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淺談準(zhǔn)格爾礦區(qū)土地復(fù)墾綠化

2012-11-29 03:30許志宏
中國(guó)化工貿(mào)易 2012年9期
關(guān)鍵詞:矸石煤矸石水域

許志宏

摘 要:準(zhǔn)格爾礦區(qū)1989年被國(guó)家批準(zhǔn)重點(diǎn)能煤炭源基地,進(jìn)行開(kāi)采。煤炭和土地都是重要的自然資源,但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,煤炭用量的增加,相應(yīng)開(kāi)采的加劇,給自然環(huán)境造成不可恢復(fù)的狀態(tài),水土流失、原始植被、地質(zhì)破壞、大氣污染、水質(zhì)污染,伴隨著爆發(fā)和突發(fā)性的自然災(zāi)害也增多,造成周邊人民群眾生命財(cái)產(chǎn)、生產(chǎn)、生活受威脅程度加重。所以礦區(qū)的土地復(fù)墾綠化好壞程度,決定著環(huán)境的破壞恢復(fù)程度,同時(shí)也能發(fā)揮相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

隨著西煤東運(yùn)的加速,準(zhǔn)格爾礦區(qū)的煤炭資源日益減少,耕地面積減少、生態(tài)破壞加劇,該地區(qū)煤炭開(kāi)采完后,嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)能力,嚴(yán)重影響本地區(qū)子孫后代生產(chǎn)生活。惡劣的結(jié)果可能是無(wú)地可種、無(wú)水可飲、無(wú)煤可燃等多重困境。

一、煤炭開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞

煤炭開(kāi)采引起的地表塌陷,給礦區(qū)周圍的生活環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重危害,嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳詈蜕a(chǎn)。

主要表現(xiàn)在: 1)對(duì)耕地破壞嚴(yán)重,耕地面積銳減。塌陷盆地因常年積水或季節(jié)性積水,造成大量?jī)?yōu)質(zhì)農(nóng)田被淹、鹽漬化,變成荒灘洼地,絕產(chǎn)絕收。在積水沉陷盆地外邊緣區(qū),原來(lái)平整的耕地變成坡地,并分布大量的裂縫,農(nóng)業(yè)灌溉困難,水土和養(yǎng)分流失嚴(yán)重,土壤肥力下降,產(chǎn)量下降。2)地面建筑設(shè)施被毀。采空區(qū)上方地表的不均勻沉降,造成地面房屋、水塔、煙囪、高壓線塔等地面建筑物傾斜、開(kāi)裂,甚至倒塌,危及居民的生命安全;引起橋梁的斷裂,鐵路、地下管線的折斷,道路和水利設(shè)施也均遭受不同程度的損壞,部分地區(qū)造成溝渠、河水倒流現(xiàn)象,影響農(nóng)業(yè)灌溉。3)受地表沉陷影響,塌陷區(qū)周圍潛水位降低,地表被疏干,農(nóng)業(yè)澆灌和用水困難。4)土地塌陷導(dǎo)致礦區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境的破壞和惡化。地表塌陷造成農(nóng)林作物不能正常生長(zhǎng),動(dòng)物消亡或遷移,居民遷居,原有生態(tài)平衡被破壞。

二、開(kāi)采完成后的復(fù)墾綠化

生態(tài)恢復(fù)是通過(guò)人工措施,使退化的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到能進(jìn)行自我維護(hù)的正常狀態(tài),使其能按照自然規(guī)律進(jìn)行演替。準(zhǔn)格爾礦區(qū)所在地區(qū)為高潛水位地區(qū),煤炭開(kāi)采的地表塌陷將引起地表積水、土地沼澤化、湖泊化和水土流失等環(huán)境問(wèn)題。該礦區(qū)屬北亞熱帶半濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū),日照、水分條件較好,開(kāi)展生態(tài)恢復(fù)具有良好的自然基礎(chǔ)。針對(duì)準(zhǔn)格爾礦區(qū)煤炭資源開(kāi)發(fā)所引起的生態(tài)系統(tǒng)變化情況,從土地復(fù)墾、礦區(qū)綠化兩方面進(jìn)行礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)?,F(xiàn)黑岱溝露天煤礦土地復(fù)墾綠化已非常成功,已采掘完成及排土場(chǎng)植被恢復(fù)已達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)恢復(fù),現(xiàn)可以發(fā)展種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)等。

