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        高潛水位采煤沉陷區(qū)綜合治理模式分析

        2020-03-06 06:45:04李世龍馮銀爐
        山東煤炭科技 2020年1期
        關(guān)鍵詞:區(qū)域生態(tài)建設(shè)

        李世龍 馮銀爐 邱 峰

        (安徽省交通航務(wù)工程有限公司,安徽 合肥 230011)

        高潛水位采煤沉陷區(qū)的特殊性導(dǎo)致其往往是人地矛盾較為突出的礦區(qū),而部分沉陷區(qū)治理后,因多煤層的開采又再次沉陷,部分沉陷區(qū)將連片成湖泊,原有陸生生態(tài)逐漸向水陸復(fù)合生態(tài)轉(zhuǎn)變,破壞了礦區(qū)原有的生態(tài)平衡。

        對采煤沉陷區(qū)的合理規(guī)劃和生態(tài)修復(fù)可以豐富景觀多樣性,保護(hù)生物多樣性,進(jìn)而緩解人地矛盾激化帶來的社會問題,有效地補(bǔ)充優(yōu)化環(huán)境,使高潛水位采煤沉陷區(qū)在生態(tài)系統(tǒng)演化的過程中發(fā)揮最大的效益。目前對于高潛水位采煤沉陷區(qū)的綜合治理研究主要是在修建平原水庫、濕地生態(tài)公園及發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)模式等方面,但針對高潛水位采煤沉陷區(qū)的綜合治理模式尚未系統(tǒng)的梳理。本文以典型高潛水位條件的兩淮采煤沉陷區(qū)為研究對象,全面梳理目前為止兩淮礦區(qū)在實(shí)踐中的主要修復(fù)模式及成功案例。

        1 研究區(qū)概況

        兩淮礦區(qū)位于皖北地區(qū)的淮北、亳州、宿州、蚌埠、阜陽、淮南六市境內(nèi),總面積為15013 km2(圖1)。該礦區(qū)主要以平原為主,煤炭資源豐富,是淮河流域防洪除澇的重難點(diǎn)區(qū)域。兩淮礦區(qū)煤炭開采歷史長,開采強(qiáng)度大,且具有厚沖積層、高潛水位、煤層群等地質(zhì)特征,開采沉陷具有特殊性,表現(xiàn)在地表下沉范圍大、下沉系數(shù)大、多次沉降等特點(diǎn),因此沉陷影響范圍廣,沉陷深度大且易積水。

        根據(jù)安徽六市上報數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果,截至2016年底,采煤沉陷區(qū)總面積為623.38 km2(表1)。因其長期的煤炭資源開采對河流水系、區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成了重大影響,急需對沉陷區(qū)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行及時的修護(hù)和改善。

        圖1 兩淮礦區(qū)位置示意圖

        表1 安徽省采煤沉陷區(qū)面積現(xiàn)狀及預(yù)測

        2 主要修復(fù)模式

        煤炭資源開采對生態(tài)環(huán)境的影響主要表現(xiàn)為:占用大量的農(nóng)田、林地等農(nóng)業(yè)用地,導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化;破壞和改變礦區(qū)地貌景觀;破壞水生態(tài)平衡;造成土壤和大氣的污染,同時會形成地質(zhì)災(zāi)害,對居民生活造成影響。兩淮礦區(qū)根據(jù)以上主要問題進(jìn)行了不同模式綜合治理的探索之路。

        淮南市現(xiàn)采用一種科學(xué)合理的方式治理采煤沉陷區(qū),即在采煤沉陷區(qū)治理復(fù)墾后的土地上因地制宜發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)觀光,將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)旅游業(yè)等有機(jī)結(jié)合起來。淮北市在本地塌陷區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)上探索出了多種模式,設(shè)計與組建出多種新型的具有較高效率、高科技和高生產(chǎn)力的良性循環(huán)的生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng),獲得了較好的綜合效益。

