淺談采煤沉陷區濕地生態修復

王 輝

煤炭是我國第一大能源，占我國能源生產和消費總量的70%以上。隨著煤炭資源的大力開采與有效利用，我國的社會經濟取得了突飛猛進的發展，人民的生活水平也得到明顯提高。但隨著煤炭資源的持續開采，由此造成的地質災害也隨著而來——地面沉陷，、資源破壞、生態惡化。因此，促進煤炭、社會、生態的和諧發展，做好采煤沉陷區的修復與生態保護工作，對促進區域社會經濟穩定、推動沉陷區資源再生利用和“山水生態園林”城市建設有著重要意義。

一、采煤沉陷區生態環境影響

（一）地表沉陷對土地生態環境的影響

首先，破壞了土地的完整性和原有的耕作條件，土地出現不同寬度、落差和密度的地表裂縫，加劇了土壤侵蝕；其次，地表原有的地形、地貌與植被等自然景觀受到破壞，使區域環境受到一定影響。

（二）地表沉陷對水生態環境的影響

地表沉陷裂縫在某種程度上改變了地面大氣降水的徑流和匯水條件，部分地表水通過沉陷裂縫滲入地下，地表水系流量減小，甚至干涸；其次是溝通煤層上覆各含水層，導致地下水位下降和地表井、泉干涸。另外，地表水滲透過程中有可能將地表有害物質入滲帶入地下水循環系統進而污染地下水源。

（三）地表沉陷對陸地生態系統的影響

地表沉陷將造成礦區地表植被不同程度的破壞，植物的數量、相對密度、覆蓋率大大降低，植物群落結構的穩定性失調，空間結構完整性被不同程度地破壞，同時生物多樣性趨于單一，陸地生態系統變得非常脆弱，服務價值趨于下降。

二、沉陷區濕地生態修復的作用與意義

（一）生物棲息地

濕地是鳥類、魚類和兩棲動物的繁殖、棲息、遷徒、越冬的場所，聚集了水生動植物群落，對保護生物多樣性有明顯作用。

（二）水源調蓄池

濕地可蓄積部分徑流，常常可作為生活用水、工業用水和農業用水的水源。濕地可為地下蓄水層補充水源，從濕地到蓄水層的水可以成為地下水系統的一部分。

（三）自然滯洪區

濕地也是滯洪場所，可在暴雨和河流漲水期滯留一定洪水，起到削減洪峰、滯納洪量的作用。

（四）凈化污染物

濕地植被具有截留、轉化、凈化水體中污染物作用，處于水陸交錯帶的湖濱濕地和河濱濕地被視為湖泊與河流生態環境的天然屏障。

（五）改善小氣候

濕地水分通過蒸發成為水蒸氣，增加周邊濕度、均化周邊氣溫，有利于改善局部地區小氣候。

（六）作為旅游休閑地

濕地具有獨特的景觀有自然觀光、旅游、娛樂等美學方面的功能，蘊涵著豐富秀麗的自然風光，成為人們觀光旅游的好地方。

采煤沉陷區濕地效應說明推動采煤沉陷區的生態治理工作，有助于能源資源型城市轉型，有助于展現現代能源城市的生態魅力?？沙浞滞诰虿擅撼料輩^水資源的潛能，構建生態濕地，為“山水生態園林”城市的建設提供生態元素，彰顯“山水生態園林”城市的“水景觀、水生態、水文化”。

三、宿州市采煤沉陷區基本情況及功能定位規劃

（一）沉陷區基本情況

宿州市境內的煤炭開采已經近40年的歷史，先后建有大小礦井20多對，主要隸屬淮北礦業集團和皖北煤電集團。宿州市的大小煤炭沉陷區星羅棋布，集中分布于淮蕭礦區和宿縣礦區，每年因采煤沉陷土地約為4.4km2。截至2009年，宿州市礦區總地表沉陷面積達到58.47km2，目前地表積水面積10.59km2，地表積水面積占地表沉陷面積的約1/5，其中以朱仙莊煤礦、蘆嶺煤礦地面沉陷最為嚴重。結合宿州市沉陷區治理規劃，本文以朱仙莊、蘆嶺煤礦沉陷區為例，淺談沉陷區濕地生態修復方案。

朱仙莊、蘆嶺煤礦均隸屬于淮北礦業集團，礦區位于宿州市東南15～30km，年設計產能分別為 180萬 t·a-1、200萬 t·a-1， 建礦時間分別為 1983年、1969年。朱、蘆兩礦以開采久、沉陷廣、塌陷深而聞名。根據實地勘測，2009年上述兩礦沉陷面積達到2088.8hm2、沉陷體積達到4460.2萬m3。根據兩礦沉陷預測，在今后約20年時間內將逐步達到沉陷穩定狀態，各規劃年沉陷量預測見表1。

（二）沉陷區濕地建設功能定位

表1 礦區采煤沉陷量統計與預測

根據朱仙莊、蘆嶺沉陷區的沉陷規模、沉陷形態、區域水資源狀況、周邊產業需求及與附近中心集鎮的距離等因素，最終確定朱仙莊、蘆嶺煤礦沉陷區治理主要包括以下三種功能：

1.養殖型構造濕地

由于采煤沉陷區在自然塌陷的過程中往往是多個獨立的片狀沉陷，對于其中一些面積較小孤立型深度沉陷地，特別是沒有穩沉的區域，可以直接修復為養殖型構造濕地，引種一些沉水植物，維持生態系統穩定性。

