淮北采煤塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)路徑

丁尚昊 何君佳 程成 劉悅欣

摘 要：采煤塌陷區(qū)的生態(tài)恢復(fù)再利用是我國礦山廢棄地環(huán)境治理的一大難題，根據(jù)具體礦區(qū)采煤塌陷地的形成原因、生態(tài)特征等，設(shè)計(jì)相關(guān)的治理方法。該文介紹了淮北市南湖塌陷區(qū)的概況和治理思路，結(jié)合傳統(tǒng)塌陷區(qū)的形成規(guī)模和發(fā)育特征，分析了淮北南湖濕地生態(tài)公園的治理模式，并總結(jié)了多項(xiàng)切實(shí)可行的針對(duì)性措施，以期為我國煤炭資源枯竭型城市采煤塌陷區(qū)的綜合治理提供思路。

關(guān)鍵詞：采煤塌陷區(qū);生態(tài)修復(fù);生態(tài)治理

中圖分類號(hào) X171.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）07-0139-03

1 南湖采煤塌陷區(qū)概況及治理難點(diǎn)

1.1 塌陷區(qū)概況 淮北市區(qū)境內(nèi)采煤塌陷區(qū)分布廣，占地總面積約101.66km2，主要由楊莊煤礦、袁莊煤礦、石臺(tái)煤礦、朔里煤礦等各大煤礦地采掘煤炭資源引發(fā)而成。塌陷坑的深度一般為0.50～15.00m，最深的楊莊煤礦塌陷坑的深度達(dá)15.0m。楊莊煤礦塌陷坑（現(xiàn)為南湖濕地公園）沼澤、荒灘淺坡地的塌陷深度多在0.5～15m，邊緣地帶塌陷盆地地貌分布較多，其塌陷程度較大，主要呈現(xiàn)出從礦坑邊緣向塌陷區(qū)中心逐步下沉的形態(tài)。受特殊地貌形態(tài)的影響，此類區(qū)域多有積水分布，常伴有水澇等自然災(zāi)害，進(jìn)而影響到當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的新陳代謝，從而限制了農(nóng)作物的種植期與生長期，極大地削減了農(nóng)作物的產(chǎn)量，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了惡劣的影響。南湖塌陷淺水區(qū)的塌陷深度在1.5～3.0m，由于其位于淮北平原區(qū)，地下潛水位較高，多在2m左右[2]。由于塌陷淺水區(qū)多為常年積水區(qū)域，常年積水深度約在0.5～2m。而這種長時(shí)間的積水現(xiàn)象，會(huì)直接破壞土地原有的耕地功能，故此區(qū)域無法進(jìn)行農(nóng)作物種植。

1.2 治理難點(diǎn)

1.2.1 地面沉陷 楊莊煤礦塌陷程度較大，塌陷坑沼澤、荒灘淺坡地的塌陷深度大多在0.01～1.5m，多分布在塌陷盆地的邊緣地帶，呈現(xiàn)出從塌陷邊緣向盆地中心逐漸下沉的形態(tài)。

1.2.2 生態(tài)系統(tǒng)退化嚴(yán)重 淮北平原地區(qū)的地下潛水位多在2m左右，水位較高;塌陷淺水區(qū)常年積水深度在0.5～2m，形成塌陷坑塘，無法進(jìn)行種植，多作為養(yǎng)魚池使用。不僅喪失了耕地功能，而且彼此間水源無法流動(dòng)，導(dǎo)致水質(zhì)不斷惡化，使得水生態(tài)環(huán)境遭到了極大的破壞。

1.2.3 耕地功能喪失 楊莊礦采煤塌陷地綠地面積小且分布較為分散，各地塊之間缺少道路連接。自發(fā)復(fù)墾形成的農(nóng)田支離破碎，降低了對(duì)生態(tài)環(huán)境的調(diào)節(jié)作用?；幢笔袑倥瘻貛О霛駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū)，夏季炎熱，降水強(qiáng)度大且集中，地下潛水位多在2m左右，水位較高。這樣的自然環(huán)境及人類自發(fā)復(fù)墾耕地中的不合理灌溉，造成了土地鹽漬化、水土流失現(xiàn)象，引發(fā)地面植被被破壞、農(nóng)作物生存環(huán)境嚴(yán)峻、食物鏈斷裂等問題，造成生態(tài)系統(tǒng)的退化和耕地功能的不斷減弱。

