采煤塌陷區(qū)治理與生態(tài)融合分區(qū)分析

王興達(dá) 向恭梁

（山東科技大學(xué)能源與礦業(yè)工程學(xué)院，山東 青島 266590）

濟(jì)寧是我國重點(diǎn)建設(shè)規(guī)劃的煤炭基地之一。截至2015 年底，濟(jì)寧境內(nèi)已探明的煤炭儲備量為150億噸，占山東省已探明儲量的50%以上。濟(jì)寧采煤塌陷區(qū)呈現(xiàn)出范圍廣、積水深、積水嚴(yán)重的顯著區(qū)域特點(diǎn)，傳統(tǒng)塌陷地的治理模式修整法、疏排法和挖深墊淺法等對濟(jì)寧煤田大范圍的塌陷地治理適用性不強(qiáng)。為此，筆者根據(jù)濟(jì)寧煤田開采引起的損害影響，提出了塌陷地的分區(qū)治理模式，為濟(jì)寧乃至我國采煤塌陷地的有效治理提供了借鑒作用。

1 濟(jì)寧煤田開采引起的損害影響

1.1 對地形地貌的影響

濟(jì)寧煤田地處我國東部平原地區(qū)，受高潛水位影響，地表塌陷后形成大面積的積水，大量土地被淹，地表原結(jié)構(gòu)受損。受地面塌陷的影響，塌陷區(qū)及其周邊出現(xiàn)坡地和裂縫（圖1），導(dǎo)致土壤松動、水土流失加快、微量元素含量下降[1]，地表植物因根系無法固定，吸取不到水和養(yǎng)料，干枯萎蔫甚至死亡，小范圍生態(tài)環(huán)境和生物多樣性受損。截至2018 年底，濟(jì)寧全市采煤塌陷地為490.73 km2，其中，常年積水區(qū)約占28%、季節(jié)性積水區(qū)約占9%，嚴(yán)重破壞了區(qū)域性的地形地貌完整結(jié)構(gòu)，造成與周圍地理環(huán)境的不協(xié)調(diào)。濟(jì)寧采煤塌陷區(qū)面積變化情況預(yù)測如圖2 所示。

圖1 采煤塌陷區(qū)地形地貌演變圖

1.2 對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的影響

地下煤炭大規(guī)模的開采，導(dǎo)致土地資源大面積塌陷，農(nóng)業(yè)用地受影響最為嚴(yán)重[2-3]。沉陷后土壤的導(dǎo)水率增大，保水率降低，土壤中的養(yǎng)分也隨之流失，導(dǎo)致農(nóng)田干旱、肥力下降，莊稼和農(nóng)作物減產(chǎn)絕產(chǎn)，農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入減少，甚至出現(xiàn)大量人員失業(yè)的現(xiàn)象。據(jù)不完全統(tǒng)計，2018 年底濟(jì)寧市因采煤塌陷導(dǎo)致減產(chǎn)地83.87 km2，絕產(chǎn)地79 km2，嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。預(yù)計2020 年濟(jì)寧采煤塌陷損毀地類情況如圖3 所示。

圖2 濟(jì)寧市采煤塌陷區(qū)面積預(yù)測

圖3 2020 年濟(jì)寧市采煤塌陷損毀地類預(yù)測

1.3 對地面基礎(chǔ)設(shè)施的影響

采煤塌陷使地表的建筑（構(gòu)）受損，房屋、墻體開裂甚至倒塌，路面高低不平，出現(xiàn)裂縫，公路、鐵路交通暢通受阻[4]；水利、電力等生活設(shè)施出現(xiàn)不同程度的破壞，給村民的正常生活帶來不便，不利于社會的和諧穩(wěn)定。

1.4 對水資源與水平衡的影響

采煤塌陷導(dǎo)致的導(dǎo)水裂縫帶使原地表水、河流、水道水位下降，水資源逐漸枯竭，嚴(yán)重破壞了地下水的平衡。煤層開采破壞了地下水的過濾系統(tǒng)，有毒有害物質(zhì)得不到凈化[5]。導(dǎo)水裂隙的存在，造成含水層串層污染，加之采煤廢水的隨意外排，水質(zhì)進(jìn)一步惡化，居民飲用水得不到安全保障，誘發(fā)人體多種疾?。▓D4）。據(jù)統(tǒng)計，到2018 年底，濟(jì)寧受采煤塌陷地影響的河流長度約78.39 km，占山東省的河流長度比例為67.55%。

