煤礦廢棄地的再生

楊震宇 李笑寒

摘要：美國(guó)文頓達(dá)爾鎮(zhèn)曾經(jīng)是資源富饒的煤礦礦山的關(guān)停及持續(xù)的煤礦酸性廢水污染問(wèn)題對(duì)小鎮(zhèn)造成了嚴(yán)重的生態(tài)及社會(huì)打擊。為重振這一廢棄地，建設(shè)了文頓達(dá)爾公園。景觀設(shè)計(jì)注重采用生態(tài)修復(fù)措施，用生態(tài)學(xué)的方法來(lái)處理煤礦酸性廢水及廢棄土地，尊重場(chǎng)地的歷史與文化，并積極引導(dǎo)公眾的參與，取得了良好的生態(tài)及社會(huì)效益。這一實(shí)踐對(duì)我國(guó)的煤礦資源枯竭地區(qū)生態(tài)修復(fù)與土地利用具有積極的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：景觀設(shè)計(jì) 廢棄地 煤礦 酸性廢水 再生

項(xiàng)目背景：

文頓達(dá)爾鎮(zhèn)（vintondale）位于美國(guó)賓西法尼亞州西南部，這里曾經(jīng)是風(fēng)景如畫(huà)的西部小鎮(zhèn)，并因富饒的煤礦資源而知名。煤礦開(kāi)采業(yè)從1899年開(kāi)始，礦區(qū)鼎盛時(shí)期有6條礦道，600名工人，年開(kāi)采量達(dá)到43萬(wàn)噸。二十世紀(jì)80年代，煤炭資源被開(kāi)采殆盡，礦山停產(chǎn)。尾礦中的煤炭屬高硫品種，含有硫、鐵等離子，經(jīng)地下水長(zhǎng)期浸泡發(fā)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，形成高酸性煤礦排泄廢水（Acid-Mine Drainage，AMD）。這種廢水主要特征為橙黃色，不斷向周邊地表滲出，水中含有氧化鐵、鋁、錳等重金屬成分，毒性很強(qiáng)。土壤的pH值遭到酸性破壞，植物無(wú)法正常生長(zhǎng)，廢水最終流入溪流中，導(dǎo)致水體生境嚴(yán)重惡化，魚(yú)類大量死亡。煤礦的關(guān)停與自然資源的破壞使該地區(qū)遭受了嚴(yán)重打擊。

1994年，為了重振這片污染嚴(yán)重的煤礦廢棄地，地方政府引入地產(chǎn)商、景觀設(shè)計(jì)師、環(huán)境保護(hù)專家、藝術(shù)家、公益組織志愿者等社會(huì)力量，共同對(duì)這一煤炭廢棄地進(jìn)行再利用。通過(guò)信托基金、政府撥款及民間集資等多種渠道，歷時(shí)20年，于2015年初步完成了場(chǎng)地的生態(tài)修復(fù)與社會(huì)振興。整體項(xiàng)目被稱為“AMD&ART;（文頓達(dá)爾煤礦廢水處理藝術(shù)公園）”，形成了一處占地1公頃的綜合性公園（如圖1）。