2.景觀型構造濕地

由于朱仙莊、蘆嶺沉陷區距離宿州市區較近，在濕地治理過程中考慮遠期作為宿州市城市后花園，因此規劃構建景觀型濕地公園。將沉陷形成的狼藉地貌改造為景觀優美的小型河流湖泊，在這些小型河流湖泊周邊引種栽培觀賞植物，特別注意引種一些濕生植物，如鳶尾、菖蒲、香蒲、水竹等。景觀型濕地主要考慮在岸邊帶引種栽培具有觀賞價值的濕地植物，營造親水環境。

3.凈化型構造濕地

由于在濕地建設過程中考慮沉陷區的水系溝通，在濕地進水口附近可結合礦區的地形地貌，有針對性地構造一些凈化型濕地，以進一步凈化處理進水水質。

四、沉陷區濕地生態建設

（一）水系溝通

采煤沉陷區自然狀態下相對封閉，濕地系統來水主要靠淺層地下水補給和沉陷區周邊小區域內降水匯流，由于沉陷體內水體流動性差且周邊農田退水的長期匯入，水體較容易形成富營養化，因此自然狀態下的沉陷區最終都難逃廢水一潭的命運。天然狀態下的沉陷區積水不僅影響到區域生態環境，而且會進一步影響到地下水水質，因此沉陷區的濕地生態治理首先考慮水體流通將死水變活。根據宿州市規劃，朱、蘆沉陷區將作為城市蓄水水源地建設，根據沉陷區周邊水系條件，通過沉陷區間挖深墊淺、內部溝通、建設進退水閘等蓄水預備工程后將上述兩處沉陷區與沱河相通，實現了水體的補給、排泄和流通，沉陷區分布及水系溝通見圖1。

（二）濕地植物梯度分布

濕地植物是濕地中重要的組成部分，在自然濕地中不同濕地植物構成植物群落，為水生生物創造良好生境，與周圍環境進行物質能量的交換，截留水體中的營養物質，有效凈化水質，平衡濕地營養物質，在濕地生態平衡和生物多樣性保持中發揮重要作用，已有大量研究證明濕地植物具有凈化水質的作用。

植物在人工濕地凈化污水的過程中起著重要作用，可分為直接凈化作用和間接凈化作用。直接凈化作用是指植物通過吸收、吸附和富集等作用直接去除污水中污染物；間接凈化作用是指植物能為濕地系統其他去除污水中污染物的過程提供有利環境。

在濕地規劃過程中，根據水深、水系的特點差異和植物群落的適應性，因地制宜營造不同的植物景觀。植物的組分具有明顯的空間梯度分布，水面梯度分布按照沉水植物帶、浮水植物帶、挺水植物帶進行布局，陸地植物帶按照上層樹種、中層樹種和地被植物進行空間布局。

隨著開采過程不斷深入，沉陷區面積將有所增加，不同地區的沉陷深度也會有所不同，根據調查，現狀朱仙蘆嶺沉陷區的中心地區的沉陷深度超過10m，按照其沉陷深度的不同，將沉陷區分成深水區、消落區、淺灘濕地去和濱水陸域區這個四個部分，圖2為朱仙莊和蘆嶺濕地形態分布示意圖。

朱仙蘆嶺沉陷區離市區較近，考慮宿州市缺乏公共休閑場所，故將其規劃定位大眾娛樂濕地。這樣該沉陷區具有雙重功能：一方面作為城市工業用水的調蓄水源，擔負著宿州市城市工業供水的任務，要考慮到城市水資源利用的水位調蓄；另一方面考慮到宿州市缺乏公共休閑場所，可將打造為城市生態公園，成為人們生活休閑的場所，提高居民的生活質量。這需要提供足夠大的水面，同時還要確保濕地水生植物的正常生長所需的生態蓄水量。

根據城市生態水景規劃，結合上述幾個方面的因素，針對不同沉陷深度的區域分別進行生態景觀規劃，其中消落區主要是針對調蓄水位而言的，消落區域一般不考慮植物的生長；濕地淺灘區一般不得超過1.5m水深，以確保人們嬉水安全和水生植物生長，淺灘區縱深要保證在150～200m左右，為人們游、嬉水提供可靠的安全保障，形成“淺灘迎深潭，碧水繞綠洲”的自然景象，為“山水生態園林”城市的建設提供良好水資源條件，局部地段可結合實際進行適當調整。朱仙蘆嶺沉陷區濕地水生植物的梯度分布可按“挺水植物→浮水植物→沉水植物”進行栽種，圖3為朱仙莊、蘆嶺煤礦濕地植物分布示意圖。淺灘上可栽種一些蘆葦、香蒲、睡蓮、荷花等水生植物，稍深些地方可適當種植些沉水植物，如菹草、苦草、茨藻、金魚藻、狐尾藻等，不僅可以改善中湖的水質，促進生態系統的健康發展，調節區域的氣候環境，同時可以在很大程度上提升濕地的水景觀