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        淺談礦區(qū)土地修復(fù)與生態(tài)恢復(fù)

        2020-03-02 11:38:01姜野
        科學(xué)與財(cái)富 2020年1期
        關(guān)鍵詞:生態(tài)恢復(fù)礦區(qū)

        姜野

        摘 要:隨著我國(guó)對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重視程度不斷提升,越來越多的技術(shù)應(yīng)用到了土地與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域中。本文對(duì)礦區(qū)土地修復(fù)與生態(tài)恢復(fù)工作展開了分析和探討,旨在進(jìn)一步提升我國(guó)礦區(qū)土地修復(fù)與生態(tài)恢復(fù)工作的成效,保護(hù)礦區(qū)生態(tài)。

        關(guān)鍵詞:礦區(qū);土地修復(fù);生態(tài)恢復(fù)

        1 ?礦區(qū)土地修復(fù)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)

        (1)不斷探索開采沉陷預(yù)計(jì)與損毀程度評(píng)價(jià)方法,模擬展示采煤沉陷狀況?;陂_采沉陷理論和環(huán)境系統(tǒng)工程理論,引入模糊綜合評(píng)判、灰色聚類分析等方法,借助3S技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)模擬和可視化展示地形沉陷變形情況。利用遙感數(shù)據(jù)、地面監(jiān)測(cè)調(diào)查、地下地質(zhì)采礦信息,開發(fā)“三位一體”的西南山地區(qū)采煤塌陷現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)和受損評(píng)估技術(shù)。建立礦山損毀程度的模糊綜合評(píng)價(jià)法,利用可拓集理論,通過關(guān)聯(lián)函數(shù),量化描述影響礦區(qū)土地?fù)p毀程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。也有研究采用單位產(chǎn)量損毀系數(shù)測(cè)算法、典型調(diào)查法和統(tǒng)計(jì)分析法等建立基于省級(jí)區(qū)域損毀土地測(cè)算的方法體系,明確了損毀土地基數(shù)。

        2)塌陷地復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。針對(duì)淺、中、深度塌陷地,分別采取分層剝離、交錯(cuò)回填及削高填凹、挖深填淺、挖池筑堤等措施,這在徐州潘安礦和山東棗莊礦區(qū)得到了應(yīng)用。從動(dòng)態(tài)演變規(guī)律出發(fā),提出了基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的生態(tài)修復(fù)模式。大面積沉陷積水區(qū)可根據(jù)自身和區(qū)位特征等恢復(fù)成濕地公園、水產(chǎn)養(yǎng)殖、水庫(kù)、污水處理濕地等類型,河北唐山市南湖、安徽淮北市南湖、淮南市十澗湖和河南平頂山市白鷺洲等成功復(fù)墾為城市濕地公園。

        3)邊采邊復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)成為研究的新方向。一些學(xué)者先后提出“梯次復(fù)墾”、“動(dòng)態(tài)復(fù)墾”、“超前復(fù)墾”、“預(yù)復(fù)墾”等概念和方法,并得到了實(shí)踐,被國(guó)際命名為“CMR-UM”技術(shù)。通過耦合地下開采與地面復(fù)墾措施,分析了復(fù)墾時(shí)機(jī)的影響因素和優(yōu)選技術(shù),總結(jié)了“順序開采—滾動(dòng)式土地平整—農(nóng)田水利設(shè)施修復(fù)”、“先跳采再全采—地表平整—階段集中突擊式復(fù)墾”、“中間優(yōu)先—外擴(kuò)式開采—地表疏排”3種邊采邊復(fù)模式。但今后仍需加強(qiáng)采復(fù)一體化、開采對(duì)土地及建筑損毀規(guī)律的研究,進(jìn)一步確定邊釆邊復(fù)時(shí)機(jī)選擇模型中地面水工建筑的損毀標(biāo)準(zhǔn)。

