時間：2023-05-31 08:33:39
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露天礦山開采過程中，最容易出現的事故類型為露天采場邊坡坍塌、滑坡，造成人員傷亡和設備損壞。因此，露天礦山邊坡的穩定對礦山安全起著至關重要的作用。邊坡管理的好與否，與露天開采的安全有著直接的關系。邊坡安全管理的好，作業人員的人身安全就有了保障；反之，必將給作業人員生命安全帶來嚴重的威脅，給礦山的正常生產帶來極大的影響。
1、影響露天礦邊坡穩定性的因素
影響邊坡穩定性的因素可分為自然因素和工程因素兩類
（1）自然因素即巖體本身及其所處的自然環境，包括：1）巖層的地質斷裂；2）地表水和地下水的沖刷，其為邊坡破壞的誘導因素；3）構造應力；4）巖體物理力學性質等。
（2）工程因素是指邊坡所處的礦山采掘工程技術及管理條件，包括1）露天礦山的開采深度、服務年限、采場幾何形態等；2）爆破震動和其他載荷影響；3）隨著開采深度的增加，邊坡巖體的自重應力也遞增，邊坡穩定性也越差；4）風化作用，長時間風化作用使巖體自身強度降低，對邊坡穩定產生不利影響。
2、露天礦山邊坡管理的基本任務
1）開展工程地質及水文地質工作，查明影響邊坡穩定的各種地質條件及其他因素。
2）為露天礦山采剝工程設計可靠的工程地質及水文地質資料，每年對已經出現的邊坡滑落和變形預報提出整治方案，并做好施工中的管理工作。
3）不斷總結露天礦山邊坡管理經驗，做好露天礦山邊坡管理工作。
3、露天礦山邊坡事故預防措施
1）要結合礦山的實際情況，強化作業人員的安全教育，提高員工的安全意識，規范員工的作業行為。經常提醒作業過程中應注意的安全事項，及時糾正員工的不安全行為。作業人員應按自己所從事的工作，遵守本崗位（工種）的安全技術操作規程，嚴禁任何人員在邊幫底部休息及停留，以防止邊幫的突然下滑而導致人員的傷亡事故。
2）排除邊坡范圍內積水和地下水，是防治滑坡重要而有效的措施之一。其方法一般有兩種：一是用排水溝截排地表水。二是用鉆孔疏干降低邊坡中地下水的水位等。這些方法，可避免對邊坡巖體的有害作用，提高邊坡的穩定性。
3）精心組織爆破，盡可能的減小爆破對邊坡的損壞，使邊坡保持較好的穩定狀態。嚴格控制藥量和爆破方向，且爆破作業完畢后，當班作業人員必須及時從上到下的清理浮石，未清理完成之前下方嚴禁任何作業。
4）對巖層中的節理、裂隙等容易引發坍塌或滑坡的地質構造進行加固，有效的保證露天礦山邊坡的穩定性。其方法有：設置抗滑擋墻、抗滑樁、邊坡注漿、安裝瞄桿、噴射混凝土等。
5）對邊坡巖體變形和移動情況進行監測，預防滑坡。
6）經常對邊坡進行清理和修整，清理邊坡上的堆積物，修整已經變形或坍塌的邊坡。
7）加強雨季邊幫、采場的安全工作，每逢刮風下雨必須立即停止作業；下大雨或大爆破后會對邊坡的穩定造成嚴重的危害。
4、加強露天礦山邊坡安全科研工作
1）邊坡科研室露天礦科研工作的一個重要組成部分，礦山每年應根據實際情況進行科研工作。
Abstract：This article in the summary mine side slope deformation monitor significance foundation, introduced the mine side slope distortion monitor duty and the primary coverage. According to our country mine side slope actual situation, introduced the GPS distortion monitoring network design, confirmed the GPS technology to apply in the mine side slope deformation monitor feasibility, and has determined the best observation parameter.
Keywords：GPS technology；Mine Slope；Deformation Monitoring；The Best Parameters
中圖分類號：U416.1+4文獻標識碼：A文章編號：
礦山邊坡變形監測的意義
我國的礦產資源非常豐富，已探明儲量的有155種，為我國經濟的發展奠定了堅實的基礎。隨著我國經濟的飛速發展，對能源和資源的需求量也大幅度增加，各地為了增加產量，花大力氣擴大生產規模，但是在產量增加的同時隨之而來的是這些工程區域以及工程運行期間所形成的邊坡安全（變形）監測問題。
在邊坡工程建設中，通過對邊坡工程的安全監測，可以起到如下一些作用：（1）評價邊坡施工及其使用過程中邊坡的穩定性，并作出有關變形的預測預報，對于已經或正在滑動的滑坡體掌握其演變過程，及時捕捉崩塌與滑坡災害的特征信息，如崩塌、滑坡的正確分析評價、預測預報及為相關治理工程等，提供可靠的資料和科學依據。（2）為防止滑坡及可能的滑動和蠕變提供及時決策支持，預測和預報滑坡的邊界條件、規模、滑動方向、發生時間及危害程度，并及時采取措施，以盡量避免和減輕災害損失。（3）通過監測可為決策部門提供相應參數依據，為有關方面提供相關的信息，以制定相對應的防災救災對策。（4）監測已發生滑動破壞和加固處理后的滑坡，監測結果是評價滑坡處理效果的尺度。（5）為進行有關位移反分析數值模擬計算提供參數。
