遼寧近海廢棄露天礦與海洋經濟創新

摘 要：用矛盾分析法，研究遼寧海洋經濟和傳統礦區可持續發展的瓶頸制約，認為二者在資源、技術領域存在較強互補。提出引調渤海水入遼寧近海廢棄露天礦，通過內陸湖吸附和沉淀的“自凈化”治理遼東灣；大規模海水淡化為礦區提供水資源。由露天礦與海水形成的亞靜態內陸海湖，為海洋高科技提供優越試驗環境。內陸海洋是海岸帶陸向延伸的特殊功能區，對推動海陸一體化具有重要意義。

關鍵詞:露天礦；海洋經濟；海水淡化；海陸一體化；遼寧近海

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

21世紀科學技術突出海洋，海洋高科技領先是未來強國標志。海洋經濟進入以高新技術為支撐，以經濟發展、社會進步、改善生態環境為整體內容的海陸一體的系統發展階段[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”經濟區劃的最北端。2009年7月，國家原則上批準遼寧沿海規劃，遼寧經濟改革上升為新時期國家戰略。遼寧經濟發展有利條件是：臨港優勢明顯，東北老工業基地工業基礎豐厚，具備承接國際產業轉移、發展先進裝備制造業條件。不利因素是：陸地資源萎縮、生態環境不佳、渤海污染已盡極限；海洋傳統產業比重大、新興產業發展緩慢、整體自主創新能力不強。

突破資源環境約束，尋求海陸一體聯動發展，推動海洋經濟創新，對遼寧意義重大。

一、遼寧海洋經濟發展現狀與瓶頸

1.遼寧海洋經濟呈粗放發展。“海上遼寧”戰略實施以來，海洋經濟持續增長，2008年全省生產總值13 461.6億元，主要海洋產業總產值2 051.4億元，占全省GDP的15.2%，海洋經濟在區域經濟中的地位不斷提高。與其他沿海省份相比，遼寧海洋產業結構比較落后。海洋漁業、船舶工業等傳統產業占比重大，呈粗放式發展。海洋化工、海洋生物醫藥、海水綜合利用等新興產業起點高、發展速度快，正成為遼寧海洋經濟新的增長點。①

2.渤海污染嚴重。渤海是中國唯一半封閉型內海，動水勢力薄弱；遼河、凌河流量減少。城市垃圾、工業廢水、海洋過度開發，使得渤海無機氮、無機磷、石油等三種污染物嚴重超標。20世紀末環渤海污染面積達56%。2001年國務院規劃投資555億治理渤海，計劃實施項目427個，然而污染繼續擴大，2009年環渤海污染面積上升為60%，遼東灣是嚴重污染區超過60%，專家呼吁未來渤海將成為“死海”。

3.海洋新興、未來產業受技術經濟制約。海水直接利用，海水淡化是海洋經濟新興產業的重點領域。渤海含鹽率低，適合做淡化海水源。遼寧規劃到2015年海水淡化達到1.5億立方米/年，海水直接利用達到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，成為大規模生產的障礙。

海冰淡化成本低于能源法，中國是世界上首個進行海冰淡化研究的國家。環渤海地區可開采的海冰約100億立方米，涉及采集、運輸、儲存等環節，受自然條件與經濟技術制約，大規模海冰淡化未進入產業化。

海洋能（流浪能、鹽度差能、溫差能、潮差能）、海上風能、海水農業等未來產業，處于研發階段。海上氣候、環境與海洋資源特殊性，使未來產業投資大、風險高。

二、遼寧傳統礦區生態治理與經濟轉型

1.傳統礦區生態環境破壞嚴重。遼寧自然資源豐富，礦山開采業占陸域比例大，受煤礦、鐵礦資源枯竭困擾，地區經濟發展緩慢。礦山開采對城市的地形、地貌、植被和大氣環境破壞嚴重，地質環境誘發的各類問題日漸突出。建國初期，由于沒有土地復墾及利用規劃，阜新、撫順等傳統礦區產生大面積沉陷區、排土場、矸石山，面臨生態治理與經濟轉型的雙重任務。

