遼寧近海廢棄露天礦與海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新

摘 要：用矛盾分析法，研究遼寧海洋經(jīng)濟(jì)和傳統(tǒng)礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸制約，認(rèn)為二者在資源、技術(shù)領(lǐng)域存在較強互補。提出引調(diào)渤海水入遼寧近海廢棄露天礦，通過內(nèi)陸湖吸附和沉淀的“自凈化”治理遼東灣；大規(guī)模海水淡化為礦區(qū)提供水資源。由露天礦與海水形成的亞靜態(tài)內(nèi)陸海湖，為海洋高科技提供優(yōu)越試驗環(huán)境。內(nèi)陸海洋是海岸帶陸向延伸的特殊功能區(qū)，對推動海陸一體化具有重要意義。

關(guān)鍵詞:露天礦；海洋經(jīng)濟(jì)；海水淡化；海陸一體化；遼寧近海

中圖分類號：F127 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）16-0128-03

21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)突出海洋，海洋高科技領(lǐng)先是未來強國標(biāo)志。海洋經(jīng)濟(jì)進(jìn)入以高新技術(shù)為支撐，以經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步、改善生態(tài)環(huán)境為整體內(nèi)容的海陸一體的系統(tǒng)發(fā)展階段[1]。

遼寧擁有岸線2 290公里，占全國的1/8。擁有管轄海域面積15.02萬平方公里，處于“新東部”經(jīng)濟(jì)區(qū)劃的最北端。2009年7月，國家原則上批準(zhǔn)遼寧沿海規(guī)劃，遼寧經(jīng)濟(jì)改革上升為新時期國家戰(zhàn)略。遼寧經(jīng)濟(jì)發(fā)展有利條件是：臨港優(yōu)勢明顯，東北老工業(yè)基地工業(yè)基礎(chǔ)豐厚，具備承接國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、發(fā)展先進(jìn)裝備制造業(yè)條件。不利因素是：陸地資源萎縮、生態(tài)環(huán)境不佳、渤海污染已盡極限；海洋傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)比重大、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢、整體自主創(chuàng)新能力不強。

突破資源環(huán)境約束，尋求海陸一體聯(lián)動發(fā)展，推動海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新，對遼寧意義重大。

一、遼寧海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀與瓶頸

1.遼寧海洋經(jīng)濟(jì)呈粗放發(fā)展。“海上遼寧”戰(zhàn)略實施以來，海洋經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，2008年全省生產(chǎn)總值13 461.6億元，主要海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值2 051.4億元，占全省GDP的15.2%，海洋經(jīng)濟(jì)在區(qū)域經(jīng)濟(jì)中的地位不斷提高。與其他沿海省份相比，遼寧海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比較落后。海洋漁業(yè)、船舶工業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)占比重大，呈粗放式發(fā)展。海洋化工、海洋生物醫(yī)藥、海水綜合利用等新興產(chǎn)業(yè)起點高、發(fā)展速度快，正成為遼寧海洋經(jīng)濟(jì)新的增長點。①

2.渤海污染嚴(yán)重。渤海是中國唯一半封閉型內(nèi)海，動水勢力薄弱；遼河、凌河流量減少。城市垃圾、工業(yè)廢水、海洋過度開發(fā)，使得渤海無機氮、無機磷、石油等三種污染物嚴(yán)重超標(biāo)。20世紀(jì)末環(huán)渤海污染面積達(dá)56%。2001年國務(wù)院規(guī)劃投資555億治理渤海，計劃實施項目427個，然而污染繼續(xù)擴(kuò)大，2009年環(huán)渤海污染面積上升為60%，遼東灣是嚴(yán)重污染區(qū)超過60%，專家呼吁未來渤海將成為“死海”。

3.海洋新興、未來產(chǎn)業(yè)受技術(shù)經(jīng)濟(jì)制約。海水直接利用，海水淡化是海洋經(jīng)濟(jì)新興產(chǎn)業(yè)的重點領(lǐng)域。渤海含鹽率低，適合做淡化海水源。遼寧規(guī)劃到2015年海水淡化達(dá)到1.5億立方米/年，海水直接利用達(dá)到107億立方米/年。海水淡化方式含多級閃蒸、反滲透膜法等，由于淡化過程對石化能源高度依賴，成為大規(guī)模生產(chǎn)的障礙。