礦山邊坡變形監測的任務和主要內容
2.1 礦山邊坡變形監測的任務
（1）提供邊坡惡性變形發生的報警，以保證作業人員及設備的安全，且在變形趨穩時解除警報，以利組織生產；
（2）提供可靠的監測資料以識別不穩定邊坡的變形和潛在破壞的機制及其影響范圍，以制定防災、減災措施；
（3）對于礦山邊坡，提供信息以便礦山調整采、掘計劃，甚至修改設計；
（4）參與提出處理潛在滑體方案，為方案的實施提供安全監測，對處理效果提出評價。
邊坡監測的目的是對可能發生滑坡的危險邊坡進行觀測，查明滑動性質、滑體規模和準確預報滑坡等以確保生產安全，避免災難性事故的發生。
2.2 礦山邊坡變形監測的主要內容
2.2.1選定變形監測基準點
礦山邊坡變形監測基準點的選擇直接影響到GPS監測數據的可靠性，這要求GPS監測基準點穩定可靠且盡可能不受各種不利因素的影響，此外，在選定變形監測基準點時，不但要考慮到當前礦山邊坡變形監測的迫切需要，還應考慮到整個礦區將來邊坡變形監測的需要，應將基準點建立在穩定地層上。
2.2.2 GPS變形監測網的設計
GPS變形監測網的設計是采用GPS技術對礦山邊坡進行變形監測的關鍵。應根據不同的監測目的選擇不同等級的監測網及相應精度的基準點坐標。監測點設計是監測網建立的重要內容，根據礦山的實際情況，選擇原有監測基點，四等三角點及礦山重要部位的新測點作為GPS系統的監測點。監測點大多布置在與邊坡垂直方向上。監測網的級別越高，測量的精度也越高。
2.2.3 GPS監測及其坐標轉換
野外作業數據采集使用雙頻或單頻GPS接收機，在監測基準點上固定安置接收機，以進行長時間的連續觀測，其它接收機依次布設于各個監測點。對重要監測點觀測的時段為2小時，且要求2個或2個以上的觀測時段，一般監測點為1個觀測時段，且時段長為1小時。
GPS監測系統采用WGS－84坐標系，最常采用的數據形式為經度、緯度和高程。對于邊坡變形監測可以不進行坐標轉換，通過比較不同時間的觀測結果便可直接求出相應的差值或計算出相應的位移量。但如果分析評價GPS測量系統建立之前的常規測量獲得的結果，或要將GPS測點作為工程地質測繪圖的控制點時，則需要進行坐標系統的轉換，將GPS系統采用的WGS-84坐標系統轉換成礦區采用的地方坐標系，以建立兩者之間的聯系，便可分析評價歷年的累計變形及其發展變化趨勢。
2.2.4監測結果的數據處理和變形分析
監測數據可自動處理，計算出相應的基線向量，并調出相位雙差參考圖，仔細觀察和研究其變化，對于波動起伏超過限差要求的基線應進行重新測量。
邊坡變形監測的實施
3.1邊坡觀測站的布設
觀測點應布置在下列地段：工程地質條件較復雜，如斷層、破碎帶、風化帶、巖層節理發育等地段；受地下水和地表水危害較大的地段；運輸樞紐；已形成較高的邊坡和服務年限較長的地段；正在進行邊坡治理的地段。
觀測線的條數取決于滑坡范圍（監測范圍）的大小、邊坡巖石力學性質變化情況及地質條件復雜程度。一般在滑體中央部分、沿預計的最大滑動速度方向（多數情況為大致垂直于露天礦邊坡走向方向）布置一條，在其兩側再布設若干條。在滑體上具有特征性的部位應設專門的觀測點進行監測，當發現某些觀測點有移動時，可在這些觀測點的上、下、左、右增設觀測點，以便準確確定邊坡移動范圍。
3.2 邊坡的監測
觀測工作在全部監測點埋設10～15天后進行，觀測時首先將監測站的控制點與露天礦基本控制網點進行聯測。
露天礦山邊坡正常觀測工作主要有如下內容：
中圖分類號：P954文獻標識碼： A
引言
礦山開采主要有地下開采和露天開采兩種方式?？傮w而言，相對于地下開采，露天開采先天安全條件較好，發生安全事故的概率要低［。但是，露天開采同樣存在較大的安全隱患，露天礦山礦業活動可能引發或加劇地質環境問題，礦山本身也可能遭受地質災害。一旦露天礦山遭受地質災害，對礦山及周邊將會產生難以估量的危害。下面初步探討露天礦山的災害防治對策。
一、露天礦山地質災害成因分析
1、滑坡
露天礦山在開挖過程中，往往會進行大面積的開挖。若開采礦層上部存在覆蓋層，大面積開挖后覆蓋層前緣往往直接臨空，隨著礦山的不斷開挖，這些結構松散的表土層極易沿巖土結合面等軟弱層面向下滑動，輕者產生表層垮塌，重則產生沿基巖面的土質滑坡。同時，這些剝離的表土一般隨意堆砌，隨著露天礦山的不斷開挖，剝離的表土越堆越多，逐漸形成不穩定堆積體。這些堆積體未經過壓實且未做任何防護設施，其整體結構較松散，易開挖，穩定性差，受暴雨及工程活動影響，易產生表層滑動，形成表層滑坡。露天礦山巖質滑坡的產生主要與巖體開挖方式及其自身物質組成有關。露天開采礦層其傾向與開挖邊坡坡向相同，且礦層傾角小于坡角，而礦層上部或其中往往含有軟弱夾層。順向緩傾角露天礦山開挖多屬于不穩定結構，隨著礦山的進一步開采，在大雨暴雨、地震等不利因素影響下，這種巖質邊坡穩定性將進一步降低，極易產生向下滑動，產生巖質滑坡。
2、崩塌
露天礦山產生崩塌也與巖體開挖方式及其自身物質組成有關。由于考慮經濟的因素，露天采場邊坡一般開挖坡度在80°以上，邊坡未按設計要求分臺階，往往形成高而陡的邊坡。當礦產傾向與開挖邊坡坡向相反或相切，而巖層中卸荷裂隙發育，巖體穩定性較差，在大雨暴雨、地震和礦山爆破等不利因素影響下，這種高而陡的采場邊坡極易形成不穩定楔形體向下滑動，輕者產生掉塊，重者產生大面積崩塌。
3、泥石流