土地復(fù)墾措施:

目前土地復(fù)墾技術(shù)主要有疏干法、挖深墊淺法和充填復(fù)墾法。通常在進(jìn)行復(fù)墾時(shí)需要幾種方法相結(jié)合進(jìn)行。

1.煤矸石充填塌陷區(qū)復(fù)土造地

煤矸石是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中排放的固體廢物,煤矸石堆置在地面不但影響景觀、污染環(huán)境,而且占用大量土地資源。準(zhǔn)格爾礦區(qū)設(shè)一座臨時(shí)矸石山,服務(wù)年限為3年。當(dāng)塌陷區(qū)基本形成時(shí),煤炭開(kāi)采過(guò)程中的煤矸石將全部送往塌陷區(qū)回填,臨時(shí)矸石山堆存的煤矸石也將逐步送往塌陷區(qū)進(jìn)行回填。煤矸石前期送往首采塌陷區(qū)進(jìn)行回填造地,一部分用于后期塌陷區(qū)村莊搬遷的宅基地,多余部分進(jìn)行復(fù)土造田。

準(zhǔn)格爾礦區(qū)年排放矸石13.5萬(wàn)t按礦井服務(wù)年限41.5年計(jì),礦井排矸石總量為560.25萬(wàn)t(約280萬(wàn)m3),其中80萬(wàn)m3矸石可用于修建綜合養(yǎng)殖區(qū)堤壩和公路、河流堤壩加高加固, 200萬(wàn)m3矸石可用于回填塌陷區(qū),根據(jù)不同深度測(cè)算,準(zhǔn)格爾礦區(qū)可回填塌陷區(qū)造地2.46 km2。

2.淺塌陷區(qū)利用

根據(jù)準(zhǔn)格爾礦區(qū)水文資料,該區(qū)地下水埋深2m左右,下沉深度2m內(nèi)的塌陷區(qū)一般不會(huì)產(chǎn)生積水現(xiàn)象,采取推高填低的方式進(jìn)行整治,通過(guò)整治仍然可以作為農(nóng)業(yè)用地。為了更多的利用淺塌陷區(qū)的土地,塌陷深度2~4 m的地表塌陷區(qū)域,可采取"挖深墊淺"的方法進(jìn)行整治,即將塌陷深度較大的塌陷區(qū)的土壤在積水之前推到塌陷較淺的區(qū)域以減少塌陷面積,使土地資源得到充分利用。為了確保塌陷深度在2 m以及挖深墊淺恢復(fù)的塌陷區(qū)土地得到有效利用,還應(yīng)考慮排水工程,以防雨季或汛期淹沒(méi)農(nóng)作物。

3.塌陷區(qū)水域的利用規(guī)劃

根據(jù)準(zhǔn)格爾礦區(qū)的地表塌陷的實(shí)際情況,塌陷區(qū)水域初步規(guī)劃為水產(chǎn)綜合養(yǎng)殖區(qū)、粗放水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)、職工休閑區(qū)等3個(gè)區(qū)域。

3.1水產(chǎn)綜合養(yǎng)殖區(qū)