海冰淡化成本低于能源法，中國是世界上首個進(jìn)行海冰淡化研究的國家。環(huán)渤海地區(qū)可開采的海冰約100億立方米，涉及采集、運輸、儲存等環(huán)節(jié)，受自然條件與經(jīng)濟(jì)技術(shù)制約，大規(guī)模海冰淡化未進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化。

海洋能（流浪能、鹽度差能、溫差能、潮差能）、海上風(fēng)能、海水農(nóng)業(yè)等未來產(chǎn)業(yè)，處于研發(fā)階段。海上氣候、環(huán)境與海洋資源特殊性，使未來產(chǎn)業(yè)投資大、風(fēng)險高。

二、遼寧傳統(tǒng)礦區(qū)生態(tài)治理與經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型

1.傳統(tǒng)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。遼寧自然資源豐富，礦山開采業(yè)占陸域比例大，受煤礦、鐵礦資源枯竭困擾，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢。礦山開采對城市的地形、地貌、植被和大氣環(huán)境破壞嚴(yán)重，地質(zhì)環(huán)境誘發(fā)的各類問題日漸突出。建國初期，由于沒有土地復(fù)墾及利用規(guī)劃，阜新、撫順等傳統(tǒng)礦區(qū)產(chǎn)生大面積沉陷區(qū)、排土場、矸石山，面臨生態(tài)治理與經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的雙重任務(wù)。

借鑒國外經(jīng)驗，中國完成礦區(qū)土地復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn)的編制。生態(tài)恢復(fù)技術(shù)主要以土壤改良、人工綠化、沉陷區(qū)蓄水重建等作為復(fù)墾目標(biāo)，同時發(fā)展養(yǎng)殖、旅游等多種產(chǎn)業(yè)，使生態(tài)用水成為大的用水部門。而傳統(tǒng)礦區(qū)多是水資源缺乏地區(qū)，中國北方持續(xù)干旱，通過大氣降水、地表徑流補充地下的作用效果甚微。礦區(qū)整體生態(tài)系統(tǒng)尤其是地區(qū)水環(huán)境，很難在環(huán)境自凈和自然演替作用恢復(fù)原來的平衡[2]。2009年阜新水資源公報顯示，阜新水資源總量比常年減少了44.8%，地下水資源比多年平均值減少了31.6%。煤炭企業(yè)破產(chǎn)后阜新成為資源枯竭型地區(qū)，面臨水資源枯竭形勢更為嚴(yán)峻。

2.資源枯竭地區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。2001年阜新被列入資源枯竭型城市經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型試點市，建立了以農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化為基礎(chǔ)，二、三產(chǎn)業(yè)有機融合的產(chǎn)業(yè)布局。2006年轉(zhuǎn)向風(fēng)電、煤制天然氣，以工業(yè)突破替代農(nóng)業(yè)強市。阜新利用蒙東豐富的褐煤資源發(fā)展新型煤化工，煤與水資源均來自境外，存在不容回避的資源瓶頸和環(huán)境污染隱患。

生態(tài)經(jīng)濟(jì)是資源型城市轉(zhuǎn)型的理論基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型應(yīng)結(jié)合地區(qū)實際背景，立足于尊重自然和恢復(fù)自然生態(tài)。同是煤炭資源枯竭，德國魯爾地理位置優(yōu)越，水資源豐富。20世紀(jì)70年代以來，隨著煤炭、鋼鐵等傳統(tǒng)工業(yè)衰退，魯爾區(qū)從調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)入手，成功完成經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。阜新長期高度依賴自然資源，使其在煤炭衰退后不能擺脫困境。由于生態(tài)環(huán)境的惡化，城市吸引力降低，集聚資本、人才要素的能力弱。