1.2.4 存在安全性隱患 由于地下采煤作業(yè)時(shí)期不同，相對(duì)于已穩(wěn)沉的南部區(qū)域，北部區(qū)域后續(xù)仍存在著0.01～2.5m的塌陷。在這一因素下，整個(gè)塌陷區(qū)的布局、建設(shè)、實(shí)施以及使用全過程的安全性將受到極大的影響。

2 南湖濕地公園生態(tài)恢復(fù)治理規(guī)劃

2013年9月，南湖采煤塌陷綜合治理工程啟動(dòng)了規(guī)劃建設(shè)工作。南湖塌陷區(qū)位于城市東南部塌陷湖區(qū)系列湖泊的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，地理位置至關(guān)重要。以南湖塌陷區(qū)改造為龍頭，可以帶動(dòng)整個(gè)塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善，從而改變城市中南部區(qū)域公共空間不足的局面，與北部“相山公園”南北分立，逐步形成“北入相山，南入南湖”的城市公共空間格局，實(shí)現(xiàn)了淮北“一帶雙城三青山，六湖九河十八灣”的美好藍(lán)圖。

2.1 規(guī)劃依據(jù) 南湖采煤塌陷區(qū)的塌陷坑深度在0.50～15.00m，其中多數(shù)在2m以上。由于地下采煤作業(yè)時(shí)期不同，南湖塌陷區(qū)南北部區(qū)域的塌陷狀況存在著較大區(qū)別，相對(duì)于已穩(wěn)沉的南部區(qū)域，北部區(qū)域后續(xù)仍存在0.01～2.5m的塌陷。由于塌陷坑多在2m以上，且持續(xù)保持塌陷積水，地質(zhì)條件相對(duì)脆弱，使得該區(qū)域無法進(jìn)行耕種與承載高層建筑。因此，南湖塌陷區(qū)選擇規(guī)劃為濕地公園。

2.2 規(guī)劃原則 按照“全面保護(hù)、生態(tài)優(yōu)先、合理利用、可持續(xù)發(fā)展”的原則，對(duì)南湖塌陷區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。首先，堅(jiān)持因地制宜、節(jié)約能源的原則恢復(fù)環(huán)境，保持生態(tài)穩(wěn)定;其次，根據(jù)不同塌陷區(qū)的地理特點(diǎn)多方向發(fā)展，樹立獨(dú)立風(fēng)格;再次，注重經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)重建的良性互動(dòng)。

2.3 規(guī)劃內(nèi)容

2.3.1 未穩(wěn)沉區(qū)規(guī)劃 北部地區(qū)濕地坑塘豐富，計(jì)劃作為濕地保護(hù)恢復(fù)區(qū)，以植物培育、水陸生物棲息地塑造為主，盡量減少人工活動(dòng)場(chǎng)地及設(shè)施，結(jié)合塌陷區(qū)不穩(wěn)定的地質(zhì)條件，對(duì)水系、水塘進(jìn)行梳理，并對(duì)部分水域水形進(jìn)行修整，打造為以濕地涵養(yǎng)和濕地體驗(yàn)相結(jié)合的濕地自然休憩區(qū)。

2.3.2 穩(wěn)沉區(qū)規(guī)劃 塌陷區(qū)的南部、東西部塌陷主湖為核心，地質(zhì)條件相對(duì)脆弱，無法承載高層建筑，在此基礎(chǔ)上可合理建設(shè)一些基礎(chǔ)設(shè)施，以此滿足市民休閑娛樂需求，如濱水活動(dòng)廣場(chǎng)、商業(yè)街、市民活動(dòng)園、水上活力區(qū)為主的濱水城市活力區(qū)。