露天礦山開采對土地與植被的占用和破壞面積較大，改變了礦區原生態的地形地貌。隨著露天礦山的大面積開采，其自身植被固土保水的能力不斷降低，隨著大雨暴雨的沖刷，露天礦山的開采區水土流失將不斷擴大，這種沖刷出來的表土、泥沙、石塊等固體物質構成了泥石流的物質來源。同時，露天礦山剝離的覆蓋層隨意堆砌形成不穩定堆積體，這種松散堆積體表層易垮塌，隨著雨水的沖刷，亦構成露天礦區泥石流的物質來源。露天礦山開挖后多為三面環山，前緣地形開闊，周圍山體陡峻，地形上便于水和碎屑物質的集中。若礦山下游存在狹窄陡深的沖溝或河流，則在雨季露天礦山的下游溝谷泥石流較易發育。一旦礦山開發造成泥石流，將會對其下游村莊和農田造成難以估計的災難。
二、露天礦山滑坡防治對策
1、土質滑坡防治對策及建議
露采場的上覆第四系松散堆積物在邊坡開挖后極易沿著巖土結合面產生滑移，形成土質邊坡。對于人工開挖形成的覆蓋層土質滑坡，建議采取重力式抗滑擋墻進行治理。對于中厚層的土質滑坡，建議采取抗滑樁進行治理。若露天礦山在建設過程中剝離的表土隨意堆砌在山坡溝谷地帶，日積月累將形成不穩定堆積體，其結構松散，不穩定堆積體極易沿表層發生垮塌，建議在其前緣修建擋渣墻或擋渣壩。
2、巖質滑坡防治對策及建議
露天采場的巖質滑坡一般是工程開挖形成的高陡邊坡造成，為了節約開采成本，有不少露天礦山邊坡開挖未嚴格按照開采利用方案進行，其開挖臺階高度、臺階坡面角均超過開挖標準，這些臺階高度一般超過20m，臺階坡面角在80°以上。同時由于巖層中夾有軟弱夾層，露天采場的巖質邊坡極易沿軟弱夾層產生滑動，危害非常大。對于這種高陡巖質邊坡，建議采用抗滑樁，并輔以預應力錨索（錨桿）和格構錨固等治理措施。
3、露天礦山崩塌防治對策
露天礦山形成的高陡逆向或切向巖質邊坡極易發生崩塌破壞。礦山巖質邊坡往往裂隙較為發育，這些裂隙面與邊坡臨空面和巖層面往往相互切割形成楔形體，隨著人類開采活動的加劇，這些楔形體極易發生掉塊、落石甚至崩塌。對于礦區的潛在崩塌體的治理首先應選擇徹底根治，對其進行徹底清除，消除后患。對于規模不大的潛在崩塌體，優先考慮人工清除的防治方案。當其規模較大或者人工清除困難時，應考慮采用控制爆破，避免爆破造成次生地質災害。當潛在崩塌體不能清除時，對中小型崩塌體可采取下列綜合措施：在其坡角或半坡處設置落石平臺或擋石墻、防護網；對易風化的軟弱層，可對其裂隙灌漿或漿砌石護面；設置排水設施以攔截疏導山坡的地表水和地下水等。對于大型的潛在崩塌體，在防護設施不宜實施的情況下，建議搬遷避讓。
4、露天礦山泥石流防治對策
露天礦山開采對地表破壞極其嚴重，同時露天礦山一般地處山區，存在較多易形成泥石流的溝谷地帶。因此，礦產開發活動中亂采亂挖破壞植被，廢石廢渣隨意堆砌等，都可能誘發泥石流或加大原有泥石流的規模。泥石流的防治應從源頭上進行，首先應盡量減少礦山固體廢棄物排放，其次對于產生的固體廢棄物不應隨意堆砌于溝谷地帶，應將固體廢棄物堆砌于修建好支擋措施的廢棄物堆場。同時，對礦山及周邊陡峻、固體物質堆積較多的溝谷地帶應及時進行疏導，對其岸坡應采取護坡等防護手段防止其進一步垮塌。
5、地形地貌景觀影響和破壞防治工程
（1）礦山開拓、采掘工程應嚴格按照開發利用方案要求施工，礦石的堆放、設備的存放應充分利用已有平臺，剝離的表土應先堆放在排土場，廢石渣土應充分利用現在的廢渣場集中有序堆放，盡量減少對土地資源的占用。礦山閉坑后，把排土場剝離的表層土進行回填，恢復至原有生態環境。
（2）在礦山采礦活動過程中注意保護礦區內植被資源，以防對環境造成破壞；在防治區附近及周邊設置警示牌，嚴禁越界無序開采；對已停采地段或終采礦山，應及時進行恢復治理工程，植樹種草恢復土地資源功能，因地制宜修建一些輔助設施，保護礦山地質環境。
6、高陡邊坡防治對策及建議
露天礦山高陡邊坡的形成很大程度上是礦山企業一味追求經濟效益，壓縮投資造成的。大多數露天礦山對這種高陡邊坡只要不影響礦山的進一步開采，很少或者說基本上未采取任何治理措施，開采完成后則任由其發展，危害十分嚴重。因此，首先應從源頭上盡量減少甚至避免高陡邊坡的產生，建議露天礦山開采過程中分臺階開采，邊剝離（擴幫），邊開采，對臺階高度超過規定的塊段必須先擴幫，后開采，開采邊坡的坡角控制在65°以內，邊坡高度控制在10m以內。對于已經形成的高邊坡，在邊坡周邊做好截排水工作，并采取相應的工程治理措施，確保高邊坡的穩定性。同時，對露天礦山開采已經形成以及將要形成的高邊坡應加強監測。
7、含水層預防工程
露天開采礦山對含水層影響和破壞較輕，應主要從預防含水層的污染方面進行考慮。礦坑排水、采礦廢水應循環利用，對難于利用而排放可能造成污染的部分，應集中收集，經過凈化，達標排放，避免該防治區及周圍地下含水層受到污染。
結束語
露天礦山存在較大的安全隱患，其地質災害防治工作是一項長期的、復雜的工作。礦山應從源頭上減少地質災害安全隱患，嚴格按照開發利用方案的要求進行露天采場的開采，開采過程中分臺階分段進行開采，將剝離的表土集中堆放在設計好的廢棄物堆場中。同時，露天礦山開采中一定要加強監測，發現地質災害的前兆應及時向相關部門反映。只有在露天礦山開采的每一個環節中加強對地質災害的監管，才能將治理措施落實到實處。
參考文獻
[中圖分類號] X141 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-8-270-2