        (2)矸石山治理規(guī)劃設(shè)計(jì)更加可行。在煤矸石中混入30%~70%的土壤,采取階梯平臺(tái)式堆放矸石。在堆放場(chǎng)后緣設(shè)置水溝,前緣修建擋矸墻,周圍營(yíng)造3~5m(寬)的防護(hù)林對(duì)矸石山整形,防止水土流失。采取噴灑石灰混合物中和煤矸石的強(qiáng)酸性防止煤矸石自燃。通過土壤覆蓋設(shè)計(jì)、綠化設(shè)計(jì)和植物養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行生態(tài)修復(fù)治理。

        2 礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)存在問題

        西方發(fā)達(dá)國(guó)家已建立較為完善的礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)理論與方法體系:①采用GIS技術(shù)進(jìn)行輔助;②多目標(biāo)決策礦區(qū)土地用途及設(shè)計(jì)方案;③注重復(fù)墾景觀;④仿自然地貌生態(tài)修復(fù)法和露天礦邊采邊復(fù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法研究較為突出。我國(guó)逐步形成專項(xiàng)復(fù)墾規(guī)劃、礦山復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)體系:①在3S技術(shù)、虛擬技術(shù)等支持下的土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)緊隨國(guó)際潮流。復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)方案采用3S技術(shù)輔助開展和編制,并通過虛擬技術(shù)或決策模型等進(jìn)行多維模擬;②井工礦預(yù)復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)理論與方法領(lǐng)先國(guó)際。在采煤沉陷地動(dòng)態(tài)預(yù)復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)中,突破了復(fù)墾時(shí)機(jī)、復(fù)墾標(biāo)高、表土剝離、復(fù)墾結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù),完成了東部礦區(qū)多煤層開采下的邊采邊復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)。但與西方發(fā)達(dá)國(guó)家比較,仍然存在明顯差距。

        (1)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì),未能有機(jī)結(jié)合采礦規(guī)劃,屬于配套的、約束力較弱的規(guī)劃設(shè)計(jì),不僅浪費(fèi)了人力物力,而且損毀土地的原位修復(fù)及減損效果一般。我國(guó)土地修復(fù)方案、礦山復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)等由相關(guān)單位單獨(dú)編制完成,僅是采礦活動(dòng)的一個(gè)環(huán)節(jié)。復(fù)墾前期工作(如露天礦排土、井工礦排矸等)未能夠與采礦工藝有機(jī)結(jié)合,壓占了土地,提高了復(fù)墾成本。

        (2)土地修復(fù)目標(biāo)差異,以恢復(fù)農(nóng)田為主,限制了規(guī)劃設(shè)計(jì)理論與方法的全面發(fā)展。近年來,我國(guó)復(fù)墾重點(diǎn)區(qū)域集中于東部礦糧復(fù)合區(qū),以復(fù)墾農(nóng)田的土地平整工程、灌排工程、道路工程、防護(hù)工程等規(guī)劃設(shè)計(jì)為主,包括以土壤重構(gòu)理論為依據(jù)的充填土層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以挖深墊淺理論為依據(jù)的基塘結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)等。其他復(fù)墾農(nóng)用地則以復(fù)綠規(guī)劃設(shè)計(jì)為主。礦山公園、郊野公園、創(chuàng)意文化產(chǎn)業(yè)模式等方面的復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)研究成果仍較少,未能夠形成獨(dú)特的理論與方法。

        (3 )采前環(huán)境本底調(diào)查薄弱,土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)方向偏離了復(fù)原修復(fù)及區(qū)域融合。我國(guó)尚需從受損礦山原生態(tài)環(huán)境入手,加強(qiáng)對(duì)野生動(dòng)植物的保護(hù)。按照原生態(tài)位規(guī)劃設(shè)計(jì)景觀結(jié)構(gòu)、生態(tài)功能,結(jié)合仿自然地貌生態(tài)修復(fù)技術(shù),建立與區(qū)域融合的人工生態(tài)系統(tǒng)。

        3 礦區(qū)土地生態(tài)恢復(fù)發(fā)展趨勢(shì)

