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        高潛水位采煤沉陷地構(gòu)建平原水庫(kù)可行性分析與實(shí)踐

        2019-09-10 07:16:22許許方
        關(guān)鍵詞:生態(tài)恢復(fù)

        許許方

        【摘 ?要】我國(guó)高潛水位采煤普遍會(huì)出現(xiàn)沉陷的問題,沉陷后的特殊地勢(shì)和大量積水將會(huì)使周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全受到威脅。沉陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境可通過建設(shè)平原水庫(kù)進(jìn)行恢復(fù),本文從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩方面對(duì)構(gòu)建平原水庫(kù)的可行性進(jìn)行評(píng)估,并探討構(gòu)建高潛水位平原水庫(kù)的實(shí)踐意義。

        【關(guān)鍵詞】高潛水位;采煤沉陷;平原水庫(kù);生態(tài)恢復(fù)

        前言

        煤炭是我國(guó)使用量最大的能源之一,目前國(guó)內(nèi)的煤炭主要依靠打井,再橫向長(zhǎng)壁全部垮塌法進(jìn)行開采。開采后的地表因此發(fā)生塌陷,嚴(yán)重影響開采區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。然而生態(tài)環(huán)境的保護(hù)才是資源發(fā)展的前提,因此,恢復(fù)受損土地成了必然的選擇[1]。高潛水位采煤區(qū)主要位于我國(guó)黃淮平原,當(dāng)?shù)仉m屬于水資源較為豐富的地區(qū),但由于降雨量和蓄水量的空間分布不均,水土資源的分配并不協(xié)調(diào)。因此,本文提出的構(gòu)建平原水庫(kù)思想在修復(fù)生態(tài)的同時(shí),可解決水土資源分配不均的矛盾。

        1 高潛水位采煤沉陷地構(gòu)建平原水庫(kù)的必要性

        根據(jù)大量事實(shí)證明,高潛水位采煤會(huì)導(dǎo)致地面沉陷,地面的沉陷會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致積水,隨著積水量的增加,給后期恢復(fù)造成了較大的困難。據(jù)調(diào)查,每年因?yàn)殚_采煤炭,導(dǎo)致淮北市每年沉陷土地達(dá)到600.78hm2,預(yù)計(jì)至2020年沉陷土地將達(dá)到15000.00hm2。由于高潛水位平原缺少用于填充沉陷區(qū)域的材料,即便邊開采邊恢復(fù),仍然會(huì)存在較多的深積水區(qū)域,具體如圖1所示。

        針對(duì)高潛水位平原地區(qū)存在水資源分布不均的情況,上個(gè)世紀(jì)中期就有學(xué)者提出了平原水庫(kù)建設(shè)的建議,但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)原因?qū)е掠?jì)劃一度擱淺。隨著水資源分布不均的矛盾日益明顯以及技術(shù)的不斷革新,平原水庫(kù)的建造方案又重新提上日程。

        2 平原水庫(kù)建設(shè)中存在的問題及可行性分析

        2.1 平原水庫(kù)建設(shè)中存在的問題

        平原水庫(kù)目前的建設(shè)對(duì)水庫(kù)建設(shè)的總體把控不到位,因此在建設(shè)中存在諸多問題。

        1)占地問題。水庫(kù)在建立時(shí),不可避免的會(huì)涉及到占用耕地,建設(shè)不僅很難得到相應(yīng)部門的批準(zhǔn),還容易激起嚴(yán)峻的人地矛盾。

        2)資金問題。水庫(kù)建設(shè)的資金消耗巨大,在沒有地方政府的扶持下,資金籌措將會(huì)是很大的問題。資金投入大再加上資金回收周期較長(zhǎng),導(dǎo)致水庫(kù)建設(shè)進(jìn)程擱淺。

        3)工程技術(shù)能力限制。制約平原水庫(kù)發(fā)展的最大原因在于施工條件及施工技術(shù)不達(dá)標(biāo)。通過挖填方式僅進(jìn)行建設(shè)的水庫(kù)通常水位較淺,水域占地面積大,蒸發(fā)量大,且水體容易富營(yíng)養(yǎng)化。此外就是挖填水庫(kù)的防漏措施不到位,導(dǎo)致水庫(kù)水位不達(dá)標(biāo)。再加上水庫(kù)修建時(shí)技術(shù)不成熟,使后期堤壩的安全監(jiān)測(cè)存在一定的難度。

        2.2 平原水庫(kù)的建設(shè)可行性

        隨著平原水庫(kù)建設(shè)量的增加,問題也開始逐漸顯現(xiàn)。由于前期缺乏科學(xué)性的總體規(guī)劃,包括前期修建和后期維護(hù)等問題。

        1)水庫(kù)選址不當(dāng)造成多次重建。高潛水位沉陷范圍廣的主要原因是挖礦途中重復(fù)采動(dòng)導(dǎo)致地面下沉深度深;此外,厚沖積層也是多數(shù)區(qū)域下沉的主要原因[2]。當(dāng)前平原水庫(kù)的選址建設(shè)往往只考慮地面沉陷,而忽略了周圍其他區(qū)域?qū)λ畮?kù)建設(shè)的影響,例如水庫(kù)周圍的農(nóng)田、村莊、植被等。導(dǎo)致水庫(kù)修建成果不佳,堤壩易損,需要重新修建等問題。