我國是一個礦產資源非常豐富的國家，多種礦產資源的儲量居于世界前列，比如稀土、石膏、釩、鈦、鉭、鎢、膨潤土、石墨、芒硝、重晶石、菱鎂礦、銻、煤、鉬、螢石、硅藻土、鍶、硅灰石等。豐富的礦產資源使得我國礦山數量極多，而隨著礦產資源的開發，廢棄礦山的數量也在不斷增加，廢棄礦山所帶來的環境地質災害也愈發嚴重。廢棄礦山引起的環境地質災害種類有很多，比如水資源污染嚴重、地面坍塌、泥石流等等。如果不對這些環境地質災害引起足夠的重視，就會帶給人類社會嚴重的損失。本文就專門對廢棄礦山引起的環境地質災害做了較為系統的分析，闡述了環境地質災害的類型以及如何防治廢棄礦山引起的環境地質災害。
1廢棄礦山環境地質災害主要類型
1.1水資源污染嚴重
如果采礦工作在地下水系統或是地表水系統周圍進行，就必定會導致水系統、水文地質條件發生變化。采礦過程中出現的礦井水多數源于地下水，地下水儲于各個含水層中，它與地表水、大氣降水有著密切的聯系，并處于相對平衡狀態。采礦工作對地層的破壞會導致地下水與地表水、大氣降水的聯系更為密切。地表水與大氣降水可以透過采礦形成的裂縫對地下水直接進行補給，這就會導致礦井涌水加大。與此同時，當煤系巖層產生大量裂縫以后，含有各種礦物質成分的地下水與煤系巖層中的各種礦物質成分充分接觸、混合，會發生一系列化學作用、生物作用，從而改變了礦井水的水質，造成地下水污染。
在礦井關閉以后，礦井的正常排水條件會發生變化，比如某些需人工操作的排水，在失去人工操作以后，就會發生相應的變化。同時，人類所遺棄的、呈網絡狀分布的地下采礦空間，其特有的酸性環境，將成為地下水污染的潛在污染源。因采礦工作需要而串通的各個含水層，在被遺棄以后，被疏干的各個含水層以及采礦空間又會被地下水重新淹沒，再加上地下采礦空間獨特的水化學環境，就會對地下水造成嚴重污染。
1.2泥石流
泥石流是礦山地區常見的一種突發性地質災害，泥石流的特點是攜帶大量泥沙、來勢洶涌、發生突然、歷時短、破壞力極強。之所以廢棄礦山易發生泥石流，其原因主要可從以下幾個方面進行探討：
（1）如果不對露天開采和坑采剝離過程中出現的廢石、廢土以及選礦過程中產生的廢渣等進行合理的規劃處理，而將其隨意堆放在礦山上，久而久之，這些松散的固體物質就會越積越多。在礦山廢棄以后，也不對這些固體物質進行合理的處理。而這些松散的固體物正是泥石流的主要組成部分。
（2）在礦山開采過程中，難免會對礦山生態環境造成嚴重的破壞，尤其是對植被的破壞，導致地表，地面結構發生巨變，調節雨水、徑流的能力變弱，匯流時間縮短，洪水量急劇增加，再加上失去植被的抓附能力，地面物質極易被地表徑流帶走、若遇特大暴雨長時間的沖刷，就會形成泥石流。另外，因為開礦工作串通了各個含水層，致使地表水、大氣降水能夠直接對地下水進行補充，導致地下水突涌，嚴重的破壞了土體結構，進而引發泥石流。很多廢棄礦山，因為失去了其原有的價值，礦山企業就不再對其進行處理和維護，導致礦山的生態環境得不到有效恢復，泥石流等地質災害難免會頻繁發生。
1.3滑坡、崩塌
滑坡和崩塌也是廢棄礦山極易發生的環境地質災害類型，因為很多礦山的采礦工作都是違反開采順序，濫采濫挖，比如采石場、露天煤礦、鐵礦等，這些現象會破壞礦山邊坡的應力場，致使邊坡失穩，再加上土體、巖體本身自重的影響，進而發生滑坡。崩塌是指在采礦過程中破壞了巖體結構，導致地質構造完整的巖體被分割成割裂體，割裂體在誘發因素下失穩形成崩塌?；隆⒈浪鹊刭|災害的出現往往十分突然，讓人猝不及防，會對礦山周圍居住的人類造成極大影響，輕則損失財產，重則致殘殞命。
1.4地面塌陷
地面塌陷是廢棄礦山最常見的一種環境地質災害現象。長期的采礦工作，導致地下礦藏被采掘一空，巖層之間出現極大的空隙。若礦山尚在使用中，礦山企業會對采空區的支撐結構以及應力情況時刻進行檢查和維護，以保證礦山的安全。而一旦礦山資源告罄，礦山被廢棄，就不會再有人對采空區進行維護，采空區的頂板巖層在自重的影響下以及其覆蓋層的重力作用下，會向下彎曲和移動，如果再有外力影響，就會發生地面塌陷。或者，因為地下水、地表水的影響，導致支撐結構漸漸腐壞，不能再承受頂板重量，導致采礦區塌陷，形成盆地，危及地表的農田、水利、建筑等各項設施以及生活在廢棄礦山周圍人們的生命安全。
2如何做好廢棄礦山環境地質災害的防治工作
采用何種方式對廢棄礦山的環境地質災害進行防治，這是一項較為復雜的工作，必須要根據當地的環境地質條件，災害發育程度以及技術經濟水平而定。
2.1水資源污染的防治工作
對于廢棄礦山水資源污染的治理工作來說，其措施可分兩大類：主動性措施和預防性措施，比如在礦井內填充凈化材料，采用注水井構筑“水力壩”以防止污染擴散、利用水平孔預排老空污水等。在處理廢棄礦山的水污染時，首先要對可能造成水污染的具體因素進行全面的分析，系統的收集相關資料，比如含水層的水力特征，廢棄礦井的空間形態、植被、降水等情況；其次，要根據所獲得的資料對危險因素進行識別，比如人工采礦活動留棄的各種危險因素以及一些客觀的危險因素。另外，還可以采用截斷污水與潔凈水之間聯系的方法，以防污水污染礦山周圍的水資源。
2.2泥石流的防治工作
泥石流的防治主要有生物措施與工程措施兩種：首先，生物措施是指在廢棄礦山上重新種植植被，恢復礦山的生態環境，恢復礦山環境的自我調節能力，這種措施的生效時間較長；其次，工程措施是指利用工程手段控制泥石流的發生或是減少泥石流的發生頻次，降低泥石流的影響程度。一般都是建立攔擋、排導以及支護結構，對河谷上游的松散固體物進行攔擋。亦或是修筑攔擋壩以及谷坊，疏通溝道，加速泥石流的排導等。