借鑒國外經驗，中國完成礦區土地復墾標準的編制。生態恢復技術主要以土壤改良、人工綠化、沉陷區蓄水重建等作為復墾目標，同時發展養殖、旅游等多種產業，使生態用水成為大的用水部門。而傳統礦區多是水資源缺乏地區，中國北方持續干旱，通過大氣降水、地表徑流補充地下的作用效果甚微。礦區整體生態系統尤其是地區水環境，很難在環境自凈和自然演替作用恢復原來的平衡[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%。煤炭企業破產后阜新成為資源枯竭型地區，面臨水資源枯竭形勢更為嚴峻。

2.資源枯竭地區經濟轉型。2001年阜新被列入資源枯竭型城市經濟轉型試點市，建立了以農業產業化為基礎，二、三產業有機融合的產業布局。2006年轉向風電、煤制天然氣，以工業突破替代農業強市。阜新利用蒙東豐富的褐煤資源發展新型煤化工，煤與水資源均來自境外，存在不容回避的資源瓶頸和環境污染隱患。

生態經濟是資源型城市轉型的理論基礎，經濟轉型應結合地區實際背景，立足于尊重自然和恢復自然生態。同是煤炭資源枯竭，德國魯爾地理位置優越，水資源豐富。20世紀70年代以來，隨著煤炭、鋼鐵等傳統工業衰退，魯爾區從調整產業結構入手，成功完成經濟轉型。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。由于生態環境的惡化，城市吸引力降低，集聚資本、人才要素的能力弱。

遼寧傳統礦區的發展優勢是什么？改變煤炭單一結構，優勢資源再造是資源枯竭型城市發展接續替代產業的關鍵。

三、遼寧海陸一體化模式選擇

1.遼東灣與傳統礦區資源互補性分析。遼東灣與傳統礦區在資源、技術領域存在較強互補。渤海污染嚴重，水體交換差，轉向內陸處理是措施之一。海洋開發大背景下，傳統礦區以近海有利條件，具向海洋要資源的區位優勢。許多沉陷地、廢棄采礦場亟待改造，生態治理需水量大，海水經淡化處理可提供長期、穩定支撐。

2.遼東灣海岸帶陸向延伸特殊功能區——內陸海洋。海岸帶是陸地、海洋、大氣交接處，是物質、能量交換密集區域和環境生態脆弱地帶，是研究地球系統可持續發展的切入點[3]。遼東灣污染嚴重，即便是達標排放，水體質量改善微弱。對污染提供泄放渠道，治疏結合，是治本措施，“疏”即由海岸帶轉向大陸內部處理。

撫順西露天煤礦、阜新海州露天煤礦經過半個多世紀的開采，留下深達數百米，出露面積數十平方公里的坑體。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）大規模海水淡化為礦區生態恢復與沙漠治理提供水資源；（3）內陸湖無風浪、無潮汐，降低海洋高科技科學研究投資成本。

2009年國務院治理渤海失敗，原因是政通多門，檢測數據不真實，尤其是不采取“自凈化”得力措施。環境水利學的“自凈化”學說條件有兩個，一是流動水面與大氣交接面相互混摻提高復氧環境，利于水生物生長和有機污染物降解；二是水的靜態（亞靜態）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（靜態或亞靜態）、面積，露天礦坑條件優越。

根據國際地圈—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位，中國將海洋功能區劃分為開發利用區、整治利用區、海洋保護區、特殊功能區和保留區五大類。由廢棄露天礦與海水形成的內陸海洋環境，可用于治理海洋污染，同時發展海洋經濟，是海岸帶陸向延伸的特殊功能區域。

韓立民、盧寧（2007）認為，沿海地區的發展和海洋經濟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，要素和產品在沿海與內陸之間流動，逐步實現經濟技術的梯度轉移。渤海污染嚴重，制約遼寧海陸一體化進程。內陸海洋模式基于海洋污染治理，是海洋經濟由沿海向內陸擴散、由低級向高級演進的中間階段或試驗階段，將促進海洋科學創新。

考慮環境風險、生態影響，內陸海洋應滿足以下基本條件：揚程低，能利用潮汐能、海上風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。應用測量、3S技術，綜合考慮地理、生態、氣候因素，科學優化選擇引水、回水路線（見圖2）。