遼寧傳統(tǒng)礦區(qū)的發(fā)展優(yōu)勢是什么？改變煤炭單一結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢資源再造是資源枯竭型城市發(fā)展接續(xù)替代產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。

三、遼寧海陸一體化模式選擇

1.遼東灣與傳統(tǒng)礦區(qū)資源互補性分析。遼東灣與傳統(tǒng)礦區(qū)在資源、技術(shù)領(lǐng)域存在較強互補。渤海污染嚴(yán)重，水體交換差，轉(zhuǎn)向內(nèi)陸處理是措施之一。海洋開發(fā)大背景下，傳統(tǒng)礦區(qū)以近海有利條件，具向海洋要資源的區(qū)位優(yōu)勢。許多沉陷地、廢棄采礦場亟待改造，生態(tài)治理需水量大，海水經(jīng)淡化處理可提供長期、穩(wěn)定支撐。

2.遼東灣海岸帶陸向延伸特殊功能區(qū)——內(nèi)陸海洋。海岸帶是陸地、海洋、大氣交接處，是物質(zhì)、能量交換密集區(qū)域和環(huán)境生態(tài)脆弱地帶，是研究地球系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的切入點[3]。遼東灣污染嚴(yán)重，即便是達(dá)標(biāo)排放，水體質(zhì)量改善微弱。對污染提供泄放渠道，治疏結(jié)合，是治本措施，“疏”即由海岸帶轉(zhuǎn)向大陸內(nèi)部處理。

撫順西露天煤礦、阜新海州露天煤礦經(jīng)過半個多世紀(jì)的開采，留下深達(dá)數(shù)百米，出露面積數(shù)十平方公里的坑體。兩大采礦場距離海岸100~200公里，海拔在200米以下，引渤海水入礦坑使其成為人工海湖，意義重大：（1）有效治理遼東灣；（2）大規(guī)模海水淡化為礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)與沙漠治理提供水資源；（3）內(nèi)陸湖無風(fēng)浪、無潮汐，降低海洋高科技科學(xué)研究投資成本。

2009年國務(wù)院治理渤海失敗，原因是政通多門，檢測數(shù)據(jù)不真實，尤其是不采取“自凈化”得力措施。環(huán)境水利學(xué)的“自凈化”學(xué)說條件有兩個，一是流動水面與大氣交接面相互混摻提高復(fù)氧環(huán)境，利于水生物生長和有機污染物降解；二是水的靜態(tài)（亞靜態(tài)）吸附和沉淀，后者自凈化作用強[4]。吸附和沉淀的治理效率決定水體三要素，即：深度、流速（靜態(tài)或亞靜態(tài)）、面積，露天礦坑條件優(yōu)越。

根據(jù)國際地圈—生物圈（IGBP）計劃，考慮海岸帶海域及相鄰陸域（一般不大于l0km）的自然資源條件和地理區(qū)位，中國將海洋功能區(qū)劃分為開發(fā)利用區(qū)、整治利用區(qū)、海洋保護(hù)區(qū)、特殊功能區(qū)和保留區(qū)五大類。由廢棄露天礦與海水形成的內(nèi)陸海洋環(huán)境，可用于治理海洋污染，同時發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，是海岸帶陸向延伸的特殊功能區(qū)域。

韓立民、盧寧（2007）認(rèn)為，沿海地區(qū)的發(fā)展和海洋經(jīng)濟(jì)的壯大是海陸一體化的初級階段，在高級階段，通過市場作用，要素和產(chǎn)品在沿海與內(nèi)陸之間流動，逐步實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的梯度轉(zhuǎn)移。渤海污染嚴(yán)重，制約遼寧海陸一體化進(jìn)程。內(nèi)陸海洋模式基于海洋污染治理，是海洋經(jīng)濟(jì)由沿海向內(nèi)陸擴(kuò)散、由低級向高級演進(jìn)的中間階段或試驗階段，將促進(jìn)海洋科學(xué)創(chuàng)新。

考慮環(huán)境風(fēng)險、生態(tài)影響，內(nèi)陸海洋應(yīng)滿足以下基本條件：揚程低，能利用潮汐能、海上風(fēng)能等可再生能源作為提水動力；距海岸近，有盛水坑體；具有海水回流地形，防止土地鹽堿化（見圖1）。

