砂或者金属矿石等的开采 隐藏策略 隐藏策略最突出的特点是使用山脊线 树木组成的屏障和 休闲堤岸 以隐藏矿产开采 同时减少噪声和烟尘等的危害 一般来说 矿产开采结束后 隐藏策略意味着土地将恢复到它原来的样子并重拾它原来的用途 在美国被称为 重回旧貌 的恢复哲学 保护策略 保护策略来源于一种正确的观念 土地是必须通过合理使用加以保护的宝贵资源 斯科特报告 曾指出 建议通过立法来确保那些从矿产开采中获得利益的团体在矿产开采完后的指定的短时期内 恢复土地的用途 创新策略 对那些原有地貌已经被大大改变的地区 提出 恢复 是不明智的 应该利用机会创造新的形式和风格 甚至于规划新的土地使用形式 联合策略 杰弗里 杰里柯先生为希望水泥公司所做的规划同时用到了矿场风景规划的四种策略 这个也例子也说明了四种策略并不是孤立的 希望水泥公司对矿产风景规划作出了两点重要的贡献 一方面它表明矿产开采活动的每一个环节都需要单独的策略 另一方面它也指出整个工程的处理取决于地形特征和工程进度 基于生态恢复理念的策略 人文生态 矿山废弃建筑物 构筑物的再利用 工业建筑 矿山场地中遗留了大量的工业厂房 对质量比较差的建筑予以拆除 而对质量较好的建筑予以保留并进行重新设计 使它们的建筑生命得以延续 例如厂房改为餐厅建筑 其中餐厅设置多个包间 如钳工班 焊工班等 把整个空间营造成矿工当年的生活场景 构筑物 矿场中会有许多遗留的构筑物 对他们进行装饰 使它们成为公园中别具一格的小品 对场地上原有工业设施的处理 是设计中重要的组成部分 上海植物园矿坑花园 解放军工兵挖的山洞 如今成为矿坑空间体验的绝佳之处 对原有的煤气罐保留并进行装饰 成为黄石矿山公园中别具一格的小品 人文生态 采矿遗留的历史矿坑的保护与开发矿场经过几十年甚至上百年的开采 一般都会形成了高陡的边坡或者矿坑的保留 这些都如实反映了当时矿山工人们的生产和生活 是他们归属感的基础 同时 也是独特的地质场地 其自身亦具有内在的独特性 稀缺性 景观设计中并不试图掩盖或消灭这一人工痕迹 因为它是工业文明的价值见证 是重要的历史文化景观 应设置多个观景点来观赏矿坑 从不同角度欣赏矿坑所提供的场所 上海植物园辰山矿坑花园的矿坑遗址如今在大片水杉林的保护下显示出它的独特性 德国杜伊斯堡景观公园将遗留下来的矿场景观与周围景观相结合 增加了人们对于场地的认同感 人文生态 建造体现矿区精神的复垦林复垦林原是矿场废石场 这是矿区经人工开凿后又生态恢复的景观 反映了矿区工人的毅力和坚韧的精神 在林间设计一些木栈道 观景平台 休息亭 可以感受矿山工人的坚强意志 德国杜伊斯堡景观公园对原有植被的保护 荒草也任其生长 保护了原有的生态系统 开放空间中的木栈道以及因地制宜的植物给整个矿区增条了新的活力 并且使生态系统得到了恢复 自然生态 植物种植规划利用道路两旁的植物连接矿区的各个部分 整合乔木并配置各式的灌木和地被植物 丰富植物的多样性 给各种动物增加获得栖息地的机会 同时也丰富了景观层次 在种植原有乡土植物的基础上 选择一些耐贫瘠 耐干旱且有特色的植物 这有利于恢复矿山的生态环境 也突出景观特色 矿区通过植物规划 使矿山形成极具特色的景观 同时也实现了矿山植被的生态恢复 植物的多样性丰富了景观的多样性 高层植物 中层植物以及灌木和地被植物的合理配置 形成了良好的景观效果 自然生态 植被的自然再生自然再生的植被是很好的自然景观 能更好地吸引动物栖息 在矿场整治复绿中 应充分尊重自然再生的过程 保护场地上的野生植物 创造出不同的景观特征 与植物种植规划一起重新建立起矿区新的生态平衡 植被的自然再生创造出有利于生态平衡的自然景观 为动植物提供了良好的栖息地 三 案例分析 一个矿坑究竟能成为什么 在今天的快速城市化过程中 许多工业废弃用地成了头疼的问题 朱育帆用优雅的一抹步道 使其成为一个秀美的花园 为市民增添了一个令人愉悦的游乐场所 国外矿坑花园寻找 总结适当转化途径的方法 对其它诸峰有一定的借鉴意义 国内案例 以上海植物园矿坑公园为例 1 设计背景 辰山位于松江县松江镇北偏西约9公里 采石坑属百年人工采矿遗迹 2000至2004年间 上海市及松江区持续对采石坑进行了围护避险工程治理 为保护矿山遗迹 加快生态矿山 美化环境建设 结合上海辰山植物园的建设 经申报 由国土资源部 财政部批准立项 地方配套出资对该采石坑进行矿山地质环境综合治理 使其成为上海辰山植物园景观的一部分 成为人们观赏游览的好去处 区位图 2 项目基本资料 矿坑花园位于上海植物园西北角 邻近西北入口 主要通过绿环道路和辰山市河边主路与整个植物园相连 在辰山植物园整体规划中 矿坑定位为建造一个精致的特色花园 总体目标是成为国内首屈一指的园艺花园 项目主题是修复式花园 通过对现有深潭 坑体 迹地及山崖的改造 形成以个别园景树 