圖4 水資源與水平衡破壞表象

2 塌陷區(qū)治理與生態(tài)融合模式分析

根據(jù)濟(jì)寧煤田開采的地理位置、自然條件、塌陷特點(diǎn)及治理方式，以“集中連片，分區(qū)規(guī)劃，科學(xué)治理”為原則，綜合土地資源利用情況和城鎮(zhèn)區(qū)域建設(shè)規(guī)劃及相關(guān)政策，目前將全市塌陷區(qū)劃分為東部礦區(qū)生態(tài)景觀治理區(qū)、中部礦區(qū)城市功能開發(fā)治理區(qū)、西北部礦區(qū)農(nóng)業(yè)綜合治理區(qū)和南部礦區(qū)濕地保護(hù)與特色產(chǎn)業(yè)治理區(qū)。不同分區(qū)包含的區(qū)域范圍見表1。

表1 不同治理分區(qū)的適用條件和范圍

2.1 治理模式

（1）東部礦區(qū)生態(tài)景觀治理區(qū)。該區(qū)域位于濟(jì)、兗、曲、鄒城市之間，煤炭已大規(guī)模開采，生產(chǎn)進(jìn)入了萎縮期。離城市比較遠(yuǎn)的大面積積水區(qū)，利用水庫漁業(yè)、人工濕地、生態(tài)景觀等治理模式，以濕地建設(shè)為核心，開發(fā)城市生態(tài)“綠肺”功能（圖5）。城鎮(zhèn)周圍的中度采煤塌陷區(qū)，采取土地重整、植物綠化等措施，開發(fā)城市生態(tài)服務(wù)功能，提升城市宜居度和舒適度。

圖5 人工濕地與生態(tài)景觀搭建治理

（2）中部礦區(qū)城市功能開發(fā)治理區(qū)。該礦區(qū)位于濟(jì)寧市主城區(qū)周邊，是濟(jì)寧市未來城市發(fā)展重要用地。依據(jù)濟(jì)寧構(gòu)建生態(tài)型城市的規(guī)劃，城區(qū)周圍的輕度采煤塌陷區(qū)，可以通過土地平整之后成為新的城市發(fā)展空間，用于住宅小區(qū)、新型產(chǎn)業(yè)園等，如何崗煤礦、唐口煤礦東部、濟(jì)寧二號煤礦西部的塌陷區(qū)等。對于重度采煤塌陷區(qū)，通過圍湖造岸、挖深墊淺、生態(tài)治理等措施，重點(diǎn)建設(shè)城市濕地和水庫堤壩，發(fā)揮城市濕地功能，蓄水調(diào)洪，凈化水體。

（3）西北部礦區(qū)農(nóng)業(yè)綜合治理區(qū)。該區(qū)域位于遠(yuǎn)離城市的農(nóng)業(yè)種植區(qū)，屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)鄉(xiāng)村建設(shè)用地。對于較輕的非積水區(qū)域，采取土地復(fù)墾、復(fù)耕的方式，重點(diǎn)發(fā)展農(nóng)畜產(chǎn)品生產(chǎn)和加工產(chǎn)業(yè)，如金鄉(xiāng)縣大蒜產(chǎn)業(yè)、梁山縣畜牧養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)等。積水區(qū)域發(fā)展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖和水禽養(yǎng)殖等生態(tài)農(nóng)業(yè)，吸引游客來此休閑娛樂、觀光游玩。

（4）南部礦區(qū)濕地保護(hù)與特色產(chǎn)業(yè)治理區(qū)。該區(qū)域臨近微山湖，周圍水系發(fā)達(dá)。對于南四湖周邊的采煤塌陷區(qū)，依托豐富水資源發(fā)展高效的水培植物種植、漁業(yè)養(yǎng)殖和湖產(chǎn)加工等特色農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)，同時依托南四湖旅游的優(yōu)勢，開展生態(tài)旅游、農(nóng)家樂等特色旅游業(yè)。對于部分積水區(qū)，發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，最大程度地提高濕地和河流利用率。

2.2 治理效果分析

（1）生態(tài)效益方面。人工濕地和生態(tài)農(nóng)業(yè)的構(gòu)建，極大地提高了礦區(qū)地表植被的覆蓋率，增強(qiáng)了生態(tài)環(huán)境抵抗自然災(zāi)害的能力，削弱了水土流失嚴(yán)重的現(xiàn)象，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)得到改善和調(diào)節(jié)，良好的生態(tài)環(huán)境還可用于科學(xué)研究、科普教育等。