海州露天礦距遼東灣100Km，海拔123m；撫順西露天距遼東灣200Km，海拔60m；本溪南芬露天鐵礦海拔300m，上述地理特點對引海水各具條件。應(yīng)用測量、3S技術(shù)，綜合考慮地理、生態(tài)、氣候因素，科學(xué)優(yōu)化選擇引水、回水路線（見圖2）。

3.經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。（1）凈化遼東灣。引西遼東灣海水入露天礦坑，吸附和沉淀污染物。海水回流，是用經(jīng)過復(fù)氧的凈化海水治理東遼東灣。西拉東推，有效治理渤海。（2）提供水資源，恢復(fù)傳統(tǒng)礦區(qū)生態(tài)。能源法海水淡化，與礦區(qū)發(fā)電廠、煤化工等企業(yè)結(jié)合，走綜合利用之路是降低海水淡化成本的有效途徑。建設(shè)一定規(guī)模的鹽廠，同時發(fā)展海洋化工，提取鈉金屬和氯氣，還可生產(chǎn)石膏、芒硝、氯化鉀、硫酸鎂和溴等，提高資源利用效率。露天礦采礦場灌入海水，冬季適合發(fā)展大規(guī)模機械化海冰淡化。與在遼東灣進(jìn)行海冰淡化比較，內(nèi)陸海湖無風(fēng)浪，優(yōu)勢明顯。遼寧地區(qū)0℃以下天氣為120天，依日厚20cm計算，采礦場出露面積20平方公里，一年可以生產(chǎn)淡水5億立方米。阜新與撫順可成為海水淡化生產(chǎn)基地。海冰淡化水可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域。渤海海冰融水pH值在6.89～6.73之間，適合灌溉，可用于改造傳統(tǒng)礦區(qū)廢棄土地為宜農(nóng)、宜林的良田。阜新彰武地處內(nèi)蒙科爾沁沙漠邊緣，遼北沙塵暴影響朝鮮、韓國、日本，以冬季埋冰、春季種植樹木和植物，可用于治理沙漠，大幅度推進(jìn)綠地。（3）推動海洋新興產(chǎn)業(yè)、未來產(chǎn)業(yè)的研發(fā)。在實體海洋進(jìn)行科學(xué)研究，存在氣候、環(huán)境多因素障礙，投資大、風(fēng)險高。亞靜態(tài)“內(nèi)陸海洋”不受海浪、潮汐、臺風(fēng)等惡劣氣候影響，適宜海洋某些領(lǐng)域科學(xué)研究與試驗。潮汐能、海上風(fēng)能等可再生能源可以作為提海水動力，為海洋能源的利用提供新的視角。內(nèi)陸湖可實現(xiàn)世界最大規(guī)模海水源熱泵，滿足城市冬季供暖，甚至可實現(xiàn)對整個城市集中空調(diào)。目前國內(nèi)外海水源熱泵以及制冷規(guī)模受限制的主要原因是，前端水源距海岸遠(yuǎn)和要求一定海水深度，導(dǎo)致一次性投資及運行費用高。內(nèi)陸海湖將帶動傳統(tǒng)礦區(qū)旅游業(yè)進(jìn)入國際行列，打造世界級工業(yè)遺產(chǎn)旅游品牌，促進(jìn)地區(qū)文化進(jìn)步。

4.海水污染防范是可行性關(guān)鍵。露天礦經(jīng)歷半個多世紀(jì)開采，穿透了潛水層、承壓水層多層地下水。如果直接充入海水，污染地下淡水不可避免。借鑒中國濱海地區(qū)防止海水入侵措施，實施實體帷幕、水利帷幕組合，可有效防止污染地下淡水資源。將歷史從露天礦排出的土石回填，同時修整露天礦四周陡坡擴(kuò)大出口面積，提升湖底高度。回填時底部夯實加固，底部和斜坡施工多層膠泥土層，由坑底覆蓋于潛水層之上。目的是防止污染地下水；減少礦坑單位面積蓄水量，降低調(diào)水成本。灌水前，預(yù)置污染處理設(shè)備。

