高潛水位采煤沉陷區(qū)綜合治理模式分析

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(kāi)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(duì)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(lái)的社會(huì)問(wèn)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(guò)程中發(fā)揮最大的效益。目前對(duì)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(kù)、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(duì)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(duì)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(yáng)、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(kāi)采歷史長(zhǎng)，開(kāi)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(kāi)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(bào)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(zhǎng)期的煤炭資源開(kāi)采對(duì)河流水系、區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成了重大影響，急需對(duì)沉陷區(qū)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行及時(shí)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(cè)

2 主要修復(fù)模式

煤炭資源開(kāi)采對(duì)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(shí)會(huì)形成地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)居民生活造成影響。兩淮礦區(qū)根據(jù)以上主要問(wèn)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(lái)?；幢笔性诒镜厮輩^(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)建設(shè)上探索出了多種模式，設(shè)計(jì)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(guò)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(guò)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(shí)配套發(fā)展禽畜養(yǎng)殖、果樹(shù)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(yíng)種、養(yǎng)、加工。

（3）基塘治理模式。通過(guò)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(duì)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(chǎng)模式。深積水區(qū)養(yǎng)殖魚(yú)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(guò)土地平整或矸石、粉煤灰等充填宜林的區(qū)域，營(yíng)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(kù)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(kù)，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(tái)樓閣等娛樂(lè)休閑場(chǎng)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(lè)區(qū)水上活動(dòng)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(duì)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(lè)等生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)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(chǎng)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(kāi)發(fā)，利用自然、尊重自然的一種改造過(guò)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(huì)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(dòng)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(kāi)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(guò)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(guò)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(gè)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(guò)“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(kāi)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(guò)合理栽植和套種技術(shù)，改良土壤，提高土地利用效率；同時(shí)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(guó)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(chǔ)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(guó)家級(jí)城市濕地公園。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)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(duì)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(guò)程中遵循因地制宜的原則，參考當(dāng)?shù)厣鐣?huì)環(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(huì)和生態(tài)效益最大化，促進(jìn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。