許許方

【摘 ?要】我國高潛水位采煤普遍會出現(xiàn)沉陷的問題，沉陷后的特殊地勢和大量積水將會使周邊居民的生命財產(chǎn)安全受到威脅。沉陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境可通過建設(shè)平原水庫進行恢復(fù)，本文從經(jīng)濟和技術(shù)兩方面對構(gòu)建平原水庫的可行性進行評估，并探討構(gòu)建高潛水位平原水庫的實踐意義。

【關(guān)鍵詞】高潛水位;采煤沉陷;平原水庫;生態(tài)恢復(fù)

前言

煤炭是我國使用量最大的能源之一，目前國內(nèi)的煤炭主要依靠打井，再橫向長壁全部垮塌法進行開采。開采后的地表因此發(fā)生塌陷，嚴重影響開采區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。然而生態(tài)環(huán)境的保護才是資源發(fā)展的前提，因此，恢復(fù)受損土地成了必然的選擇[1]。高潛水位采煤區(qū)主要位于我國黃淮平原，當(dāng)?shù)仉m屬于水資源較為豐富的地區(qū)，但由于降雨量和蓄水量的空間分布不均，水土資源的分配并不協(xié)調(diào)。因此，本文提出的構(gòu)建平原水庫思想在修復(fù)生態(tài)的同時，可解決水土資源分配不均的矛盾。

1 高潛水位采煤沉陷地構(gòu)建平原水庫的必要性

根據(jù)大量事實證明，高潛水位采煤會導(dǎo)致地面沉陷，地面的沉陷會進一步導(dǎo)致積水，隨著積水量的增加，給后期恢復(fù)造成了較大的困難。據(jù)調(diào)查，每年因為開采煤炭，導(dǎo)致淮北市每年沉陷土地達到600.78hm2，預(yù)計至2020年沉陷土地將達到15000.00hm2。由于高潛水位平原缺少用于填充沉陷區(qū)域的材料，即便邊開采邊恢復(fù)，仍然會存在較多的深積水區(qū)域，具體如圖1所示。

針對高潛水位平原地區(qū)存在水資源分布不均的情況，上個世紀中期就有學(xué)者提出了平原水庫建設(shè)的建議，但由于當(dāng)時技術(shù)原因?qū)е掠媱澮欢葦R淺。隨著水資源分布不均的矛盾日益明顯以及技術(shù)的不斷革新，平原水庫的建造方案又重新提上日程。

2 平原水庫建設(shè)中存在的問題及可行性分析

2.1 平原水庫建設(shè)中存在的問題

平原水庫目前的建設(shè)對水庫建設(shè)的總體把控不到位，因此在建設(shè)中存在諸多問題。

1）占地問題。水庫在建立時，不可避免的會涉及到占用耕地，建設(shè)不僅很難得到相應(yīng)部門的批準，還容易激起嚴峻的人地矛盾。

2）資金問題。水庫建設(shè)的資金消耗巨大，在沒有地方政府的扶持下，資金籌措將會是很大的問題。資金投入大再加上資金回收周期較長，導(dǎo)致水庫建設(shè)進程擱淺。

3）工程技術(shù)能力限制。制約平原水庫發(fā)展的最大原因在于施工條件及施工技術(shù)不達標。通過挖填方式僅進行建設(shè)的水庫通常水位較淺，水域占地面積大，蒸發(fā)量大，且水體容易富營養(yǎng)化。此外就是挖填水庫的防漏措施不到位，導(dǎo)致水庫水位不達標。再加上水庫修建時技術(shù)不成熟，使后期堤壩的安全監(jiān)測存在一定的難度。

2.2 平原水庫的建設(shè)可行性

隨著平原水庫建設(shè)量的增加，問題也開始逐漸顯現(xiàn)。由于前期缺乏科學(xué)性的總體規(guī)劃，包括前期修建和后期維護等問題。

1）水庫選址不當(dāng)造成多次重建。高潛水位沉陷范圍廣的主要原因是挖礦途中重復(fù)采動導(dǎo)致地面下沉深度深;此外，厚沖積層也是多數(shù)區(qū)域下沉的主要原因[2]。當(dāng)前平原水庫的選址建設(shè)往往只考慮地面沉陷，而忽略了周圍其他區(qū)域?qū)λ畮旖ㄔO(shè)的影響，例如水庫周圍的農(nóng)田、村莊、植被等。導(dǎo)致水庫修建成果不佳，堤壩易損，需要重新修建等問題。