3.經濟效益和社會效益。（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，是用經過復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，恢復傳統礦區生態。能源法海水淡化，與礦區發電廠、煤化工等企業結合，走綜合利用之路是降低海水淡化成本的有效途徑。建設一定規模的鹽廠，同時發展海洋化工，提取鈉金屬和氯氣，還可生產石膏、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，冬季適合發展大規模機械化海冰淡化。與在遼東灣進行海冰淡化比較，內陸海湖無風浪，優勢明顯。遼寧地區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，一年可以生產淡水5億立方米。阜新與撫順可成為海水淡化生產基地。海冰淡化水可以廣泛應用于工業、農業等眾多領域。渤海海冰融水pH值在6.89～6.73之間，適合灌溉，可用于改造傳統礦區廢棄土地為宜農、宜林的良田。阜新彰武地處內蒙科爾沁沙漠邊緣，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，大幅度推進綠地。（3）推動海洋新興產業、未來產業的研發。在實體海洋進行科學研究，存在氣候、環境多因素障礙，投資大、風險高。亞靜態“內陸海洋”不受海浪、潮汐、臺風等惡劣氣候影響，適宜海洋某些領域科學研究與試驗。潮汐能、海上風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。內陸湖可實現世界最大規模海水源熱泵，滿足城市冬季供暖，甚至可實現對整個城市集中空調。目前國內外海水源熱泵以及制冷規模受限制的主要原因是，前端水源距海岸遠和要求一定海水深度，導致一次性投資及運行費用高。內陸海湖將帶動傳統礦區旅游業進入國際行列，打造世界級工業遺產旅游品牌，促進地區文化進步。

4.海水污染防范是可行性關鍵。露天礦經歷半個多世紀開采，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，降低調水成本。灌水前，預置污染處理設備。

四、戰略意義

1.對中國多礦區改造具有十分重要的現實意義。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。在資源枯竭地區發展“藍色經濟”，為傳統礦區提供更豐富、更持久的自然資源，推動資源型城市經濟轉型。

2.創新海洋經濟。內陸海洋與實體海洋相比較，等面積效益會有數十倍甚至百倍的懸殊差異。發展沿海內陸海洋經濟，具有穩定、持久、效益規模性。中國地域廣大，海岸線漫長，將遼寧經驗向中國1.8萬海岸線延伸和推廣，會給國家帶來經濟颶風。

3.海洋農業——前瞻性國家戰略。地球生物資源80%在海洋，在不破壞生態環境的前提下，海洋產品可滿足300億人生存。海水農業是第三次農業革命，但需要超過數十年的時間。沿著內陸海洋農業模式向實體海洋所延伸，可使海洋農業的科學思想在不到十年時間內在中國初見成效。

4.開拓多領域科技創新。可為國家多領域提供具有自主知識產權的研發動力。諸如海洋污染“自凈化”；機械化大規模冰析法海水淡化；熱泵技術用于城市供暖和其他能源；內陸海洋農業；海冰治理沙漠等。

5.開辟特色的裝備制造業自主創新路徑。總結礦區涉海水利工程的系統經驗和數據，以規范性和標準化集成和發展國內外裝備制造業成果，提高遼寧裝備制造業國際地位。

五、小結

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。傳統礦區生態恢復與沙漠治理，立足于大規模海水淡化，海水污染是可行性的關鍵。

科技創新是資源環境約束下地球系統可持續發展的重要驅動力，自然科學多領域交叉與融合是實現科技創新的保證。積極地開發海洋資源，統籌海洋和內陸的協調發展。建立海洋科學技術創新體系，加快海洋高新技術的產業化，使中國在該領域走在世界前列。

參考文獻：

[1] 鄭貴斌.海洋經濟集成戰略[M].北京:人民出版社，2008:5.

[2] 全國礦區植被保護與生態恢復情況調研報告[EB/OL].http://pyhee.jxufe.cn/pyhee/news_view.asp?newsid=760.

[3] 楊萌凱.地球系統科學現行研究的最佳切入點——試論海岸帶研究框架的創立[J].地理科學進展，1998，(1).

[4] 王蜀南.環境水利學[M].北京:中國水利水電出版社，1996.

Liaoning Offshore Area Abolished Open Mining Pits and Marine Economy Innovation

CONG Li

（Fuxin Statistical Bureau，Fuxin 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

[責任編輯 吳明宇]