采煤塌陷水域（共7篇）
采煤塌陷水域 篇1
淮南是我国重要的煤炭基地之一, 巨大的煤炭产量也造成了大面积塌陷区的形成, 加之淮南地下水水位高, 属于高潜水位区, 形成了大面积的采煤塌陷区水域。随着煤矿的开采, 塌陷范围逐年增长, 据有关文献[1,2,3,4,5]研究表明:2020 年淮南沉陷区面积将进一步扩展至300km2以上, 淮南矿区到服务年限结束时, 耕地面积将比目前减少46.75%, 水面增加173.14%。如此大的塌陷水域蕴含了大量的水资源, 对于矿业缺水城市来说, 对其水环境及利用现状进行调查, 具有重要的参考意义。
1 淮南采煤塌陷水域的现状
1.1 淮南煤矿区的基本概况
淮南地处安徽省中北部, 煤炭资源丰富, 已有100 多年的开采历史。老矿区采煤强度减弱, 范围扩大速度变缓, 趋于稳定;新矿区开采强度大, 塌陷范围不断扩大。
张集矿位于淮南市凤台县境内, 张集矿井田位于潘谢矿区的西部, 地处陈桥背斜的东南倾伏端。井田东西走向长约12公里, 南北倾斜宽约9 公里, 面积约71 平方公里, 主采煤层5层, 截至2009 年底, 井田内主要可采煤层 (13~1、11~2、8、6、1 煤层) , 可采储量为7.16 亿吨。矿井由“一矿三区”组成, 包括中央区、北区和风井区, 开采方式为前进式。中央区技改升级后, 综合生产能力核定为700 万吨/年。北区为张集矿二期工程, 系统生成能力600 万吨/年。现整个矿井生产能力达到1200 万吨/年, 顾桥矿位于淮南潘谢矿区中西部, 设计生产能力500 万吨, 2009 年核定生产能力为1000 万吨/年, 实际生产能力2009 年煤炭产量已达1216 万吨。顾北矿于2008 年6 月投产, 设计能力300 万吨/年, 主要系统预留600 万吨/年生产能力[6,7,8,9,10]。
丁集矿于2007 年11 月投产, 井田面积100.534 平方公里, 可采煤层9 层, 平均可采厚度20.77 米, 矿井设计生产能力500万吨/年, 服务期限74 年。
1.2 污染源现状
经过资料搜集和现场踏勘, 张集矿、顾桥矿、顾北矿、丁集矿的污染源状况如下:1) 生活污染源为塌陷区周边的主要污染源, 虽然塌陷区周边人口比较分散, 但是农村生活污染源没有进行集中处理, 基本上排入塌陷区。2) 塌陷区周边除了煤矿以外, 基本上无大型的工业企业, 煤矿企业的职工生活废水被集中进行污水工艺处理后排放, 目前国家要求矿井水回收率必须达到80%以上。3) 采煤塌陷区周边基本上被农田包围, 农业生产施用化肥、农药而产生的农业面污染也是污染源之一。
淮南采煤塌陷水域的水质主要为《地表水环境质量标准》GB3838-2002) Ⅲ或Ⅳ类水, 水质状况随季节而变化, 与诸多因素有关:气温、降雨量、周围人类的活动等, 但水质总体状况良好, 对于Ⅲ类水区域可以进行渔业养殖的活动, 而Ⅳ类水区域可作为一般工业用水, 或者作为农业灌溉和景观用水[11]。
2 淮南采煤塌陷水域的综合利用
2.1 目前非官方的塌陷水域利用
根据现场调查, 大部分塌陷水域被农民用来进行渔业零散养殖, 有的投饵, 有的不投饵, 同时作为周围农田的灌溉水源。
2.2 政府对塌陷水域的综合治理与利用
针对不同类型的塌陷区采取不同的治理措施, 坚持“宜城则城, 宜乡则乡, 宜地则地, 宜水则水”的宗旨, 主要的综合治理与利用措施有:对常年深积水区域, 采取水产养殖模式;对季节性潜水沉陷区, 采取种植和养殖相结合模式;煤矸石充填覆土造林;煤矸石充填作为建设用地;采取保护生态环境和矿山遗迹的治理模式;调蓄区进行水资源开发利用的模式。
3 结束语
采煤塌陷水域周边污染源主要来周边居民生活、农田面源污染, 采煤塌陷区水资源利用缺乏管理, 需要从政府、个人、企业三方面出发, 制定综合、高效的保护和利用措施。
参考文献
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采煤塌陷水域 篇2
国土资源局局长 李彦秋
（2010年5月20日市十四届人大常委会第36次主任会议）
主任会议：
按照会议要求，现将采煤塌陷区综合整治情况汇报如下：
一、采煤塌陷区基本情况