四、戰(zhàn)略意義

1.對中國多礦區(qū)改造具有十分重要的現(xiàn)實意義。中國除煤礦外，還有鐵礦、油葉巖礦等，北方露天煤礦至少24個。在資源枯竭地區(qū)發(fā)展“藍(lán)色經(jīng)濟(jì)”，為傳統(tǒng)礦區(qū)提供更豐富、更持久的自然資源，推動資源型城市經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。

2.創(chuàng)新海洋經(jīng)濟(jì)。內(nèi)陸海洋與實體海洋相比較，等面積效益會有數(shù)十倍甚至百倍的懸殊差異。發(fā)展沿海內(nèi)陸海洋經(jīng)濟(jì)，具有穩(wěn)定、持久、效益規(guī)模性。中國地域廣大，海岸線漫長，將遼寧經(jīng)驗向中國1.8萬海岸線延伸和推廣，會給國家?guī)斫?jīng)濟(jì)颶風(fēng)。

3.海洋農(nóng)業(yè)——前瞻性國家戰(zhàn)略。地球生物資源80%在海洋，在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下，海洋產(chǎn)品可滿足300億人生存。海水農(nóng)業(yè)是第三次農(nóng)業(yè)革命，但需要超過數(shù)十年的時間。沿著內(nèi)陸海洋農(nóng)業(yè)模式向?qū)嶓w海洋所延伸，可使海洋農(nóng)業(yè)的科學(xué)思想在不到十年時間內(nèi)在中國初見成效。

4.開拓多領(lǐng)域科技創(chuàng)新。可為國家多領(lǐng)域提供具有自主知識產(chǎn)權(quán)的研發(fā)動力。諸如海洋污染“自凈化”；機械化大規(guī)模冰析法海水淡化；熱泵技術(shù)用于城市供暖和其他能源；內(nèi)陸海洋農(nóng)業(yè)；海冰治理沙漠等。

5.開辟特色的裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新路徑。總結(jié)礦區(qū)涉海水利工程的系統(tǒng)經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，以規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化集成和發(fā)展國內(nèi)外裝備制造業(yè)成果，提高遼寧裝備制造業(yè)國際地位。

五、小結(jié)

治理遼東灣立足于大容量引水，利用遼寧近海廢棄露天礦吸附和沉淀污染物，選擇有利地理條件，使凈化海水回流海洋。傳統(tǒng)礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)與沙漠治理，立足于大規(guī)模海水淡化，海水污染是可行性的關(guān)鍵。

科技創(chuàng)新是資源環(huán)境約束下地球系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要驅(qū)動力，自然科學(xué)多領(lǐng)域交叉與融合是實現(xiàn)科技創(chuàng)新的保證。積極地開發(fā)海洋資源，統(tǒng)籌海洋和內(nèi)陸的協(xié)調(diào)發(fā)展。建立海洋科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新體系，加快海洋高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，使中國在該領(lǐng)域走在世界前列。

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Liaoning Offshore Area Abolished Open Mining Pits and Marine Economy Innovation

CONG Li

（Fuxin Statistical Bureau，F(xiàn)uxin 123000，China）

Abstract：This paper studies the “bottleneck” of sustainable development between marine economy and traditional mining areas in Liaoning through contradiction analysis.We find that the two fields are mutually complementary with respect to resources and technologies.We propose to divert water from Bohai Sea to the abandoned surface mine in the offshore areas of Liaoning；improve Liaodong Bay by self-purification of inland lakes through absorption and precipitation；provide water resources for mining areas by large-scale seawater desalination；The sub-static inland sea lake formed by surface mine and sea water provides excellent experimental environments for marine high technologies.The inland sea lake provides the special functionality for the coast to extend toward the land and is of great importance to sea-land integration.

Key words：open-pit mine；marine economy；seawater desalination；sea-land integrated；Liaoning offshore area

[責(zé)任編輯 吳明宇]