        2.1 農(nóng)業(yè)建設(shè)模式

        (1)農(nóng)業(yè)種植模式。通過挖深墊淺、土地平整和健全配套設(shè)施,恢復(fù)土地可耕種能力。通過土壤改良,培育土壤肥力,提升土地產(chǎn)能。

        (2)水產(chǎn)養(yǎng)殖模式。改造條件,發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖,同時配套發(fā)展禽畜養(yǎng)殖、果樹種植及農(nóng)副產(chǎn)品加工。以水產(chǎn)養(yǎng)殖為主,綜合經(jīng)營種、養(yǎng)、加工。

        (3)基塘治理模式。通過挖深墊淺獲得一定比例的旱田與水面,并按生態(tài)學(xué)原理對旱田和水面進(jìn)行合理利用。

        (4)生態(tài)農(nóng)業(yè)綜合養(yǎng)殖場模式。深積水區(qū)養(yǎng)殖魚蝦、栽藕或其他水產(chǎn)品,并修建禽畜飼養(yǎng)基地。深淺不一的沉陷地挖深墊淺,土地平整,改造成水田或旱田,種植農(nóng)作物,建造林帶或發(fā)展果品業(yè)。改進(jìn)田間水利設(shè)施,形成多樣化景觀格局,養(yǎng)殖和種植業(yè)共同發(fā)展。

        2.2 生態(tài)功能區(qū)建設(shè)模式

        (1)生態(tài)經(jīng)濟(jì)林模式。通過土地平整或矸石、粉煤灰等充填宜林的區(qū)域,營造生態(tài)防護(hù)林、經(jīng)濟(jì)林,美化生態(tài)環(huán)境、涵養(yǎng)水源和護(hù)坡,增加景觀多樣性,發(fā)揮“碳匯”作用。

        (2)生態(tài)濕地污水處理系統(tǒng)模式。利用深度沉陷積水坑構(gòu)造生態(tài)濕地污水處理系統(tǒng),處理礦區(qū)生產(chǎn)和生活污水。

        (3)平原水庫建設(shè)模式。利用采煤沉陷和天然湖洼地等有利條件,建設(shè)平原水庫,蓄滯防洪。

        2.3 生態(tài)景觀建設(shè)模式

        (1)生態(tài)園林模式。綜合利用工程和生物措施,在水域中栽種各類觀賞性植物,在平整后的土地上建造林帶,在水塘周邊布置園林椅,建造亭臺樓閣等娛樂休閑場所,配套建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施。

        (2)休閑觀光農(nóng)業(yè)模式。綜合改造采煤沉陷區(qū)的水面、洼地、坡地,建成集現(xiàn)代農(nóng)業(yè)觀光園區(qū)、旅游度假區(qū)、休閑娛樂區(qū)水上活動中心等多功能于一體的休閑中心,充分發(fā)揮生態(tài)保育及休閑旅游的功能。

        (3)濕地公園模式。針對采煤沉陷區(qū)的大量積水區(qū)域,建設(shè)濕地公園,維護(hù)城市濕地生態(tài)系統(tǒng)特性和基本功能,最大限度地發(fā)揮改善城市生態(tài)環(huán)境、美化市容、科學(xué)研究、科普教育和休閑娛樂等生態(tài)、環(huán)境和社會效益。

        2.4 園區(qū)建設(shè)模式

        (1)生態(tài)工業(yè)園區(qū)模式。在穩(wěn)沉沉陷區(qū)進(jìn)行場地平整,完成道路、水、電、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施配套建設(shè),建成工業(yè)園區(qū),發(fā)展工業(yè)項(xiàng)目。在非穩(wěn)沉陷區(qū),與發(fā)展三產(chǎn)相結(jié)合,回填沉陷地,建設(shè)易拆易建的輕鋼結(jié)構(gòu)板房,發(fā)展合適的項(xiàng)目。

        (2)生活宜居區(qū)建設(shè)模式。統(tǒng)籌安排煤矸石的堆放與沉陷區(qū)的治理,利用發(fā)熱量較低的煤矸石作填料,充填沉陷區(qū)造地,用于煤礦基建用地和壓煤村莊搬遷的新村建設(shè)。