2.3滑坡、坍塌等災害的防治工作
滑坡、坍塌等災害的防治主要有以下一些手段，比如削石降坡、削坡降壓、整坡與清坡等。削石降坡是指采用挖方、填方、設置安全平臺等措施，控制廢棄礦山的邊坡高度以及坡度，使邊坡達到自穩狀態，控制邊坡出現滑移或是崩塌現象。清坡是指對廢棄礦山坡面上的危巖進行清理，削除局部陡崖，回填坡面凹陷處，修整坡頂棱角等，以此保證坡面的平整度。另外，還可以通過一些工程措施來防止坡體滑移，保證礦山周邊居民的生命財產安全。
2.4地面塌陷的防治手段
對廢棄礦山地面塌陷的治理來說，常采用充填復墾手段。這種方式是指利用礦區周圍的粉煤灰、剝離物、煤矸石等物質作為充填料，對采空區塌陷區進行回填。這種方法不僅可以對開礦過程中產生的煤矸石、粉煤灰等污染物進行綜合利用，保護礦山環境，同時還可以對采空塌陷區進行有效的治理，可謂一舉兩得，既解決了塌陷治理問題，又解決了礦山固體廢棄物問題。
3結束語
總而言之，廢棄礦山是我國環境治理和保護的重要工作之一，切不可棄之不顧。現今我國對廢棄礦山環境地質災害的治理還存在很多問題，比如技術投入、財力投入方面還欠缺，制度方面的力度還不強，這些問題都需要進一步進行解決，方能處理好廢棄礦山的環境地質災害。
參考文獻
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中圖分類號：S727.27
文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2016）08000903
1 我國工程邊坡植被恢復技術應用現狀
1.1 邊坡治理項目的提出
我國自改革開放以來，特別是近20年間，大力發展高速公路、鐵路以及水電工程和采礦工程等，收獲了巨大的經濟效益。但在經濟效益背后，隱藏的負面影響不可小覷。在施工過程中對邊坡的頻繁開挖，破壞了原有的植被，導致出現大量無植被覆蓋的邊坡，即次生裸地。因坡體造成的嚴重的水土流失和滑坡等問題，向世人敲響了警鐘。根據我國可持續發展戰略的要求，治理邊坡，恢復生態平衡已成為當前生態科學必須重視的并有責任承擔的研究任務之一。開挖的坡面如何重新覆蓋自然植被，已成為水利、交通等行業領域重視的關鍵問題[1]。
1.2 常用邊坡植被恢復技術
自1996年我國于云南昆曲高速公路首次嘗試生態護坡以來，邊坡治理工程已興起近20年，在技術方法、設備材料和施工組織等方面均取得了顯著進展。常用的邊坡植被修復技術主要包括：噴播技術、栽植技術、種子散播技術、植生袋技術、植被毯技術等。植被修復時，常選擇耐貧瘠、耐干早、耐堿的鄉土物種以及木本豆科植物作為先鋒植物。利用豆科植物共生的根瘤菌進行生物固氮，積累養分供其生長，同時豆科植物的枯敗枝葉形成的腐殖質可改良土壤成分，為周圍鄉土物種的進一步生長提供適合的條件[2]。
1.3 邊坡植被恢復效果評價
采用不同的植被修復技術，獲得的短期護坡效果皆十分顯著。邊坡綠化工程可以很大程度縮短植被重建的時間。植被修復工程實施一年后，邊坡植被覆蓋率較高，但多處邊坡從第二年起覆蓋率逐漸降低，最終導致邊坡二次。因此僅僅通過統計施工后一段較短時期內邊坡植被覆蓋率，并不能準確評價恢復效果。特別是為達到快速綠化的目標，常純粹種植一年生草本植物，植被群落物種單一，建立起的生態系統十分脆弱，極易遭到破壞或自行退化，生態恢復效果較差[3]。
1.4 群落演替研究在植被恢復效果評價中的意義
科學地評價邊坡植被恢復效果須綜合考慮防護效果、生態效果和景觀效果。特別是生態效果應深入分析群落的穩定性、生態適宜性和生物多樣性3個方面。因此對植被恢復效果的評估必定需要對植被群落演替情況進行長期的跟蹤調查。我國對邊坡恢復的生態學和群落演替動態方面的理論知識還很匱乏，對重建植被養護方面也缺乏應有的重視?，F有必要綜合總結國內外邊坡植物重建群落演替的研究進展，在了解群落演替進程和規律特點后，可以為恢復設計、施工技術和管理措施等方面提供科學性的指導建議。
2 國內外關于邊坡重建植被群落演替研究進展
2.1 國外邊坡重建植被群落演替研究
國外較早的專門對邊坡植被恢復期群落演替規律進行敘述的文獻可追溯到1990年，Titlyanova[4]在對廢棄礦地植被調查中發現，重建植被的物種組成、群落結構和群落形成方式都和破壞前的自然植被大不相同。
Moreno-de las Heras[5]則對廢棄礦山邊坡重建的植被初期演替的軌跡進行了分析研究，確定了控制礦區邊坡植被群落演替的主要動力。他認為初始條件（包括土壤特征和重建植被的措施）和環境特質（包括大陸性氣候和周圍存在的植被特點）是決定邊坡重建植被群落演替方向的主要驅動力。群落演替最可能發生在初始土壤貧瘠且鄰近開闊草地的樣地。一旦土壤中的有效養分增加，人為干擾減少，群落演替速率將加快。
Jeffrey[6]采用了最近4年濕地邊坡重建植被抽樣調查數據來描述群落演替趨勢和物種更新的速度。通過主分量分析和除趨勢對應分析方法處理調查數據，結果表明在調查的所有樣地間存在明顯的共性：濕地植被恢復初期種植的一年生植物逐漸被當地多年生植物代替，二年生植物隨時間流逝也逐漸被替代。而特質性表現在：各樣地之間因為環境背景各異，終致物種組成和演替速度之間也存在差異。