        2)村莊搬遷的綜合污染問題。煤炭是經(jīng)過幾億年的地殼變動(dòng)形成的,其開采區(qū)域是不可控的。有些村莊經(jīng)勘探后確認(rèn)存在大量煤炭,政府或開發(fā)商會(huì)與居民簽訂協(xié)議,迫使居民離開居住地。這就導(dǎo)致居民搬遷后會(huì)留下大量的破損房屋建筑和生活垃圾,不僅會(huì)影響挖煤工作的進(jìn)行,還會(huì)影響后期平原水庫(kù)的建設(shè)。

        3)水庫(kù)建造中的經(jīng)濟(jì)損失巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年將會(huì)有大量的村莊因?yàn)椴擅鹤鳂I(yè)的需求搬離原居住地,而大量的農(nóng)田也會(huì)收到損壞。在此過程中,就涉及到村民的住房問題和農(nóng)田賠付問題,這將是一筆巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

        4)水庫(kù)蓄水量低和肥沃耕種土壤的沉陷問題。目前,平原水庫(kù)的建設(shè)在技術(shù)和方法上有著嚴(yán)重的缺陷,平原水庫(kù)在建設(shè)時(shí)會(huì)使表面肥沃的土壤沉入水底,造成了水庫(kù)蓄水量降低和肥沃土壤流失問題。

        3 利用采煤深陷地主動(dòng)構(gòu)建平原水庫(kù)模式的實(shí)踐

        正常情況下,水庫(kù)的蓄水主要來(lái)自于地表水、雨水、礦井排水以及河道引流水等。但隨著煤礦的開采,平原水庫(kù)逐漸變大,水庫(kù)的蓄水量也逐漸變大,但水庫(kù)的承載能力是有限的,因從,在水庫(kù)建設(shè)的前期就應(yīng)將水庫(kù)規(guī)劃成可防洪、抗旱的水利工程。本文提出的利用采煤深陷地主動(dòng)構(gòu)建平原水庫(kù)的技術(shù)主要包括前期資料的收集和精準(zhǔn)的礦區(qū)沉陷度測(cè)算、水庫(kù)初期的選擇和規(guī)劃、水庫(kù)后期的擴(kuò)建和維護(hù)保障這三個(gè)步驟[3]。經(jīng)過這三個(gè)步驟的精確預(yù)算和施工,將使平原水庫(kù)成為最具價(jià)值的水利工程。具體流程如圖2所示。

        淮南采煤深陷區(qū)平原水庫(kù)是成功的實(shí)踐標(biāo)桿。該平原水庫(kù)屬于淮河沖積平原、處于淮北平原南部,該平原水庫(kù)所處區(qū)域地勢(shì)平坦,煤礦產(chǎn)量豐富。經(jīng)多年開采,采礦區(qū)下陷,已形成了天然的蓄水坑[4]。至2019年得到的數(shù)據(jù)顯示,該水庫(kù)的積水面積已經(jīng)達(dá)到2000.00hm2。由于開采的工作并未停止,隨著下陷區(qū)域的增大,預(yù)計(jì)到2030年,蓄水量將達(dá)到1.15億m3。由于當(dāng)?shù)厮蛋l(fā)達(dá),降雨量大,因此在修建初期已做好了防汛和泄洪工作,保證了周圍居民的安全。因此,淮南采煤深陷區(qū)平原水庫(kù)已成為了最具價(jià)值的水利工程。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        中國(guó)目前因礦區(qū)的塌陷造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過500億人民幣,大量的居民建筑和公共建筑遭到破壞,肥沃土壤陷入地底造成浪費(fèi),而深陷區(qū)形成的小水庫(kù)將對(duì)周圍民眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的影響[5]。因此,主動(dòng)構(gòu)建高潛水位平原水庫(kù)的工作刻不容緩。經(jīng)本研究表明,高潛水位平原水庫(kù)將成為最具價(jià)值的水利工程。

        參考文獻(xiàn):

        [1]薄懷志.高潛水位平原區(qū)采煤沉陷防治技術(shù)研究進(jìn)展[J].山東國(guó)土資源,2018,34(11):61-68.

        [2]肖武,任河,呂雪嬌等.基于無(wú)人機(jī)遙感的高潛水位采煤沉陷濕地植被分類[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2019,50(02):184-193.

        [3]何倩,薛喜成.低深水位沉陷區(qū)與高潛水位沉陷區(qū)廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)對(duì)比分析[J].西部探礦工程,2019,31(03):169-170+173.

        [4]程艷芳.高潛水位采煤塌陷地粉煤灰充填復(fù)墾可行性分析[J].煤礦開采,2018,23(06):89-93.

        [5]張少博;何新林;劉兵等.新疆山區(qū)水庫(kù)參與調(diào)度后平原水庫(kù)廢棄可行性分析[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào),2018,35(01):27-32.

        (作者單位:山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)毛則渠煤炭有限公司)

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