3 淮北市南湖濕地公園生態(tài)恢復(fù)治理模式

針對(duì)淮北市采煤塌陷區(qū)特有的特點(diǎn)，經(jīng)過長時(shí)間的研究與實(shí)踐，目前已逐步探索提出了“三大類型、六種模式”的采煤塌陷區(qū)治理方法。其中，較為典型的是南湖濕地生態(tài)公園模式，包括多層煤回采深層沉陷區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖模式、興建水上公園重建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的復(fù)墾模式[1]。

3.1 多層煤回采深層沉陷區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖模式 淮北市分布的大多是多層采煤形成的深層沉陷區(qū)，其擁有以下2大特征：（1）范圍廣，煤炭平均可采煤層3～7層;（2）深度大，可采厚度為5.5～13m。而這種由多層采煤形成的深層，大多是利用機(jī)械化網(wǎng)箱、圍網(wǎng)漁場(chǎng)攔網(wǎng)2種方式，從而達(dá)到充分治理的目的。其中，機(jī)械化網(wǎng)箱的成本偏高，如需建1hm2面積的網(wǎng)箱，則需擁有約350hm2的水面面積，因而只適合在大面積的水域中心進(jìn)行操作。而網(wǎng)箱的主要能源供給為太陽能，在相應(yīng)水域內(nèi)及時(shí)投放飼料，將水域大致分成3～5層，進(jìn)行分層飼養(yǎng)模式，混合搭配投放魚種，如此，產(chǎn)量達(dá)105000kg/hm2，并可進(jìn)行多次收獲和投放。此外，攔網(wǎng)和圍網(wǎng)養(yǎng)殖也需要在大面積的水體進(jìn)行設(shè)圍網(wǎng)，這種方法的成本較低，可達(dá)10500kg/hm2·年。

3.2 興建水上公園重建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的復(fù)墾模式 在堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上，該治理模式堅(jiān)持新興產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)“兩業(yè)并舉”，使傳統(tǒng)的生產(chǎn)型開發(fā)升級(jí)為新興的服務(wù)型開發(fā)，利用范圍大、深度大、水質(zhì)良好的沉陷水面進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，整治和重塑景觀環(huán)境，興建游覽和觀光設(shè)施，以南湖塌陷區(qū)特有的區(qū)位優(yōu)勢(shì)和自然條件，“反彈琵琶造新曲”，規(guī)劃建設(shè)了南湖濕地公園，開辟了發(fā)展生態(tài)旅游的新路徑。立足產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和完善城市功能，推動(dòng)生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)蓬勃發(fā)展，促進(jìn)文化旅游、體育休閑、健康養(yǎng)老、商貿(mào)流通等生活性新興服務(wù)業(yè)的快速發(fā)展。在極大改善礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)，也給礦區(qū)帶來更好的生態(tài)效益和社會(huì)效益，牢固增進(jìn)百姓福祉，助力淮北從“烏金煤城”轉(zhuǎn)為“生態(tài)美城”。

4 南湖濕地公園生態(tài)恢復(fù)治理舉措

南湖公園景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)從分析地質(zhì)條件入手，按照“全面保護(hù)、生態(tài)優(yōu)先、合理利用、可持續(xù)發(fā)展”的原則，對(duì)南湖塌陷區(qū)因地制宜的進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，根據(jù)不同塌陷區(qū)的地理特點(diǎn)進(jìn)行多角度治理。具體的治理舉措如下：

4.1 觀賞性設(shè)施建設(shè) 為充分保護(hù)和利用南湖塌陷地原有植物，南湖塌陷區(qū)大量采用淮北市本地樹種，保證了植物種類和層次的多樣性。同時(shí)，充分重視植物的生長環(huán)境，將水生植物與濕生植物合理分配在各個(gè)景域，保證植物景觀的地域性，最大限度地發(fā)揮其生態(tài)效果。由于南湖北部濕地地區(qū)擁有大面積林下地帶，工作人員主要采用自演花卉和地被植物，減少人工草坪面積，降低了養(yǎng)護(hù)成本。同時(shí)，作為生態(tài)風(fēng)景區(qū)，南湖公園是大量鳥類的棲息地，除去現(xiàn)有的天然鳥島外，南湖公園也在濕地地區(qū)設(shè)置了無人鳥島，并在島上種植山楂、蘋果、石榴等各類果樹，吸引鳥類前往棲息。