2）村莊搬遷的綜合污染問題。煤炭是經(jīng)過幾億年的地殼變動形成的，其開采區(qū)域是不可控的。有些村莊經(jīng)勘探后確認存在大量煤炭，政府或開發(fā)商會與居民簽訂協(xié)議，迫使居民離開居住地。這就導(dǎo)致居民搬遷后會留下大量的破損房屋建筑和生活垃圾，不僅會影響挖煤工作的進行，還會影響后期平原水庫的建設(shè)。

3）水庫建造中的經(jīng)濟損失巨大。據(jù)統(tǒng)計，每年將會有大量的村莊因為采煤作業(yè)的需求搬離原居住地，而大量的農(nóng)田也會收到損壞。在此過程中，就涉及到村民的住房問題和農(nóng)田賠付問題，這將是一筆巨大的經(jīng)濟損失。

4）水庫蓄水量低和肥沃耕種土壤的沉陷問題。目前，平原水庫的建設(shè)在技術(shù)和方法上有著嚴重的缺陷，平原水庫在建設(shè)時會使表面肥沃的土壤沉入水底，造成了水庫蓄水量降低和肥沃土壤流失問題。

3 利用采煤深陷地主動構(gòu)建平原水庫模式的實踐

正常情況下，水庫的蓄水主要來自于地表水、雨水、礦井排水以及河道引流水等。但隨著煤礦的開采，平原水庫逐漸變大，水庫的蓄水量也逐漸變大，但水庫的承載能力是有限的，因從，在水庫建設(shè)的前期就應(yīng)將水庫規(guī)劃成可防洪、抗旱的水利工程。本文提出的利用采煤深陷地主動構(gòu)建平原水庫的技術(shù)主要包括前期資料的收集和精準的礦區(qū)沉陷度測算、水庫初期的選擇和規(guī)劃、水庫后期的擴建和維護保障這三個步驟[3]。經(jīng)過這三個步驟的精確預(yù)算和施工，將使平原水庫成為最具價值的水利工程。具體流程如圖2所示。

淮南采煤深陷區(qū)平原水庫是成功的實踐標桿。該平原水庫屬于淮河沖積平原、處于淮北平原南部，該平原水庫所處區(qū)域地勢平坦，煤礦產(chǎn)量豐富。經(jīng)多年開采，采礦區(qū)下陷，已形成了天然的蓄水坑[4]。至2019年得到的數(shù)據(jù)顯示，該水庫的積水面積已經(jīng)達到2000.00hm2。由于開采的工作并未停止，隨著下陷區(qū)域的增大，預(yù)計到2030年，蓄水量將達到1.15億m3。由于當(dāng)?shù)厮蛋l(fā)達，降雨量大，因此在修建初期已做好了防汛和泄洪工作，保證了周圍居民的安全。因此，淮南采煤深陷區(qū)平原水庫已成為了最具價值的水利工程。

4 結(jié)束語

中國目前因礦區(qū)的塌陷造成的直接經(jīng)濟損失超過500億人民幣，大量的居民建筑和公共建筑遭到破壞，肥沃土壤陷入地底造成浪費，而深陷區(qū)形成的小水庫將對周圍民眾的生命財產(chǎn)安全造成嚴重的影響[5]。因此，主動構(gòu)建高潛水位平原水庫的工作刻不容緩。經(jīng)本研究表明，高潛水位平原水庫將成為最具價值的水利工程。

參考文獻：

[1]薄懷志.高潛水位平原區(qū)采煤沉陷防治技術(shù)研究進展[J].山東國土資源，2018，34（11）：61-68.

[2]肖武，任河，呂雪嬌等.基于無人機遙感的高潛水位采煤沉陷濕地植被分類[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2019，50（02）：184-193.

[3]何倩，薛喜成.低深水位沉陷區(qū)與高潛水位沉陷區(qū)廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)對比分析[J].西部探礦工程，2019，31（03）：169-170+173.

[4]程艷芳.高潛水位采煤塌陷地粉煤灰充填復(fù)墾可行性分析[J].煤礦開采，2018，23（06）：89-93.

[5]張少博;何新林;劉兵等.新疆山區(qū)水庫參與調(diào)度后平原水庫廢棄可行性分析[J].長江科學(xué)院院報，2018，35（01）：27-32.

（作者單位：山西鄉(xiāng)寧焦煤集團毛則渠煤炭有限公司）