Alday[7]的關于廢棄礦山植被恢復早期群落演替規律的研究發現，廢棄礦區邊坡重建植被群落的演替趨勢一致，都是向樣地附近選取的目標群落演替，但因樣地環境各異，不同樣地群落演替軌跡不一致，演替速率也不盡相同。這一結論與Jefferey的結果高度一致。
雖然國外對于公路邊坡實施植被恢復工程興起較早，但對于公路邊坡重建植被群落演替的研究不多，更多的研究側重于演替初期最佳先鋒物種的選擇。曾經為達到邊坡快速綠化的效果，廣泛選用非本土的一年生草種或豆科植物作為先鋒物種，其耐貧瘠、耐干旱、快速生長覆蓋邊坡的特性可使其在短期內固著土壤，防止土壤流失。但在對護坡效果評價時發現它們頑強生命力又對毗鄰植物的生長造成危害，反而減慢群落演替速度，阻礙了植被的構建。因此現在人們普遍認為選用本土植物作為植被構建初期的先鋒植物，更具長久穩定性，表現出更快的群落建成速率。邊坡植被恢復時期先鋒植物的選擇一直是生態恢復領域的研究熱點，究竟哪一物種或哪些物種組合最適合作為邊坡先鋒物種，目前尚無定論。
2.2 國內次生裸地重建植被群落演替研究
我國對邊坡實施植被修復興起于20世紀90年代，20多年來，相關的理論研究和技術研究主要集中于邊坡生態恢復技術的應用方面，對于恢復后的植物群落演替的研究較少，直到近幾年，為了提高邊坡植被恢復工程質量，增強邊坡生態穩定性，人們漸漸將目光投向重建植被群落演替的研究。
馮俊德[8]對巖石邊坡重建植被進行了持續一年的跟蹤監測，另對四個工點進行了為期4～6年的間斷監測。在這項研究里，他發現在短期內（1年內）設計用于護坡的草種覆蓋度高，但隨時間推進，6年后坡面人工植被幾乎完全被鄉土物種取代。凱[13]對錦阜高速公路邊坡植被重建后2年、5年、7年植物群落特征進行調查，總結出在群落演替初期，物種豐富度、群落多樣性均顯著增加，鄉土植物逐漸占據優勢地位，群落向進展演替方向發展。還有多位學者就各種不同形式的邊坡、植被恢復的不同時期的群落動態進行分析，發現群落演替的趨勢或方向一致，皆為向周圍自然植被演替。但因受立地環境的影響，表現出不同的演替軌跡和演替速率。
無論是礦山邊坡還是高速路邊坡亦或是濕地邊坡，由于周邊環境惡劣，不適合植物的生長，此時必須通過人工干預，加速群落演替。先鋒物種的設計則是甚為關鍵的一個方面。在邊坡綠化工程初期選擇的先鋒樹種多樣性越豐富，群落穩定性就越高，后期植物群落演替程度就越高，因此可通過改善先鋒種豐度達到更佳的植被護坡效果。另外，王加真[3]提出觀點，先鋒植物在邊坡植被恢復初期必須適應貧瘠的土壤，同時需具備保持水土，改良土壤的能力。就先鋒植物的選擇，學界一致認為當遵循鄉土植物優先的原則，本土植物成活率高，能使群落更快達到穩定狀態。史玲[9]在對高速公路邊坡植被恢復技術應用效果進行評價時提出，為景觀效果需要，應當適當引入外來種，但引入種必須在當地有10年以上的引種栽培歷史，外來物種因具有侵入性，能快速覆蓋坡面，借助這一特點，在植被恢復初期可有效防止水土流失。然而，如果外來物種具有強侵入性，則反而因其與鄉土物種強烈競爭生存資源，而造成當地植被群落穩定性被破壞。先鋒植物經過長時期的群落演替，最終被鄉土物種所取代，在植被恢復的初期，先鋒植物通過本身根系與土壤相互作用，以及土壤微生物對枯枝落葉的分解，使土壤成分發生改良，特別是土壤有機質、氮和磷的含量顯著提高，更適合植被的生長，為鄉土物種的入侵提供了便利，極大促進了植物群落的發展演替。在邊坡植被恢復工程初期，為了迅速提高植被覆蓋率，常大量種植草本植物，甚至僅播種草本植物，雖然短期內邊坡的植被覆蓋率較高，但由于草本植物壽命短，易衰退，極可能致使植被演替停滯，直到另一些植被物種入侵。因此在植物配置上，應以灌草結合為主，根據群落演替的一般規律，坡面上的灌草型植被在經過10年或更久以后，將逐漸演替為以鄉土植物為優勢種的灌草型或喬灌草型植物群落，喬木型群落幾乎不出現。朱凱華[10]在其研究中同樣證實了這一群落演替規律，他通過對巖質邊坡重建植被群落演替階段的物種數量統計，觀察出植被隨著恢復年限的增加，群落物種數量發生顯著變化，表現為草、灌、喬木物種總數均顯著增加，且群落優勢種由初始的以草本為主逐漸過渡到喬灌木為主。在形成了喬灌草類型植被后，還可能出現草本層植被退化的現象，筆者推測草本層的退化是由于喬灌木植物的生長爭奪了草本的光能以及養料，使草本植物光合作用受阻而引起，但此時的群落生長已進入穩定期，草本層的退化不會造成群落的再次演替。
3 邊坡重建植物群落演替研究的前景與展望
自邊坡植被恢復工程實施以來，越來越多的人逐漸意識到植被護坡的效果評價需要立足于長期效益，從長計議。群落演替的研究需要對邊坡重建植被群落動態進行持續的監測和對大量監測數據進行統計學分析，工程復雜，更受時間限制。尤其在我國護坡技術發展歷史不長的境況下，最早一批邊坡重建植被的恢復時間至今尚不足30年，剛進入自然演替階段，更多的邊坡重建植被則尚處于先鋒植物階段或群落演替初級階段，研究者們還要在未來相當長一段時間內對這批植被群落動態跟蹤調查方可獲得具有影響力的研究成果。但不可否認，群落演替的研究具有巨大的發展潛力和廣闊的發展空間，吸引著人們踴躍投身探索。期待不久的將來，我國邊坡重建植被群落演替研究技術日趨成熟，成果愈加豐碩，植被護坡技術愈加完善。
參考文獻：
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1引言