4.2 駁岸消坡 由于塌陷深度較大，又是連片塌陷水面，南湖塌陷區(qū)大多數(shù)駁岸為垂直斷崖型結(jié)構(gòu)，當(dāng)雨水入滲時(shí)，駁岸可能會(huì)導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)。為充分考慮民眾親水活動(dòng)的安全性，需將其大部分駁岸進(jìn)行消坡處理，并采用木樁駁岸或者疊石駁岸使其緩坡入水，以增強(qiáng)駁岸穩(wěn)定性。并突出親水節(jié)點(diǎn)在駁岸側(cè)設(shè)置多個(gè)娛樂場(chǎng)所，以便民眾休閑賞景。

4.3 園區(qū)道路規(guī)劃 由于采煤塌陷區(qū)的歷史存在因素，其原有主路在南湖西南角無法實(shí)現(xiàn)貫通而行。因此，南湖公園搭建棧橋長提與城北、城西環(huán)湖綠道及主路相連接，使得園中各個(gè)角落都可體驗(yàn)健走、跑步、騎行等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，極大地豐富了民眾的業(yè)余生活，提高了人民的幸福感。

4.4 建立湖濱緩沖帶 在對(duì)南湖進(jìn)行的針對(duì)性生態(tài)修復(fù)措施實(shí)施過程中，通過建立湖濱緩沖帶，可以有效性地?cái)r截入湖污染物，從而有助于建立強(qiáng)化凈化組合濕地，凈化水體。從長遠(yuǎn)角度來看，這也將成為南湖與龍岱河水體互補(bǔ)的水質(zhì)凈化保障[1]。此外，將湖泊之間、河道之間、湖泊與河道之間連通，擴(kuò)大蓄水能力，利用水生生物修復(fù)和提高水生生態(tài)系統(tǒng)，達(dá)到促進(jìn)生態(tài)恢復(fù)的目的。

4.5 水網(wǎng)結(jié)構(gòu)鋪設(shè) 南湖大力發(fā)展?jié)O業(yè)生產(chǎn)，塌陷坑塘多數(shù)作為養(yǎng)魚池使用，彼此間缺少溝通，水質(zhì)不斷惡化，水生態(tài)環(huán)境遭到破壞?，F(xiàn)將主湖與外圍分散的坑塘進(jìn)行連接，并與外圍水系連通，以綠地和水系為主體，通過大湖周邊的濕地坑塘、喬木植被等進(jìn)行自然雨水的“滯、蓄、凈、排”。構(gòu)建城市“綠色海綿”，緩解城市暴雨的壓力，使雨水資源化，從而保證景區(qū)內(nèi)部水系循環(huán)補(bǔ)給、排放以及持續(xù)的景觀效果。

5 結(jié)論

塌陷區(qū)的生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃治理是我國能源枯竭型城市轉(zhuǎn)型過程中非常值得關(guān)注的問題。本文主要以淮北市南湖塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)路徑為例，分析和探討了有關(guān)煤炭塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)和重建的難點(diǎn)和規(guī)劃問題。并且通過對(duì)南湖塌陷區(qū)穩(wěn)沉與未穩(wěn)沉區(qū)域的合理規(guī)劃，對(duì)南湖塌陷區(qū)進(jìn)行了生態(tài)修復(fù)和水環(huán)境治理，將廢棄的塌陷區(qū)變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了塌陷煤城向生態(tài)美城的轉(zhuǎn)變，走出了一條具有淮北特色的塌陷區(qū)治理生態(tài)文明建設(shè)新路。

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