低矮灌木和宿根植物为主要造景材料 构造景色精美 色彩丰富 季相分明的沉床式花园 上海植物园局部鸟瞰 效果图 实景图 矿山公园的鸟瞰图 从云梯某处观落瀑 云梯增加趣味性 使人和景观互动 因地制宜的改造了矿山 水面上的木桥 更似游龙轻盈的在水面滑翔 丰富的植物种类 丰富的植物种类 3 构思特点 最小干预原则的后工业景观尽量保持其具有石质质感的自然风貌 采用 减法 的设计手法尽量避免人工气息 用锈钢板墙和毛石荒料去表达曾经有过的工业时代气息 东方山水意蕴设计立意源于中国古代 桃花源 隐逸思想 利用现有的山水条件 设计瀑布 天堑 栈道 水帘洞等与自然地形密切结合的内容 深化人对自然的体悟 利用现状山体的皴纹 深度刻化 使其具有中国山水画的形态和意境 同时参考嘉庆府志载 立意于辰山 十景 洞口春云 镜湖晴月 金沙夕照 甘白山泉 五友奇石 素翁仙冢 丹井灵源 崇真晓钟 义士古碑 晚香遗址 植物景观以空间结构为设计基础 保证整体性 以精细的质感为设计诉求 植物材料满足植物园展示 科教功能 植物空间层次丰富 结构合理 色彩雅致 4 作品意义 设计是一个发现的过程 艺术源于场地本身 矿坑花园是一个富于挑战也富于趣味的项目 景观设计既借鉴了西方 又从历史的语汇中挖掘 得到的是一个不拘于形不泥于理论的结果 作为上海唯一的基岩出露区 九峰三泖 中的诸峰多数存在和辰山许多类似的问题 矿坑花园寻找 总结的适当转化途径的方法 对其它诸峰有一定的借鉴意义 希望这些景点能够理性地 有组织地进行开发 重新成为一道自然与人文交融的风景线 国外案例 以德国鲁尔区工业改造为例 1 设计背景 德国鲁尔区是世界上最大的工业区之一 位于德国 济最发达的北莱茵 威斯特法伦州 简称北威州 的中部 人口540万 是由11个中等城市和4个地方行政区组成的密集城市区域 其中包括多特蒙德 埃森 杜伊斯堡等著名的工业城市 鲁尔区有着全世界最大的内河港口 繁忙的内河航道和欧洲最密集的铁路网 高速公路四通八达 区位图 进入20世纪50年代后 由于廉价石油的竞争 百年不衰的鲁尔工业区爆发了历时10年之久的煤业危机 煤矿和钢铁厂相继停产关闭 失业率急速升 大量工业区闲置 整个鲁尔区景观支离破碎 随之而来的是环境污染 人口大量流失 社会形象下降等一系列问题 经济转型与工业区改造问题迫在眉睫 2 项目基本资料 德国鲁尔区的北杜伊斯堡景观公园原本是一个建于20世纪初的钢铁厂 1985年停产后 工人撤离 小动物却住了进来 荒草长到半人高 水渠中蓄满雨水 水生植物暗暗生根 上世纪80年代末 政府请来了景观设计师彼得 拉茨 他耗时四年 掩去了旧工业时代的灰暗 使之成为一个综合休闲公园 工业用的管道改造成滑滑梯 追加新的功能也使场地的意义得到进一步升华 尊重场地原貌和历史 保留了场地的完整形态 工厂中的植被均得以保护 荒草也任其自由生长 3 构思特点 工厂中的构筑物都予以保留 部分构筑物被赋予新的使用功能 工厂中原有的废弃材料也得到尽可能地利用 尊重场地原貌和历史 不是抹杀它而是为其赋予新的意义和诠释 公园改造保留了场地的完整形态 经济上节省了巨大的拆除及重建的开支 并切保留了场地的记忆 使得场地的深度得到拓展 同时追加新的功能也使场地的意义得到进一步升华 这与国内一些大拆大建的作法形成鲜明对比 4 作品意义 被污染的河道 化工厂 储油设施 垃圾场 钢厂 冶炼厂 废弃滨水地区 铁道区 矿山和采石场 电镀厂和纺织厂 这些都属于目前需要进行景观复原 改造和设计的棕地再生型场地 这类场地和景观设计的关系如何 景观设计师又如何在这个领域卓有成效地工作 如今 被废弃的产业遗址成为城市中最后一块可以建造新公园的土地 产业结构调整和棕地的改造有可能大大提升城市生活质量 因此 创造出高水准的公共空间与建造新家园和工厂车间是同样重要的事情 建立在工业废地之上的城市公园可以为各种日常聚会和文化活动提供重要的场所 总结 除非能够证明 开采后的风景至少与开采前一样有用或者美丽 否则不允许获得矿产资源和开采矿产 依靠良好的风景规划 矿场开采后的利用可以达到品质优秀和成本低廉的双重目的 通过以上的分析总结 我们提出了整治复绿已废弃矿场的几大建议 合理设计 综合利用 科学治理废弃矿场1 从全局出发合理设计 废弃矿场治理是一项系统工程 不但涉及石场所处的地质 地貌 土壤 水文 植被等因素 而且与生态学 植物学 水利学等密切相关 治理时应参考国内外先进经验 从全局出发 在宏观上设计出合理的景观格局 在微观上创造出合适的生态条件 要依靠景观生态规划与设计 实现生态重建的目标 2 从实际出发综合利用 废弃矿场治理应根据山体实际 挖掘资源潜力 进行综合利用 规模小且独立的山体 可以考虑将剩余山体移平 作为建设用地 可新增土地 规模大 山体仍较全的废矿场 可以进行复绿和根据山体落差