為使塌陷區(qū)得到最大限度的充分利用,滿足未來(lái)發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的需要。在礦井開(kāi)采過(guò)程中利用煤矸石將該區(qū)域分隔成為500×500m2大小的小水域,為將來(lái)的水產(chǎn)養(yǎng)殖作準(zhǔn)備,必要時(shí)可再行分隔。每個(gè)分隔的水域都可以形成獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng),在淺部種植水生的藕菱角等水生作物,深部可以養(yǎng)魚等。分隔后的水域面積小,管理方便,與大面積的水域相比,其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和利用價(jià)值將會(huì)得到顯著提高,同時(shí)在堤壩上還可以進(jìn)行綠化,使之形成新的生態(tài)系統(tǒng)。

3.2粗放水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)

粗放型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)不可能對(duì)所有的塌陷區(qū)都進(jìn)行高效利用,因此對(duì)地表塌陷較深的區(qū)域規(guī)劃為粗放型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū),一方面可以養(yǎng)魚,另一方面也可以進(jìn)行家禽養(yǎng)殖業(yè)、網(wǎng)箱養(yǎng)魚,邊緣地區(qū)可以進(jìn)行種植水生植物。

3.3職工休閑區(qū)

在粗放型養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)對(duì)塌陷區(qū)的邊緣地段進(jìn)行綠化,并修建道路和小亭,作為職工工休和節(jié)假日休閑之處。

三、生態(tài)恢復(fù)后的遠(yuǎn)期規(guī)劃

1.建設(shè)礦區(qū)型生態(tài)農(nóng)業(yè)

井田范圍內(nèi)的村鎮(zhèn)間應(yīng)大力發(fā)展糧食加工、食品加工、蔬菜加工、畜禽養(yǎng)殖等副業(yè)生產(chǎn),建立糧蔬-禽畜生態(tài)系統(tǒng)。糧食和蔬菜加工產(chǎn)生的糧食麩皮、蔬菜葉根等作為牛、豬、羊、雞、鴨、鵝等禽畜的飼料,畜禽糞便可作為農(nóng)作物和蔬菜肥料,增加農(nóng)田土壤的肥力,使有機(jī)的垃圾變?yōu)橹参餇I(yíng)養(yǎng),獲得糧食和蔬菜的增產(chǎn)增收。發(fā)展以灌木為主的林地,在灌木間培植草皮,以林業(yè)野草用作乳牛的青飼料,乳牛的糞便投入魚塘作魚類餌料,魚塘的污泥可用作林草的肥料,建立林草-乳牛-魚塘生態(tài)系統(tǒng),使系統(tǒng)內(nèi)的各種廢物互為利用,達(dá)到物質(zhì)循環(huán)。

2.發(fā)展礦區(qū)型產(chǎn)業(yè)

準(zhǔn)格爾礦區(qū)的建設(shè)將會(huì)促使村鎮(zhèn)分布重新布局,部分失去耕地后的剩余勞動(dòng)力可從事第三產(chǎn)業(yè)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng),使礦區(qū)內(nèi)非農(nóng)業(yè)人口增加,對(duì)糧食和蔬菜瓜果的需求量也將相應(yīng)增加。因此,礦區(qū)內(nèi)蔬菜和糧食生產(chǎn)應(yīng)同時(shí)發(fā)展,利用有限的耕地進(jìn)行精耕細(xì)種,提高農(nóng)作物的單產(chǎn)和質(zhì)量。充分發(fā)揮礦區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢(shì),發(fā)展無(wú)污染或輕污染的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)。隨著準(zhǔn)格爾礦區(qū)的開(kāi)發(fā)建設(shè),依托于煤礦的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)將應(yīng)運(yùn)而生,對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)將有較大的促進(jìn)。但同時(shí)嚴(yán)格控制發(fā)展污染嚴(yán)重的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),加強(qiáng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的環(huán)境保護(hù)管理。

3.發(fā)展?jié)O業(yè)生產(chǎn)