        隨著礦區(qū)土地修復(fù)與生態(tài)修復(fù)的不斷實(shí)踐,以及國(guó)際交流、多學(xué)科融合,在物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)、測(cè)繪與信息技術(shù)等的支撐下,我國(guó)礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)的理論與技術(shù)呈現(xiàn)出從單目標(biāo)規(guī)劃向多目標(biāo)規(guī)劃,從單階段規(guī)劃向全生命周期規(guī)劃,從人工編制規(guī)劃向智能輔助編制規(guī)劃,從二維平面規(guī)劃向多維虛擬規(guī)劃等轉(zhuǎn)變的發(fā)展趨勢(shì),滿足了綠色循環(huán)低碳發(fā)展的要求,促進(jìn)了礦區(qū)持續(xù)發(fā)展。未來研究趨勢(shì)如下。

        (1)礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法更趨智能化,促進(jìn)復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)的建立。在繼承傳統(tǒng)方法外,更加注重提升信息收集、分析與決策建模、規(guī)劃設(shè)計(jì)模擬與制圖、傳播等技術(shù),不斷拓展應(yīng)用系統(tǒng)方法、多學(xué)科交叉融貫研究的方法、公眾參與的方法、技術(shù)與手段創(chuàng)新的方法等,逐步實(shí)現(xiàn)智能化決策。

        (2)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)更注重協(xié)調(diào)性、差異性和生物多樣性保護(hù)。在不同空間尺度上加強(qiáng)一致性的同時(shí),更加注重差異性,體現(xiàn)出區(qū)域的協(xié)調(diào)性與地方的多樣性;按照適宜性評(píng)價(jià)、持續(xù)性評(píng)價(jià)結(jié)果及制度安排,協(xié)調(diào)復(fù)墾方向(用途)的同時(shí),加強(qiáng)利益相關(guān)者權(quán)益協(xié)調(diào)和維護(hù);更注重生物多樣性保護(hù)約束下的低碳型工程設(shè)計(jì),工程空間布局的適用性,并創(chuàng)新規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法。

        (3)未來我國(guó)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)與采礦規(guī)劃設(shè)計(jì)日趨融合,從根本上實(shí)現(xiàn)采復(fù)一體化。這將推進(jìn)動(dòng)態(tài)預(yù)復(fù)墾,降低土地受損程度和復(fù)墾成本,維護(hù)原生態(tài)水土資源質(zhì)量及生態(tài)安全。

        (4)逐步建立“復(fù)墾云規(guī)劃平臺(tái)”,完成土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)虛擬方案。多源礦山信息與大數(shù)據(jù)的不斷豐富與挖掘技術(shù)日益成熟,以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下的云計(jì)算,將使“土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)”的思維方式與工作模式發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。利用“土地修復(fù)云”有機(jī)結(jié)合礦山全生命周期,建立“云規(guī)劃設(shè)計(jì)”平臺(tái),實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成、專業(yè)協(xié)同、相關(guān)利益者協(xié)作等融合的規(guī)劃設(shè)計(jì)模式。從IT(Internet Technology)到DT(Data Technology),運(yùn)用SoLoMo技術(shù)(Social—社會(huì)性,Local—本地性,Mobile—移動(dòng)性)來協(xié)助規(guī)劃設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)土地修復(fù)過程中的問題,完成土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)及虛擬方案。

        4 結(jié)語(yǔ)

        總之,我國(guó)礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)學(xué)科已具雛形,未來將與土地利用工程、礦業(yè)工程、信息科學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃等學(xué)科進(jìn)一步相互交融,為生態(tài)文明建設(shè)提供更先進(jìn)的技術(shù)支撐。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王海榮.礦區(qū)土地修復(fù)和生態(tài)恢復(fù)現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J].綠色科技,2016(6):66-67.

        [2]楊勝香,李明順,李藝,etal.廣西平樂錳礦區(qū)土壤、植物重金屬污染狀況與生態(tài)恢復(fù)研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保(01):21-23.

        [3]姚國(guó)征,楊婷婷.礦區(qū)土地修復(fù)與生態(tài)修復(fù)研究綜述[J].西部資源,2006(03):36-37.

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