一、景觀生態(tài)修復(fù)措施

（一）煤礦酸性廢水（AMD）的生態(tài)治理

在煤礦酸性廢水的處理上，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件出發(fā)，創(chuàng)造性地將物理過(guò)濾與生物生態(tài)治理方式有機(jī)結(jié)合，形成獨(dú)特的生態(tài)修復(fù)方法。在公園的景觀設(shè)計(jì)中，更把這—方法作為靚點(diǎn)進(jìn)行景觀展示，形成可視化的風(fēng)景。整個(gè)系統(tǒng)被稱為煤礦酸性廢水處理系統(tǒng)（Acid MineDrainage Treatment System），由6座聯(lián)通的楔形水池組成。廢水在系統(tǒng)中的流動(dòng)完全依靠場(chǎng)地的自然高差。1號(hào)水池為酸池（Acid pool），是廢水收集池。附近廢棄礦井內(nèi)的酸性廢水經(jīng)過(guò)地下管道被緩慢地引導(dǎo)入這個(gè)水池進(jìn)行集中和沉淀。池塘旁邊設(shè)計(jì)有解說(shuō)牌，用于科學(xué)普及酸性廢水的產(chǎn)生原因、主要成分、危害等。2至4號(hào)水池是連續(xù)的三組濕地池塘，通過(guò)種植菖蒲（Acorus calamus Linn）、蘆葦（Phragmitesaustralis）、旱傘草（Cyperus alternifolius）、千屈菜（Lythrum salicaria）等濕地植物來(lái)減緩水的流速，吸附水中的鋁、錳等重金屬元素，同時(shí)通過(guò)水中的微生物分解硫元素，減少水的酸性，濕地池塘完全采用生物技術(shù)來(lái)處理廢水。5號(hào)池是一個(gè)垂直沉淀池，也被稱為連續(xù)中和系統(tǒng)池（SAPS）（如圖2）。廢液流入池塘后經(jīng)過(guò)天然泥炭層的初級(jí)凈化，濾清雜質(zhì)，部分重金屬同時(shí)被吸附。下一步經(jīng)過(guò)一層天然石灰石過(guò)濾層，廢水與石灰發(fā)生中和反應(yīng)，降低酸性。石灰石因泥炭層的保護(hù)，避免了雜質(zhì)與重金屬的污染附著，提高了中和池的效率并延長(zhǎng)了使用周期。在石灰石層底部布設(shè)導(dǎo)流管道，將中和后的水引入下一個(gè)處理池。（需要指出的是，中和系統(tǒng)池中的泥炭和石灰石需要定期置換，以保證凈化和中和的功能。這些“耗材”都是易于取得的天然材料，成本低廉，置換的施工流程也簡(jiǎn)易便捷。因此是可持續(xù)的設(shè)計(jì)）。6號(hào)池塘為沉淀池，廢水首先經(jīng)曝氧裝置增加含氧量，后在池塘中沉淀，經(jīng)過(guò)6個(gè)水池的連續(xù)凈化，水的pH值已經(jīng)從原始廢液的3中和為6.5，接近天然水的指標(biāo)。酸性廢液的顏色也從導(dǎo)入池塘?xí)r的橘紅色轉(zhuǎn)換成清澈的淡綠色，給人留下直觀而深刻的印象。

在6座酸性廢水處理池周邊，景觀設(shè)計(jì)師精心挑選了13種地方鄉(xiāng)土喬木，如紅楓、元寶楓、槭樹(shù)、櫟樹(shù)等，這個(gè)花園以其中種植的石蕊命名。在秋季，這些鄉(xiāng)土彩葉植物呈現(xiàn)出不同色彩，葉片顏色與其所在池塘中廢水的凈化進(jìn)度相一致：從深紅、橘黃、淺黃色過(guò)渡到深綠、淺綠色。從景觀立面上看，這些鄉(xiāng)土植物就如同一條鮮活的pH試紙帶，見(jiàn)證了酸性廢水從嚴(yán)重污染到完成治理的全過(guò)程，形成了鮮明睿智的植物景觀。

（二）廢墟區(qū)域的景觀修復(fù)