由于歷史的原因，現已堆存的矸石一直采取“由上向下，自然堆積，平整頂部，不斷延伸”的排矸工藝，造成部分矸石山大面積自燃。一氧化碳、二氧化碳、硫化氫等有毒有害氣體四處彌漫，間隙氣流中有毒有害氣體含量超過國家大氣環境質量三級標準的10倍以上，矸石山頂部裂隙及松散部位，溫度高達70～80℃。排矸職工穿梭在煙塵和有害氣體中，時有中毒暈倒、呼吸困難、燒壞鞋褲的現象發生，甚至有人畜墜落燃燒區被燒死的事件發生。同時周邊生態環境遭到嚴重破壞，附近的莊稼果木枯萎減產，居民叫苦不迭。從矸石山的情況看，由于缺乏統一的規劃，排矸費用和維護費用較低，排放的矸石未嚴格執行規定的排矸工藝，引起排放矸石的自燃。滅火后的矸石山，一方面，由于缺少維護費用，導致日常維護工作不到位，另一方面由于沒有恢復植被，特別是在雨季，洪水造成矸石山表面沖刷，原有的覆蓋層遭到破壞，引起矸石山再次復燃。
2分類及措施
根據大量調查研究，已堆陳舊矸石場大部分存在自燃現象，根據已有堆放儲量和是否自燃，可以分為燃燒過的大型(儲量大于50萬噸)矸石山、未自燃的大型矸石山、未自燃的小型矸石山(儲量小于50萬噸)3種類型。燃燒過的大型矸石山是指矸石山已經堆存及自燃完畢，不會再發生自然現象的矸石山，治理措施不用考慮矸石山自燃的預防和治理。未自燃的矸石山是指矸石山堆存完畢，還未發生自燃，有可能發生自然現象的矸石山，還需要考慮矸石山自燃的預防措施。小型矸石山堆放高度均小于10m，所以主要的具體措施為:矸石山自燃預防措施—灌漿、夯實;平整工程措施—覆土、夯實;矸石山生態恢復—圍堰、綠化。
3未自燃過的大型矸石山治理措施
根據治理難度和治理過程，重點針對未自燃過的大型矸石山治理措施進行分析，其他治理措施可以在該措施的基礎上進行增減工藝過程。具體治理工程分為6項內容及步驟，矸石山工程措施(攔矸壩、排水系統)、矸石場自燃預防措施(灌漿、壓實)、邊坡工程措施(消坡、馬道、覆土、夯實)、矸石山澆灌系統(水池、管道)、矸石山生態恢復(頂部平臺覆土、圍堰、綠化)、管理工程設施(管護房)。
3.1矸石山工程措施—攔矸壩、排水系統
(1)攔矸壩攔矸壩采用重力式漿砌石攔矸壩擋護，邊坡為1∶0.5，攔矸壩以上邊坡以1∶1.5～2進行消坡防護。(2)排水系統為減少地表徑流對煤矸石山表土的沖刷，保持矸石山的水土，排水系統工程設計包括坡面平臺、馬道排水和縱坡排水(自上而下的排水溝);頂平臺按田面的方式設圍堰，在頂平臺、坡面兩側和坡底設排水溝，平臺的排水通過排水溝流到煤矸石山的縱坡排水溝內，排到矸石山下，避免了地表徑流在地面的集中和流速的增加，減輕地表的水土流失。在攔矸壩下游設雨水收集池，也可起到沉沙池兼消力池的作用，收集到的雨水可通過澆灌系統的管道回用于植被澆灌。
3.2矸石山自燃預防措施—灌漿，壓實自燃矸石山治理方法主要有灌漿封閉法、表面密封壓實法、灌水法、直接挖出冷卻法等
(1)灌漿封閉法通過降溫與隔氧兩方面的共同作用來達到滅火的目的。該法首先是憑經驗或通過診斷找出火區和自熱區.然后在其上面布置一系列鉆孔，最后將不燃物(黃土或粉煤灰等)和石灰配成的泥漿灌入火區和自熱區，以阻斷空氣進路，火區冷卻后將火區和自熱區全部填滿漿料。注漿法的最大優點是可使矸石迅速降溫，漿液可以滲入矸石山深部，起到填充空隙、封堵供氧通道以及加固作用。(2)表面密封壓實法在自燃矸石山表面鋪土壓實，以隔絕空氣進路，使自燃矸石山內部空氣耗盡后熄滅。這種方法一般情況下成功率不高，只能降低燃燒強度和污染物排放速度，因為表土只有在濕潤狀態才有較好的密封性能，如果不及時維護，則表土密封層很難保持完整。這種方法目前主要用于控制矸石山火勢和污染強度。(3)灌水法水是滅火工程中最常用的滅火介質，水在高溫下形成水蒸汽吸熱降溫效果顯著，并且水蒸汽能夠阻止空氣接近可燃物。具體作法是在矸石山修池蓄水，通過鉆孔將水灌入地下。這種方法最大的問題是無法控制水在矸石山內流動的方向，也很難在火區內將水保持一段時間;另一個缺點是灌水后矸石山內部的空隙增加，反應活性增強，矸石山復燃的可能性增加。(4)直接挖出冷卻法這是最原始而又最有效的方法。憑經驗或通過診斷找出火區和自熱區，然后挖出著火矸石和熱矸石，用水冷卻后回填或重新堆積。這種方法簡單而成功率又高，在現場用得最多。但一般而言，這種方法只適用于初燃的或小范圍自燃的矸石山，燃燒強度大的矸石山用這種方法不僅困難，而且還有一定的危險。以上各項措施均存在一定的弊端，最終采用黃土覆蓋碾壓法，該方法結合灌漿法及黃土覆蓋并用措施。該措施主要原理是改變矸石堆積坡度，推散高溫矸石，使其暴露于表面，促使降溫，同時也有利于覆土與碾壓。矸石山斜坡經覆土與碾壓后，火勢得到了有效的控制，用紅外測溫儀測得矸石山表面溫度基本降至50℃以下。黃土覆蓋碾壓法以碾壓覆蓋為主，輔以局部注漿的綜合性滅火方法，在滅火施工過程中遵循挖、截、堵、填、注、灑、覆、壓等原則，該方法是一種行之有效的綜合性自燃矸石山滅火方法，同時也用于矸石山的自燃預防處理。(5)矸石山自燃滅火注漿技術要求①注漿鉆孔開孔孔徑φ108mm，終孔孔徑不得小于φ89mm，鉆孔深度3～10m左右，間排距3.0～5.0m。在成孔后，要進行孔內測溫，對溫度有異常的鉆孔適當加深。②注漿管選用Φ42mm鋼管，長度4～10.0m，外露1.0m，鋼管采用絲扣連接，托盤制做要規范，一般應小于封孔段孔徑2—3cm。托盤以下要在注漿管上打花眼，眼徑20mm左右，要保證每個方向均有花眼，其豎向間距不大于200mm。