采煤塌陷區治理與生態融合分區分析

王興達 向恭梁

（山東科技大學能源與礦業工程學院，山東 青島 266590）

濟寧是我國重點建設規劃的煤炭基地之一。截至2015 年底，濟寧境內已探明的煤炭儲備量為150億噸，占山東省已探明儲量的50%以上。濟寧采煤塌陷區呈現出范圍廣、積水深、積水嚴重的顯著區域特點，傳統塌陷地的治理模式修整法、疏排法和挖深墊淺法等對濟寧煤田大范圍的塌陷地治理適用性不強。為此，筆者根據濟寧煤田開采引起的損害影響，提出了塌陷地的分區治理模式，為濟寧乃至我國采煤塌陷地的有效治理提供了借鑒作用。

1 濟寧煤田開采引起的損害影響

1.1 對地形地貌的影響

濟寧煤田地處我國東部平原地區，受高潛水位影響，地表塌陷后形成大面積的積水，大量土地被淹，地表原結構受損。受地面塌陷的影響，塌陷區及其周邊出現坡地和裂縫（圖1），導致土壤松動、水土流失加快、微量元素含量下降[1]，地表植物因根系無法固定，吸取不到水和養料，干枯萎蔫甚至死亡，小范圍生態環境和生物多樣性受損。截至2018 年底，濟寧全市采煤塌陷地為490.73 km2，其中，常年積水區約占28%、季節性積水區約占9%，嚴重破壞了區域性的地形地貌完整結構，造成與周圍地理環境的不協調。濟寧采煤塌陷區面積變化情況預測如圖2 所示。

圖1 采煤塌陷區地形地貌演變圖

1.2 對農業生產活動的影響

地下煤炭大規模的開采，導致土地資源大面積塌陷，農業用地受影響最為嚴重[2-3]。沉陷后土壤的導水率增大，保水率降低，土壤中的養分也隨之流失，導致農田干旱、肥力下降，莊稼和農作物減產絕產，農民經濟收入減少，甚至出現大量人員失業的現象。據不完全統計，2018 年底濟寧市因采煤塌陷導致減產地83.87 km2，絕產地79 km2，嚴重制約了農業生產的發展。預計2020 年濟寧采煤塌陷損毀地類情況如圖3 所示。

圖2 濟寧市采煤塌陷區面積預測

圖3 2020 年濟寧市采煤塌陷損毀地類預測

1.3 對地面基礎設施的影響

采煤塌陷使地表的建筑（構）受損，房屋、墻體開裂甚至倒塌，路面高低不平，出現裂縫，公路、鐵路交通暢通受阻[4]；水利、電力等生活設施出現不同程度的破壞，給村民的正常生活帶來不便，不利于社會的和諧穩定。

1.4 對水資源與水平衡的影響

采煤塌陷導致的導水裂縫帶使原地表水、河流、水道水位下降，水資源逐漸枯竭，嚴重破壞了地下水的平衡。煤層開采破壞了地下水的過濾系統，有毒有害物質得不到凈化[5]。導水裂隙的存在，造成含水層串層污染，加之采煤廢水的隨意外排，水質進一步惡化，居民飲用水得不到安全保障，誘發人體多種疾病（圖4）。據統計，到2018 年底，濟寧受采煤塌陷地影響的河流長度約78.39 km，占山東省的河流長度比例為67.55%。

圖4 水資源與水平衡破壞表象

2 塌陷區治理與生態融合模式分析

根據濟寧煤田開采的地理位置、自然條件、塌陷特點及治理方式，以“集中連片，分區規劃，科學治理”為原則，綜合土地資源利用情況和城鎮區域建設規劃及相關政策，目前將全市塌陷區劃分為東部礦區生態景觀治理區、中部礦區城市功能開發治理區、西北部礦區農業綜合治理區和南部礦區濕地保護與特色產業治理區。不同分區包含的區域范圍見表1。

表1 不同治理分區的適用條件和范圍

2.1 治理模式

（1）東部礦區生態景觀治理區。該區域位于濟、兗、曲、鄒城市之間，煤炭已大規模開采，生產進入了萎縮期。離城市比較遠的大面積積水區，利用水庫漁業、人工濕地、生態景觀等治理模式，以濕地建設為核心，開發城市生態“綠肺”功能（圖5）。城鎮周圍的中度采煤塌陷區，采取土地重整、植物綠化等措施，開發城市生態服務功能，提升城市宜居度和舒適度。