該區(qū)域是原礦山的洗煤廠和辦公區(qū)，礦山于1980年關(guān)停，工業(yè)建筑被拆除，只留下部分建筑殘骸。對(duì)于荒廢多年的廢墟，設(shè)計(jì)方案提出了景觀生態(tài)修復(fù)與歷史遺跡保存并重的設(shè)計(jì)策略：一部分典型性的建筑遺存（如殘破的紅磚墻體、大塊的混凝土地基等），這些遺跡連同它們周邊自然生長(zhǎng)出的鄉(xiāng)土植物被原貌保留下來(lái)，如同一組組鮮活的“記憶碎片”，見(jiàn)證了昔日這片土地上煤炭產(chǎn)業(yè)的興衰榮辱。另—方面，設(shè)計(jì)方案也著眼于場(chǎng)地的未來(lái)發(fā)展，在廢墟之上設(shè)計(jì)營(yíng)建了占地2.8公頃的濕地。建設(shè)濕地的目的主要是為了將經(jīng)過(guò)廢水處理系統(tǒng)凈化后的無(wú)害廢水進(jìn)行進(jìn)一步的生態(tài)凈化，同時(shí)對(duì)廢墟區(qū)域的生境進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。濕地范圍內(nèi)遺留的建筑垃圾得到清除，由于場(chǎng)地土壤貧瘠，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)使用生態(tài)土壤堆肥法，將有機(jī)生物廢料與原有土壤混合，如：塘泥、廢舊紙張、秸稈、蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)、動(dòng)物糞便等，經(jīng)過(guò)有機(jī)改良后的土壤重新獲得肥力。為了營(yíng)造良好的生態(tài)環(huán)境，超過(guò)—萬(wàn)種鄉(xiāng)土濕地植物被種植在濕地區(qū)域，為多種本地生物提供了棲息地。吸引了多種昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)類以及獾、狐貍、鹿等小型野生動(dòng)物在此棲息。為了保護(hù)當(dāng)?shù)叵∮械囊环N蝙蝠，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在濕地當(dāng)中還專門(mén)設(shè)計(jì)并安裝了吸引它們的人工巢穴（如圖3）。

經(jīng)過(guò)濕地凈化后的水最終從公園西南側(cè)的小溪流出匯入河流，溪床采用粗獷的大塊毛石鋪置，這一設(shè)計(jì)使得流水沖刷毛石發(fā)出潺潺的響聲，引起游人的注意。在溪流出水口處，設(shè)計(jì)了一塊巨大而平滑的黑色石板，游^可以佇立在石板之上，觀賞經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理再生的清水重返大自然的懷抱。石板成為了象征意義上的“純凈”（Purify）的景觀地標(biāo)。

二、對(duì)歷史與文化的尊重

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在營(yíng)造新的景觀公園的同時(shí)，嘗試探索場(chǎng)地歷史保存與未來(lái)發(fā)展的平衡點(diǎn)。設(shè)計(jì)者充分尊重場(chǎng)地的歷史記憶，希望后人能夠了解到頓達(dá)爾煤礦的輝煌歷史以及一代代礦工們辛勤勞作的奉獻(xiàn)精神。通過(guò)緬懷歷史，正視歷史，來(lái)提醒人們改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任。

場(chǎng)地中有一口關(guān)閉多年的6號(hào)礦井，出于安全考慮井口被一堵混凝土墻封死。團(tuán)隊(duì)中的藝術(shù)家根據(jù)煤礦老照片進(jìn)行再創(chuàng)作，描繪了一組正在井口交接班的礦工們的影像。這些影像采用淺浮雕的方式雕刻在黑色花崗巖上，覆蓋了原來(lái)6號(hào)井口簡(jiǎn)陋、粗暴的水泥墻面。煤礦工人的主題浮雕創(chuàng)造了一個(gè)永恒的歷史瞬間，使這些礦井中忙碌的歷史身影變得鮮活起來(lái)，以此表達(dá)對(duì)幾代煤礦工人的敬意。新的井口浮雕成為了公園中的亮點(diǎn)，吸引了曾經(jīng)在此工作的老礦工們?cè)诖司蹠?huì)留念（如圖4）。

在煤礦辦公區(qū)的廢墟上，即改造后的生態(tài)濕地區(qū)域，安放了一塊巨大的花崗巖地面浮雕。煤礦全盛時(shí)期的文頓達(dá)爾鎮(zhèn)地圖被雕刻在浮雕中心，地圖四周則雕刻了重要的編年歷史事件、歷史照片等輔助性歷史信息。通過(guò)閱讀浮雕，參觀者可以對(duì)文頓達(dá)爾的煤礦歷史有一個(gè)宏觀而全面的了解。