③封孔深度2.0m，1.0m～2.0m段采用純水泥或水泥與粉煤灰的混合材料封孔，1.0m以上段采用黃土搗實封孔。④滅火漿液材料采用黃土(或粉煤灰)與熟石灰過篩配制，配比1∶1，水固比0.7∶1～0.8∶1，注漿方式采用壓力注漿或蔽口灌注。⑤漿液配置應按設計漿液配合比進行，原材料要用容器計量，進行配比控制，攪拌機一次加水到位后，添加固料，添加固料過程中隨添隨攪，固料添加完畢后攪拌時間不少于5min。注漿過程中每間隔5min，需攪拌一次，攪拌時間不少于2min。⑥注漿順序采用由外向內施工的方法，首先施工最外圈，跳孔注漿，最外圈鉆孔注漿結束后方可施工內圈鉆孔。⑦終孔標志:孔口管壓力升至0.5MPa以上，穩定15min?？卓诠軌毫ξ瓷?.5MPa，但吃漿量小于7L/min，且持續15min。(6)矸石山碾壓技術要求碾壓程序為:斜坡先靜壓兩遍，再振壓兩遍，最后再靜壓兩遍;平面為先靜壓一遍，振壓兩遍，再靜壓兩遍。平臺碾壓密實度標準達90%，坡面碾壓密實度達85%。
3.3邊坡工程措施—消坡、馬道、覆土、夯實
(1)消坡、馬道由于矸石山以前采用的由上到下自然傾倒工藝，使邊坡坡度較陡，無法覆土夯實。因此，必須進行人工消坡。在治理過程中，盡量因地制宜，利用現有地形消坡平整，確保治理后的矸石山邊坡穩定。具體措施為:所有坡面按高寬比1∶1.5～2進行整平，然后對坡面整平中需要回填部分，進行分層夯實，夯實系數≥0.85。在邊坡下部用石砌護墻，中部用馬道把坡面分成階梯式(斜坡坡長20m左右設一馬道)。矸石山坡底石砌護墻設高1.5～2.0m左右，護墻背后用1m黃土分層夯實，夯實實數≥0.94。(2)覆土、夯實根據矸石山試驗結果:30cm的土層厚度可以滿足草本植物的生長;50cm的土層厚度可以滿足灌木的生長;100cm的土層厚度可以滿足喬木的生長。本工程計劃分兩個梯度的覆土厚度:邊坡70cm(垂直于地面水平方向)、頂部平臺100cm。矸石山坡面整平至設計要求后，在坡面上覆0.7m厚土層(厚度為垂直于水平方向)并分層夯實，在平臺上覆1m厚黃土，機械或人工夯實，并用道路及圍堰進行分割。馬道上覆黃土同平臺。
3.4矸石山澆灌系統—水池、管道
采用拖式噴灌，綠化用水定額取1.5～2L/m2.次，水池按一次用水量考慮，并建泵房。泵房設給水加壓泵2～5臺，主管路管徑為DN100PE管，支線管徑為DN50，拖式噴灌范圍半徑100m，PE管路規格為DN100，DN50。設閥門井若干。在矸石山頂建鋼筋砼水池，鋪設管道，就近接水源，結合當地實際情況，矸石山附近煤礦較多，同時為了節約水資源，提高水資源的綜合利用及節省投資，本工程水源盡量利用附近煤礦中水或就近水源取水，設專用泵，為以后澆灌打好基礎。
3.5矸石山生態恢復—頂部平臺覆土、圍堰、綠化
(1)頂部平臺覆土坡面整平至設計要求后，在平臺上覆1m黃土，分層夯實，并用道路和圍堰分割。(2)圍堰矸石山頂部平臺按20m×20m圍堰分割。設計圍堰高700mm，上底寬500mm，下底寬1000mm，頂部平臺采用黃土拍實，坡面采用塊石砌筑并抹面。馬道圍堰設于馬道外沿，設計參數同頂部平臺。(3)綠化篩選出的適宜當地地區矸石山生長的先鋒植物，最好是當地客土植被，既能治理矸石山，又能降解吸附有毒有害物質，對環境有凈化功能的環境改良性植物。以太原地區選用具有代表性的物種進行具體分析。①植物邊坡設計。矸石場在每堆厚5m，形成坡度為1∶1.5～2的臺階狀坡面。坡面上覆蓋70cm的黃土后栽種灌木紫穗槐、檸條間距為4m×4m。穴狀栽植初期可選擇紫穗槐和檸條，直徑0.4m，深0.4m，坡面上條播紫花苜蓿。②矸石場頂復墾。矸石場服務期滿后，平整矸石場頂部，覆蓋100cm的土壤，適當施用農家肥，提高土壤肥力。種植油松、刺槐等喬木;丁香、檸條等灌木;草類選擇沙打旺、高羊茅、紫花苜蓿等;可適當選擇扶芳藤等藤本植物增加植被景觀。③矸石山四周綠化。矸石場封場處理后在四周栽植規格為胸徑3cm以上的楊樹，栽植林帶寬20m，密度4×4m。楊樹萌蘗能力強，在矸石處置場四周形成防護林帶，而且楊樹向矸石場內擴展，最終矸石處置場形成喬、灌、草結合的生態系統。④植物措施管理。現有矸石由于均已著完，具有含水量低，入滲快、地熱較高等特點，排矸場綠化后，管理工作的重點是澆水，特別是保苗期和干旱、高溫季節。為此，采用礦井水進行澆灌，切忌大水漫灌，避免浪費水又沖走表土的現象，一般春季每周一次，夏季平均3天循環澆灌一遍，秋季10～30天澆一次，冬季上凍前普遍灌足越冬水。最后是綜合管理，在灌木栽種后，澆水前檢查有無裂縫，沉陷現象。一旦發現及時培土塌實。注意防治病蟲害，適當采取噴藥或施肥等相應措施。
3.6管理工程設施—管護房
在矸石山周圍選擇合適的地點建維護人員值班室1間，建筑面積為30m2，一層構筑，采用磚砌結構，內設辦公桌椅。
4矸石山治理效果
對現有矸石山實施消坡、壓實等措施治理后，解決了現有矸石山對環境空氣的影響問題;控制了矸石山對周圍環境的影響;設置合理的邊坡，進行植物措施綠化，穩定了邊坡，改善了生態環境。治理區域生態系統的結構由簡單趨向復雜，植被種群由單一趨向多樣化，生態系統向著良性循環方向發展，同時水土流失現狀基本得到治理，土壤侵蝕量減少70%，綠化率在30%以上，生態環境徹底改善。
參考文獻:
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