淺談礦區(qū)土地修復(fù)與生態(tài)恢復(fù)

姜野

摘 要：隨著我國(guó)對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重視程度不斷提升，越來(lái)越多的技術(shù)應(yīng)用到了土地與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域中。本文對(duì)礦區(qū)土地修復(fù)與生態(tài)恢復(fù)工作展開(kāi)了分析和探討，旨在進(jìn)一步提升我國(guó)礦區(qū)土地修復(fù)與生態(tài)恢復(fù)工作的成效，保護(hù)礦區(qū)生態(tài)。

關(guān)鍵詞：礦區(qū);土地修復(fù);生態(tài)恢復(fù)

1 ?礦區(qū)土地修復(fù)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)

（1）不斷探索開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)與損毀程度評(píng)價(jià)方法，模擬展示采煤沉陷狀況。基于開(kāi)采沉陷理論和環(huán)境系統(tǒng)工程理論，引入模糊綜合評(píng)判、灰色聚類分析等方法，借助3S技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)模擬和可視化展示地形沉陷變形情況。利用遙感數(shù)據(jù)、地面監(jiān)測(cè)調(diào)查、地下地質(zhì)采礦信息，開(kāi)發(fā)“三位一體”的西南山地區(qū)采煤塌陷現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)和受損評(píng)估技術(shù)。建立礦山損毀程度的模糊綜合評(píng)價(jià)法，利用可拓集理論，通過(guò)關(guān)聯(lián)函數(shù)，量化描述影響礦區(qū)土地?fù)p毀程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。也有研究采用單位產(chǎn)量損毀系數(shù)測(cè)算法、典型調(diào)查法和統(tǒng)計(jì)分析法等建立基于省級(jí)區(qū)域損毀土地測(cè)算的方法體系，明確了損毀土地基數(shù)。

2）塌陷地復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。針對(duì)淺、中、深度塌陷地，分別采取分層剝離、交錯(cuò)回填及削高填凹、挖深填淺、挖池筑堤等措施，這在徐州潘安礦和山東棗莊礦區(qū)得到了應(yīng)用。從動(dòng)態(tài)演變規(guī)律出發(fā)，提出了基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的生態(tài)修復(fù)模式。大面積沉陷積水區(qū)可根據(jù)自身和區(qū)位特征等恢復(fù)成濕地公園、水產(chǎn)養(yǎng)殖、水庫(kù)、污水處理濕地等類型，河北唐山市南湖、安徽淮北市南湖、淮南市十澗湖和河南平頂山市白鷺洲等成功復(fù)墾為城市濕地公園。

3）邊采邊復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)成為研究的新方向。一些學(xué)者先后提出“梯次復(fù)墾”、“動(dòng)態(tài)復(fù)墾”、“超前復(fù)墾”、“預(yù)復(fù)墾”等概念和方法，并得到了實(shí)踐，被國(guó)際命名為“CMR-UM”技術(shù)。通過(guò)耦合地下開(kāi)采與地面復(fù)墾措施，分析了復(fù)墾時(shí)機(jī)的影響因素和優(yōu)選技術(shù)，總結(jié)了“順序開(kāi)采—滾動(dòng)式土地平整—農(nóng)田水利設(shè)施修復(fù)”、“先跳采再全采—地表平整—階段集中突擊式復(fù)墾”、“中間優(yōu)先—外擴(kuò)式開(kāi)采—地表疏排”3種邊采邊復(fù)模式。但今后仍需加強(qiáng)采復(fù)一體化、開(kāi)采對(duì)土地及建筑損毀規(guī)律的研究，進(jìn)一步確定邊釆邊復(fù)時(shí)機(jī)選擇模型中地面水工建筑的損毀標(biāo)準(zhǔn)。

（2）矸石山治理規(guī)劃設(shè)計(jì)更加可行。在煤矸石中混入30%～70%的土壤，采取階梯平臺(tái)式堆放矸石。在堆放場(chǎng)后緣設(shè)置水溝，前緣修建擋矸墻，周圍營(yíng)造3～5m（寬）的防護(hù)林對(duì)矸石山整形，防止水土流失。采取噴灑石灰混合物中和煤矸石的強(qiáng)酸性防止煤矸石自燃。通過(guò)土壤覆蓋設(shè)計(jì)、綠化設(shè)計(jì)和植物養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行生態(tài)修復(fù)治理。

2 礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)存在問(wèn)題

西方發(fā)達(dá)國(guó)家已建立較為完善的礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)理論與方法體系：①采用GIS技術(shù)進(jìn)行輔助;②多目標(biāo)決策礦區(qū)土地用途及設(shè)計(jì)方案;③注重復(fù)墾景觀;④仿自然地貌生態(tài)修復(fù)法和露天礦邊采邊復(fù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法研究較為突出。我國(guó)逐步形成專項(xiàng)復(fù)墾規(guī)劃、礦山復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)體系：①在3S技術(shù)、虛擬技術(shù)等支持下的土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)緊隨國(guó)際潮流。復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)方案采用3S技術(shù)輔助開(kāi)展和編制，并通過(guò)虛擬技術(shù)或決策模型等進(jìn)行多維模擬;②井工礦預(yù)復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)理論與方法領(lǐng)先國(guó)際。在采煤沉陷地動(dòng)態(tài)預(yù)復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)中，突破了復(fù)墾時(shí)機(jī)、復(fù)墾標(biāo)高、表土剝離、復(fù)墾結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，完成了東部礦區(qū)多煤層開(kāi)采下的邊采邊復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)。但與西方發(fā)達(dá)國(guó)家比較，仍然存在明顯差距。