圖5 人工濕地與生態景觀搭建治理

（2）中部礦區城市功能開發治理區。該礦區位于濟寧市主城區周邊，是濟寧市未來城市發展重要用地。依據濟寧構建生態型城市的規劃，城區周圍的輕度采煤塌陷區，可以通過土地平整之后成為新的城市發展空間，用于住宅小區、新型產業園等，如何崗煤礦、唐口煤礦東部、濟寧二號煤礦西部的塌陷區等。對于重度采煤塌陷區，通過圍湖造岸、挖深墊淺、生態治理等措施，重點建設城市濕地和水庫堤壩，發揮城市濕地功能，蓄水調洪，凈化水體。

（3）西北部礦區農業綜合治理區。該區域位于遠離城市的農業種植區，屬于農業生產和生態鄉村建設用地。對于較輕的非積水區域，采取土地復墾、復耕的方式，重點發展農畜產品生產和加工產業，如金鄉縣大蒜產業、梁山縣畜牧養殖產業等。積水區域發展漁業養殖和水禽養殖等生態農業，吸引游客來此休閑娛樂、觀光游玩。

（4）南部礦區濕地保護與特色產業治理區。該區域臨近微山湖，周圍水系發達。對于南四湖周邊的采煤塌陷區，依托豐富水資源發展高效的水培植物種植、漁業養殖和湖產加工等特色農副產品產業，同時依托南四湖旅游的優勢，開展生態旅游、農家樂等特色旅游業。對于部分積水區，發展光伏產業，最大程度地提高濕地和河流利用率。

2.2 治理效果分析

（1）生態效益方面。人工濕地和生態農業的構建，極大地提高了礦區地表植被的覆蓋率，增強了生態環境抵抗自然災害的能力，削弱了水土流失嚴重的現象，區域生態系統得到改善和調節，良好的生態環境還可用于科學研究、科普教育等。

（2）社會效益方面。土地修復措施的實施，提高了農業用地的質量和利用率，農業產出值增加，農民收入得到恢復，減輕了社會經濟負擔。科學治理與城鎮發展的融合，有利于提升城鎮發展空間，解決用地緊缺帶來的城市發展滯后問題。

（3）經濟效益方面。采煤塌陷區治理使原來貧瘠的土地恢復使用價值，適用于農作物的耕種。據測算，每恢復一平方米土地，農民收入將增加2.68 元。水庫養殖治理，不僅有效利用了重度積水區，也增加了農民收入，同時游客的觀光旅游又會帶動當地一部分農民收入。

圖6 漁業養殖與水生植物種植特色產業治理

3 存在問題及建議

3.1 存在的問題

（1）監管督查力度有待完善。在塌陷地治理施工過程中，存在監管不到位的現象，造成施工地點車輛排放尾氣和道路揚塵，空氣質量降低，同時施工產生的廢水、廢氣亂排，對環境造成了二次污染。由于監管督查不到位，采煤塌陷區治理項目不能及時實施，拖延治理期限，加大治理難度。

（2）缺乏專業技術的指導。目前濟寧采煤塌陷區總治理率為49.82%，歷史遺留地治理率63.10%，預見今后濟寧的塌陷地損毀程度會更加嚴重復雜，需要大量的專業技術人才支撐。濟寧目前塌陷地治理方面的人才較少，導致環境修復速率延緩，治理效果不明顯。

（3）治理資金落實困難。按照“誰損毀，誰修復”的原則，治理資金全部由礦山企業來承擔，缺乏治理基金和環境修復費用的監管體系，即使采煤塌陷地治理得到了專項資金支持，由于各種原因落實不到位，造成資金流失嚴重，利用不充分。

3.2 對策建議

（1）濟寧在礦山塌陷地治理過程中應加大監管督查力度，做好治理過程中的環境保護問題，健全監管體系，保證治理資金得到有效落實。

（2）加大科技創新力度，吸引科技人才，加強與高校、科研院所等溝通合作，制定獎勵資金機制，鼓勵科研人員積極參與到濟寧煤田塌陷地的治理過程中。

（3）強化政府主導和政策支持，統籌規劃，做好塌陷區的提前預測，完善法律法規。

（4）塌陷地治理需要多方力量的支持，人民群眾是堅實力量。在城鎮鄉村做好宣傳工作，引導大家參與進來，共同監督治理效果，進一步加快美麗濟寧的建設。

4 結論

（1）基于濟寧煤田開采現狀，分析了煤炭開采對地形地貌、農業生產活動、地面基礎設施和水資源與水平衡方面的影響。

（2）根據濟寧煤田開采的地理位置、自然條件、塌陷特點及治理方式，將全市塌陷區劃分為東部礦區生態景觀治理區、中部礦區城市功能開發治理區、西北部礦區農業綜合治理區和南部礦區濕地保護與特色產業治理區。

（3）針對濟寧煤田治理過程中存在的問題，提出了健全監管體系、加大監管督查力度、提高科技創新力度、強化政府主導和政策支持等措施，保障了采煤塌陷區的加速修復建設。