        3 案例淺析

        采煤沉陷區(qū)綜合治理是將生態(tài)修復(fù)與農(nóng)業(yè)、濕地、生態(tài)景觀及平填回整相結(jié)合的一種方式,是沉陷區(qū)廢棄地再開發(fā),利用自然、尊重自然的一種改造過程。各種綜合治理修復(fù)模式是要根據(jù)土地?fù)p毀及沉陷程度,以因地制宜的原則,綜合參考當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù),促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。兩淮根據(jù)不同沉陷區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行了不同的生態(tài)修復(fù)。

        新莊孜煤礦受采掘活動影響,地形變化很大,建筑物沉陷受損,地表水系、植被被破壞,隨著開采范圍的增大,沉陷坑面積還將隨之?dāng)U大。該礦的采煤沉陷區(qū)目前處于穩(wěn)沉狀態(tài)。通過人工復(fù)墾措施建立了面積0.43km2以上人工林地和池塘,其中通過矸石回填后再覆土平整方法建立復(fù)墾林地0.16 km2、整理低洼地建立水塘0.21km2。整個復(fù)墾區(qū)域空間布局表現(xiàn)為:中間區(qū)域?yàn)閺?fù)墾平整的陸地部分,東西兩側(cè)為池塘濕地。復(fù)墾后的區(qū)域通過“林草模式”、“林牧模式”、“水產(chǎn)養(yǎng)殖模式”等相結(jié)合的辦法實(shí)施生態(tài)農(nóng)業(yè)。

        后湖沉陷區(qū)經(jīng)開采,地表形成大面積積水,造成嚴(yán)重內(nèi)澇,土地破壞程度大,生態(tài)環(huán)境惡化,嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。該區(qū)域處于未穩(wěn)沉狀態(tài),沉陷程度差異較大?,F(xiàn)有沉陷區(qū)正常水深約3~5m,最深處可達(dá)到8~10m。該區(qū)濕地重構(gòu)與生態(tài)服務(wù)功能示范區(qū)水體面積約為0.06km2,共建立濕地景觀優(yōu)化示范0.03km2。在非穩(wěn)沉區(qū)構(gòu)建多種水生植物相結(jié)合的濕地生態(tài)系統(tǒng),形成具有高度觀賞性的濕地景觀,充分發(fā)揮沉陷區(qū)的生態(tài)旅游功能;在生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū)建立苗木種植區(qū),通過合理栽植和套種技術(shù),改良土壤,提高土地利用效率;同時建立水生蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)示范區(qū)及在深水區(qū)建立水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)。

        淮北南湖采用景觀模式的修復(fù)模式,將荒廢地進(jìn)行再次利用。經(jīng)多年復(fù)墾治理,1995年獲批國家城市濕地公園。南湖公園占地面積5.2km2,其中水域面積約2.1km2。該公園距市中心近,交通十分便利,是淮北城市規(guī)劃建設(shè)的重要組成部分,也是淮北市城市重要水源儲蓄地。目前已經(jīng)形成融自然生態(tài)、休閑、旅游觀光、漁業(yè)養(yǎng)殖為一體的國家級城市濕地公園。

        4 結(jié)語

        對采煤沉陷區(qū)進(jìn)行綜合治理是合理利用資源的一種方式,而高潛水位采煤沉陷區(qū)因地質(zhì)條件的特殊性使得其綜合治理成為一項(xiàng)復(fù)雜、多學(xué)科綜合的工程,成功的案例和正在探索中的修復(fù)方式,都需要合理地進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。本文結(jié)合實(shí)際情況,對典型高潛水位采煤沉陷區(qū)兩淮礦區(qū)綜合治理模式和案例進(jìn)行了歸納梳理,歸納了4種主要的綜合治理修復(fù)模式。在沉陷區(qū)的實(shí)際修復(fù)操作過程中遵循因地制宜的原則,參考當(dāng)?shù)厣鐣h(huán)境發(fā)展?fàn)顩r及城市布局等原因選取合適的修復(fù)模式,將經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益最大化,促進(jìn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。

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