（1）土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)，未能有機(jī)結(jié)合采礦規(guī)劃，屬于配套的、約束力較弱的規(guī)劃設(shè)計(jì)，不僅浪費(fèi)了人力物力，而且損毀土地的原位修復(fù)及減損效果一般。我國(guó)土地修復(fù)方案、礦山復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)等由相關(guān)單位單獨(dú)編制完成，僅是采礦活動(dòng)的一個(gè)環(huán)節(jié)。復(fù)墾前期工作（如露天礦排土、井工礦排矸等）未能夠與采礦工藝有機(jī)結(jié)合，壓占了土地，提高了復(fù)墾成本。

（2）土地修復(fù)目標(biāo)差異，以恢復(fù)農(nóng)田為主，限制了規(guī)劃設(shè)計(jì)理論與方法的全面發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)復(fù)墾重點(diǎn)區(qū)域集中于東部礦糧復(fù)合區(qū)，以復(fù)墾農(nóng)田的土地平整工程、灌排工程、道路工程、防護(hù)工程等規(guī)劃設(shè)計(jì)為主，包括以土壤重構(gòu)理論為依據(jù)的充填土層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以挖深墊淺理論為依據(jù)的基塘結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)等。其他復(fù)墾農(nóng)用地則以復(fù)綠規(guī)劃設(shè)計(jì)為主。礦山公園、郊野公園、創(chuàng)意文化產(chǎn)業(yè)模式等方面的復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)研究成果仍較少，未能夠形成獨(dú)特的理論與方法。

（3 ）采前環(huán)境本底調(diào)查薄弱，土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)方向偏離了復(fù)原修復(fù)及區(qū)域融合。我國(guó)尚需從受損礦山原生態(tài)環(huán)境入手，加強(qiáng)對(duì)野生動(dòng)植物的保護(hù)。按照原生態(tài)位規(guī)劃設(shè)計(jì)景觀結(jié)構(gòu)、生態(tài)功能，結(jié)合仿自然地貌生態(tài)修復(fù)技術(shù)，建立與區(qū)域融合的人工生態(tài)系統(tǒng)。

3 礦區(qū)土地生態(tài)恢復(fù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著礦區(qū)土地修復(fù)與生態(tài)修復(fù)的不斷實(shí)踐，以及國(guó)際交流、多學(xué)科融合，在物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)、測(cè)繪與信息技術(shù)等的支撐下，我國(guó)礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)的理論與技術(shù)呈現(xiàn)出從單目標(biāo)規(guī)劃向多目標(biāo)規(guī)劃，從單階段規(guī)劃向全生命周期規(guī)劃，從人工編制規(guī)劃向智能輔助編制規(guī)劃，從二維平面規(guī)劃向多維虛擬規(guī)劃等轉(zhuǎn)變的發(fā)展趨勢(shì)，滿足了綠色循環(huán)低碳發(fā)展的要求，促進(jìn)了礦區(qū)持續(xù)發(fā)展。未來(lái)研究趨勢(shì)如下。

（1）礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法更趨智能化，促進(jìn)復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)的建立。在繼承傳統(tǒng)方法外，更加注重提升信息收集、分析與決策建模、規(guī)劃設(shè)計(jì)模擬與制圖、傳播等技術(shù)，不斷拓展應(yīng)用系統(tǒng)方法、多學(xué)科交叉融貫研究的方法、公眾參與的方法、技術(shù)與手段創(chuàng)新的方法等，逐步實(shí)現(xiàn)智能化決策。

（2）土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)更注重協(xié)調(diào)性、差異性和生物多樣性保護(hù)。在不同空間尺度上加強(qiáng)一致性的同時(shí)，更加注重差異性，體現(xiàn)出區(qū)域的協(xié)調(diào)性與地方的多樣性;按照適宜性評(píng)價(jià)、持續(xù)性評(píng)價(jià)結(jié)果及制度安排，協(xié)調(diào)復(fù)墾方向（用途）的同時(shí)，加強(qiáng)利益相關(guān)者權(quán)益協(xié)調(diào)和維護(hù);更注重生物多樣性保護(hù)約束下的低碳型工程設(shè)計(jì)，工程空間布局的適用性，并創(chuàng)新規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法。

（3）未來(lái)我國(guó)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)與采礦規(guī)劃設(shè)計(jì)日趨融合，從根本上實(shí)現(xiàn)采復(fù)一體化。這將推進(jìn)動(dòng)態(tài)預(yù)復(fù)墾，降低土地受損程度和復(fù)墾成本，維護(hù)原生態(tài)水土資源質(zhì)量及生態(tài)安全。

（4）逐步建立“復(fù)墾云規(guī)劃平臺(tái)”，完成土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)虛擬方案。多源礦山信息與大數(shù)據(jù)的不斷豐富與挖掘技術(shù)日益成熟，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下的云計(jì)算，將使“土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)”的思維方式與工作模式發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。利用“土地修復(fù)云”有機(jī)結(jié)合礦山全生命周期，建立“云規(guī)劃設(shè)計(jì)”平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成、專業(yè)協(xié)同、相關(guān)利益者協(xié)作等融合的規(guī)劃設(shè)計(jì)模式。從IT（Internet Technology）到DT（Data Technology），運(yùn)用SoLoMo技術(shù)（Social—社會(huì)性，Local—本地性，Mobile—移動(dòng)性）來(lái)協(xié)助規(guī)劃設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)土地修復(fù)過(guò)程中的問(wèn)題，完成土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)及虛擬方案。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，我國(guó)礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)學(xué)科已具雛形，未來(lái)將與土地利用工程、礦業(yè)工程、信息科學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃等學(xué)科進(jìn)一步相互交融，為生態(tài)文明建設(shè)提供更先進(jìn)的技術(shù)支撐。

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