三、公眾參與

公園在設(shè)計(jì)建設(shè)之初就體現(xiàn)出了鮮明的公眾參與特性。社區(qū)的居民代表組成了一個(gè)小組，與建設(shè)方與設(shè)計(jì)師共同協(xié)商公園的各項(xiàng)工作計(jì)劃，并定期開(kāi)展社區(qū)與建設(shè)方的交流活動(dòng)。社區(qū)居民還募集了少量的捐款，為公園的建設(shè)添磚加瓦。公園建成后，礦區(qū)遺留的一座小型教堂被改造成為社區(qū)交流中心，居民們與公園管理方在這里不定期討論公園的日常運(yùn)營(yíng)及各類活動(dòng)的組織協(xié)調(diào)工作。一些居民還以雇工或志愿者的身份參與到公園的日常維護(hù)工作當(dāng)中。公園與周邊的學(xué)校建立聯(lián)系，成為類似于“生態(tài)教育基地”的校外實(shí)踐點(diǎn)，每年有大量的青年人來(lái)公園參觀，并完成有關(guān)生態(tài)與環(huán)保的課程課題，使可持續(xù)理念在年輕一代中傳遞擴(kuò)展。公眾的參與—方面使公園的設(shè)計(jì)和建設(shè)更加具有針對(duì)性和可行性，另—方面也使得公園的后期維護(hù)更加持久、更具保障性。公眾參與具有互利互惠的特性，公眾為項(xiàng)目提供建議、提出要求、進(jìn)行監(jiān)督，同時(shí)受益于項(xiàng)目帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境改善、社區(qū)知名度提升、旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社區(qū)居民增加了就業(yè)機(jī)會(huì)及經(jīng)濟(jì)收益來(lái)源；項(xiàng)目則在居民的大力支持下順利實(shí)施、并穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)盈利，從而從生態(tài)環(huán)境方面、社會(huì)文化方面及經(jīng)濟(jì)收入方面綜合實(shí)現(xiàn)廢棄地的再生（如圖5）。

結(jié)語(yǔ)

文頓達(dá)爾鎮(zhèn)的案例，從_個(gè)側(cè)面反映了礦業(yè)資源枯竭和礦業(yè)污染對(duì)所在地造成的嚴(yán)峻打擊。煤礦酸性排泄廢水（AMD）污染問(wèn)題并非偶發(fā)的個(gè)案，在西方國(guó)家，如德國(guó)、美國(guó)、加拿大、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)的礦區(qū)均有災(zāi)害記載。我國(guó)的礦山，如長(zhǎng)江以南的福建永寧、龍巖，廣東梅田，浙江長(zhǎng)廣湖北黃石，江蘇川埠，湖南資興，以及長(zhǎng)江以北的陜西銅川，河北峰峰，寧夏石嘴山，內(nèi)蒙古烏達(dá)，山西古交、陽(yáng)泉，山東淄博、棗莊等礦區(qū)，均有酸性廢水污染的問(wèn)題。

通過(guò)文頓達(dá)爾公園景觀設(shè)計(jì)的實(shí)踐，用生態(tài)學(xué)的方法對(duì)酸性廢水進(jìn)行凈化，并將治理的過(guò)程與景觀展示相結(jié)合，形成藝術(shù)化的水處理系統(tǒng)；尊重場(chǎng)地的歷史與文化，注重人文關(guān)懷；積極引導(dǎo)公眾的參與。文頓達(dá)爾公園因其成功地使煤礦廢棄地重獲新生而贏得美國(guó)環(huán)境保護(hù)署鳳凰獎(jiǎng)（Phoenix Award）。今天的中國(guó)正面臨著煤礦資源快速消耗與煤礦廢棄地加速涌現(xiàn)的歷史發(fā)展階段，同時(shí)以“雙修”為代表的生態(tài)文明建設(shè)正方興未艾。他山之石可以攻玉，文頓達(dá)爾公園的經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)煤礦資源枯竭地區(qū)的生態(tài)環(huán)境修復(fù)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)興提供了一個(gè)可借鑒的思路。