“农业循环产业园”设计——基于NBS理念的榆林市西湾煤矿生态修复计划

艾景奖组委会

2024/08/30 00:26

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作品编号:ILIA-S-202412826
主创姓名:赵钰宁
申报类别:方案设计 - 生态修复改造类
项目名称:“农业循环产业园”设计——基于NBS理念的榆林市西湾煤矿生态修复计划
院校名称:榆林学院-其它-艺术学院
指导老师:姚莎
设计时间:2024-08-07
项目地点:榆林市西湾露天煤矿
项目规模:253.03ha
项目类别:方案设计-生态修复改造类

▲场地概况与前期分析

随着全球对环境保护意识的日益加强,生态修复成为了当今社会发展的一个重要议题。特别是在中国,由于长期的煤炭开采活动,许多地区的生态环境遭受了严重破坏。为了应对这些挑战,政府和科研机构开始积极探索有效的生态修复方案。但从总体上看,我国矿山地质环境恢复与综合治理工作与新形势的要求还不相适应,矿山地质环境受粗放开发模式的影响还比较严重。地面下陷、土地受损、植被遭到破坏,地形和景观仍然遭受严重影响。因此,本课题研究通过NBS“基于自然的解决方案”的理念运用到土地复垦的生态修复计划中,对煤矿废弃地进行因地制宜的改造再生设计。

设计说明

本设计来源于李强老师的实地项目,选址位于榆林市西湾露天煤矿外排土场的生态修复计划。针对场地现状,如矿区的气候状况,地形地貌,乡土植物种类,本地特色文化,矿山土地资源调查及矿山地质环境评估等问题采取的一系列措施的研究。包括对矿山地质环境治理可行性分析和土地复垦可行性分析,采用一些国内外关于矿山生态修复治理措施的理论与方法。通过NBS“基于自然的解决方案”的理念运用到土地复垦的生态修复计划。整体策略分为三部分,前期生态复绿采用“以自然的方式恢复自然”的方法对煤矿废弃地内部土壤、水体、植被等进行修复,中期土地复垦技术措施包括“土壤重构工程-土壤质地改善-生物恢复”,后期植被重建以灌草结合的方式进行种植,边坡区域实施生态袋护坡、植生毯护坡、框格梁护坡。运用现代景观设计方法对煤矿废弃地进行因地制宜的改造再生设计。充分考虑地形条件,结合土地原有生产力以及经济技术可行性打造“现代农业种植园”、“林果生态体验园”、“有机牧业科技示范园”三园。形成“以农带畜、畜养结合、农林牧融合”的绿色循环产业示范区。通过生态修复工程,对西湾露天煤矿外排土场进行开发式治理,最终打造成一个农业循环产业园。

▲现状问题与解决策略

露天采矿是形成人工边坡矿山地质环境问题的重中之重。排土场边坡存在局部小规模滑坡和土体垮塌的可能,矿区南部有3处小面积土质崩塌地质灾害。露天矿的开采由三个环节构成,一是岩石剥落(剥岩),二是矿山开采(采矿),三是沟渠开挖(掘沟)。露天开采使该排土场的地形地貌受到严重破坏,土质结构遭到严重破坏; 矿区原有的森林植被生态系统因掘沟导致地面塌陷而遭到破坏;露天煤矿的剥岩造成了含水层的完全破坏。基于自然的解决方案会采用众多的高新技术,为方案的运作提供帮助;作为引入自然并让其做功的新兴领域,基于自然的解决方案不仅仅依托传统经验的积累,还借助高新工程技术手段,利用其所具有的特性,服务于各类特定的需求。

▲生态复绿—土地复垦

采用“以自然的方式恢复自然”的方法对煤矿废弃地内部土壤、水体、植被等进行修复。土壤修复方式包括生物修复法、物理修复法和化学修复法。在土地修复达到可复垦状态下,采用土地复垦技术,复垦工程包括:土壤重构工程(表土剥离、表土堆存养护、土地平整、表土回填、土壤培肥、土地翻耕、修筑挡土埂)、土壤质地改善、植被恢复。

▲植被重建

当土地复垦达到可种植的状态时,更容易进行播种和种植,成活率亦会显著提升。此时,我们需要发芽能力强、繁殖速度迅猛、苗期抗逆性良好、易成活等特性的种子。通过栽植果树、乔灌木、播撒草籽、生态袋护坡、框格梁护坡、植生毯护坡等方法。那些拥有出色水土保持功能的植物种属,能够有效地降低地表径流、涵养水源,阻止泥沙流失并稳固土壤。

设计感悟

本项目聚焦社会热点-矿区生态修复,来源于实际项目,设计中运用了跨学科的技术手法。通过NBS理念的应用,土地复垦工程、边坡固土持水、植被重建工程的实施。解决煤炭开发过程中矿山地质环境破坏及土地损毁,保护和改善区域生活环境和生态环境,减轻水土流失、重金属污染等环境问题,降低环境风险,维护矿区生态安全。

设计亮点

面对矿山地质环境恢复和综合治理不适应新形势要求,粗放开发方式对矿山地质环境造成的严重影响,地面塌陷、土地损毁、植被和地形地貌景观破坏等一系列问题,通过NBS“基于自然的解决方案”的理念运用到土地复垦的生态修复计划,通过对生态系统及其规律的认知和运用,通过人工技术的介入,找到理想平衡状态。采用土地复垦工程的技术措施,遵循"边开采边复垦"原则,大力开展矿山绿化和复垦工程。通过植物措施,减少裸露岩土的水体蒸发量,起到涵养水源的作用。利用得天独厚的自然条件,进行生态养殖,通过相应的技术和管理措施,使不同生物在一定的养殖空间和区域内共同生长,实现保持生态平衡、提高养殖效益。
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