準(zhǔn)格爾礦區(qū)的開(kāi)發(fā)將造成井田范圍內(nèi)不同程度的地表塌陷。目前綜合利用塌陷區(qū)的途徑有多方面,水產(chǎn)養(yǎng)殖是其中的重要途徑之一。類比調(diào)查表明,目前附近礦區(qū)塌陷水域放養(yǎng)的魚類主要是鯉科魚類,其生長(zhǎng)水域水質(zhì)要求弱堿性,溶解氧一般要求在5mg/L以上。魚類的餌料主要是浮游藻類、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物與水生維管束植物。塌陷水域水質(zhì)類比調(diào)查結(jié)果表明,準(zhǔn)格爾礦區(qū)的塌陷水域可用于發(fā)展?jié)O業(yè)生產(chǎn)。

準(zhǔn)格爾礦區(qū)將形成的塌陷水域面積較大,積水較深,因此實(shí)行多品種的立體養(yǎng)魚(水深大于2m)。一般情況下,食浮游生物的鰱魚生活在水體的上層,草魚生活在中層,雜食的鯽魚生活在下層,而以螺絲為主要餌料的青魚貼底泥生活。同時(shí)還可以根據(jù)具體條件放養(yǎng)甲魚、螃蟹等。由于塌陷水域大,捕撈較為困難,采用網(wǎng)箱來(lái)養(yǎng)魚。根據(jù)對(duì)鄰近礦井塌陷區(qū)水體中動(dòng)、植物的類比調(diào)查可知,處于礦井開(kāi)發(fā)時(shí)期的塌陷水域中軟體動(dòng)物較貧乏,水絲蚓等寡毛類較多;而閉礦期的塌陷水域中軟體動(dòng)物較多,水絲蚓等寡毛類較少。因此在礦井建設(shè)初期在塌陷水域中以放養(yǎng)鯉、鯽等雜食性魚類為主,后期的塌陷水域中以放養(yǎng)青魚為主。發(fā)展?jié)O業(yè)生產(chǎn),要以養(yǎng)魚為主,多種經(jīng)營(yíng),綜合利用。魚類餌料應(yīng)利用畜禽的糞便和糧食、蔬菜的下腳料等。同時(shí)根據(jù)塌陷區(qū)水域周圍的堤埂較寬,有陸地建造禽棚和網(wǎng)欄家禽的條件,可以魚、禽、草綜合養(yǎng)殖,即水中養(yǎng)魚、水面養(yǎng)鴨、岸邊種植牧草。用水底污泥肥草、草料養(yǎng)畜禽、畜禽糞便和水草喂魚、魚糞和食物殘?jiān)誓?,從而?shí)現(xiàn)到各個(gè)因子互相利用,形成良性循環(huán)的人工生態(tài)系統(tǒng)。

四、結(jié)語(yǔ)

礦區(qū)土地復(fù)墾是一項(xiàng)涉及面廣、綜合性強(qiáng)的系統(tǒng)工程,它涉及地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、礦床學(xué)、礦物學(xué)、采礦工程、選礦工程、工程地質(zhì)、環(huán)境科學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)等多個(gè)學(xué)科,為了使復(fù)墾后達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及生態(tài)效益的統(tǒng)一,必須按照因地制宜的原則制定切實(shí)可行的復(fù)墾規(guī)劃,當(dāng)煤矸石有可綜合利用價(jià)值時(shí)應(yīng)首先考慮綜合利用問(wèn)題,將綜合利用與復(fù)墾綜合起來(lái)考慮。根據(jù)礦區(qū)土地破壞類型的不同,可將復(fù)墾分為采空區(qū)、塌陷區(qū)、矸石場(chǎng)3種類型,不同類型有不同的復(fù)墾方法。在選擇復(fù)墾工藝及設(shè)備時(shí),應(yīng)盡量考慮使用采礦設(shè)備以降低成本、縮短復(fù)墾周期,矸石復(fù)墾時(shí),應(yīng)首先考慮控制污染,然后覆土種植植被及恢復(fù)植被。

參考文獻(xiàn)

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