（2）社會效益方面。土地修復(fù)措施的實(shí)施，提高了農(nóng)業(yè)用地的質(zhì)量和利用率，農(nóng)業(yè)產(chǎn)出值增加，農(nóng)民收入得到恢復(fù)，減輕了社會經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?？茖W(xué)治理與城鎮(zhèn)發(fā)展的融合，有利于提升城鎮(zhèn)發(fā)展空間，解決用地緊缺帶來的城市發(fā)展滯后問題。

（3）經(jīng)濟(jì)效益方面。采煤塌陷區(qū)治理使原來貧瘠的土地恢復(fù)使用價值，適用于農(nóng)作物的耕種。據(jù)測算，每恢復(fù)一平方米土地，農(nóng)民收入將增加2.68 元。水庫養(yǎng)殖治理，不僅有效利用了重度積水區(qū)，也增加了農(nóng)民收入，同時游客的觀光旅游又會帶動當(dāng)?shù)匾徊糠洲r(nóng)民收入。

圖6 漁業(yè)養(yǎng)殖與水生植物種植特色產(chǎn)業(yè)治理

3 存在問題及建議

3.1 存在的問題

（1）監(jiān)管督查力度有待完善。在塌陷地治理施工過程中，存在監(jiān)管不到位的現(xiàn)象，造成施工地點(diǎn)車輛排放尾氣和道路揚(yáng)塵，空氣質(zhì)量降低，同時施工產(chǎn)生的廢水、廢氣亂排，對環(huán)境造成了二次污染。由于監(jiān)管督查不到位，采煤塌陷區(qū)治理項(xiàng)目不能及時實(shí)施，拖延治理期限，加大治理難度。

（2）缺乏專業(yè)技術(shù)的指導(dǎo)。目前濟(jì)寧采煤塌陷區(qū)總治理率為49.82%，歷史遺留地治理率63.10%，預(yù)見今后濟(jì)寧的塌陷地?fù)p毀程度會更加嚴(yán)重復(fù)雜，需要大量的專業(yè)技術(shù)人才支撐。濟(jì)寧目前塌陷地治理方面的人才較少，導(dǎo)致環(huán)境修復(fù)速率延緩，治理效果不明顯。

（3）治理資金落實(shí)困難。按照“誰損毀，誰修復(fù)”的原則，治理資金全部由礦山企業(yè)來承擔(dān)，缺乏治理基金和環(huán)境修復(fù)費(fèi)用的監(jiān)管體系，即使采煤塌陷地治理得到了專項(xiàng)資金支持，由于各種原因落實(shí)不到位，造成資金流失嚴(yán)重，利用不充分。

3.2 對策建議

（1）濟(jì)寧在礦山塌陷地治理過程中應(yīng)加大監(jiān)管督查力度，做好治理過程中的環(huán)境保護(hù)問題，健全監(jiān)管體系，保證治理資金得到有效落實(shí)。

（2）加大科技創(chuàng)新力度，吸引科技人才，加強(qiáng)與高校、科研院所等溝通合作，制定獎勵資金機(jī)制，鼓勵科研人員積極參與到濟(jì)寧煤田塌陷地的治理過程中。

（3）強(qiáng)化政府主導(dǎo)和政策支持，統(tǒng)籌規(guī)劃，做好塌陷區(qū)的提前預(yù)測，完善法律法規(guī)。

（4）塌陷地治理需要多方力量的支持，人民群眾是堅(jiān)實(shí)力量。在城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村做好宣傳工作，引導(dǎo)大家參與進(jìn)來，共同監(jiān)督治理效果，進(jìn)一步加快美麗濟(jì)寧的建設(shè)。

4 結(jié)論

（1）基于濟(jì)寧煤田開采現(xiàn)狀，分析了煤炭開采對地形地貌、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動、地面基礎(chǔ)設(shè)施和水資源與水平衡方面的影響。

（2）根據(jù)濟(jì)寧煤田開采的地理位置、自然條件、塌陷特點(diǎn)及治理方式，將全市塌陷區(qū)劃分為東部礦區(qū)生態(tài)景觀治理區(qū)、中部礦區(qū)城市功能開發(fā)治理區(qū)、西北部礦區(qū)農(nóng)業(yè)綜合治理區(qū)和南部礦區(qū)濕地保護(hù)與特色產(chǎn)業(yè)治理區(qū)。

（3）針對濟(jì)寧煤田治理過程中存在的問題，提出了健全監(jiān)管體系、加大監(jiān)管督查力度、提高科技創(chuàng)新力度、強(qiáng)化政府主導(dǎo)和政策支持等措施，保障了采煤塌陷區(qū)的加速修復(fù)建設(shè)。