我市是国家重要的能源城市，目前已累计生产原煤近7亿吨，在为国家经济发展做出突出贡献的同时，也形成了众多的采煤塌陷区。据初步统计，我市因采煤已累计塌陷土地约25万亩。而且随着新矿井的建设和煤炭开采强度的不断加大，塌陷地还将呈逐年增加的趋势，预计到2020年全市还将新增塌陷地22.78万亩。目前全市累计治理利用塌陷地10万亩，总治理利用面积占全市塌陷土地面积的42%左右。截至2008年底，全市已搬迁压煤村庄163个，安置居民14万余人，2009年省政府将我市44个村庄列入采煤塌陷区村庄搬迁应急工程项目，考虑到我市采煤塌陷区村庄搬迁绝大部分位于城镇规划区以外、交通不便，基础设施投入需求普遍较大，所在镇村经济比较贫困，基础设施资金投入全部由采煤企业承担，造成资金来源单一，基础设施建设投入严重不足。因此，我市积极争取省级政策支持，2009共申请村庄搬迁应急工程“以奖代补”资金2664.8万元，有效地缓解了我市塌陷区村庄搬迁资金不足问题，积极推进了村庄搬迁进度。目前33个村庄主体工程已建设完成，近万名群众喜迁新居。2010年我市又将54个村庄上报省政府，列入应急工程项目，涉及7209户29530人。
二、采煤塌陷区村庄搬迁情况
作为全国最早开展采煤塌陷区综合治理的城市之一，自上世纪80年代末开始实施采煤塌陷区综合整治工作以来，我市十分重视塌陷区村庄搬迁工作，采取了一系列措施，取得了显著的成效。
（一）高度重视，建立机制。
为切实加强塌陷区组织领导，市政府成立了由分管市长任组长、相关部门为成员的塌陷区综合治理工作领导小组，明确工作职责，强化指导协调。并将搬迁工作与治理任务纳入责任目标考核，通过建立奖惩体系，进一步推进塌陷区综合治理工作。各县（区）政府也分别成立了塌陷区综合治理工作领导小组，强化责任主体、狠抓目标落实，确保工作有序开展。
（二）与时俱进，政策配套。
为进一步促进村庄搬迁工作，妥善解决村庄搬迁补偿标准低的问题，2009年出台了《淮北市采矿塌陷村庄搬迁管理暂行办法》，提高了搬迁补偿标准，个人部分由原来的9000元提高到15000元，公益设施部分由原来的1350元提高到2550元，并增加了房屋拆除费200元/人，楼房补助费300元/m2。新的搬迁补偿标准比原补偿标准提高了50%，充分调动了被搬迁群众的积极性，促进了塌陷区村庄搬迁进度。
（三）积极探索，和谐安置。
经过多年的探索，我市将采煤塌陷区村庄搬迁安置点建设与城镇建设、新农村建设、工矿建设结合起来，总结探索了4种不同的搬迁模式：
一是城郊社区型。为加快推进城市转型，落实节约集约用地之国策，市政府从2005年开始对主城区附近塌陷的村庄，根据农民意愿，采取建设农民公寓的方式，按城市居民住宅小区标准建设农民新村，把农民纳入城市居民管理，并把失地农民纳入城市居民社保范畴。我市相山区搬迁光明、代庄等六个压煤村庄，新建仁和小区，安置点按照统一规划、统一建设、集中安置搬迁群众的原则。新村安置点位于主城区南部，占地面积395.75亩，共新建6层住宅楼108栋，搬迁安置群众4286 户，11926人。比按分配宅基地进行搬迁安置节约土地1200多亩，极大地提高了土地集约化程度和土地利用率，有效地促进了城市化的发展进程。
二是依镇建村型。即充分利用小城镇的基础设施资源和公共事业资源，把塌陷村庄向小城镇集中，实现失地农民城镇化管理，推进小城镇人口集聚和规模扩张，加快推进城乡一体化进程，并通过发展小城镇的工业园区、城镇三产，解决搬迁农民的就业问题。杜集区矿山集镇双桥、何庄、时庄等6个村庄，因采煤塌陷影响，需要搬迁安置。区政府因地制宜、结合新农村建设利用小城镇的基础设施资源，开展小村并大村，变货币化安置为统建模式，在城市东外环路西侧建成康园小区，小区内基础设施资源共享，方便了群众生产生活，深受搬迁群众的好评。
三是矿村结合型。即依托煤矿的基础设施，把塌陷村庄搬迁向矿区集中，充分利用矿区的道路、供水、供电等基础设施，以及矿区的医院、学校等社会资源，建设搬迁新村。濉溪县五沟镇北湖南村三个自然村，采矿企业按照“先搬迁、后开采”的原则，积极与当地政府协商，超前谋化，提前三年上报了村庄搬迁方案，按照“统筹规划、统一标准，尊重群众、方便生活，节约用地、避免重建”的原则，对三个村庄实施搬迁与整合。村庄先搬后采，不仅确保了塌陷区搬迁群众生命财产安全，而且实现了地矿和谐发展。
四是中心集聚型。即打破行政区划，依托中心村划定搬迁区域，小村并大村，强村带弱村，对塌陷村庄集中搬迁，合理有效配置资源，促使各类资源效益最大化。我市杜集区矿山集镇下柳园村地处城市规划区外，在地矿双方的共同努力下，按照“布局合理、设施配套、环境整洁、村居秀美”的要求，统一规划，统一建设，分步实施，该村194户、778名村民搬进新规划的22幢新居，住上宽敞明亮的二层楼房，最大限度地提高土地利用率，较好地改变了农村“脏、乱、差”环境。
由于我市将采煤塌陷区村庄搬迁与城镇建设、新农村建设、工矿建设相结合，探索出了城郊社区型、依镇建村型、矿村结合型、中心集聚型等四种搬迁模式，形成了地矿统筹、部门协作、上下联动三项机制，走出了一条采煤塌陷区村庄整体搬迁、和谐安置的新路子。2010年3月17日，全省采煤塌陷区综合治理工作会议暨村庄搬迁安置现场会在我市召开，市政府在大会作经验交流。
三、采煤塌陷地综合整治情况
（一）政策支持，严格奖惩。
为高效开发利用采煤塌陷区土地，市委市政府研究出台了《加强采煤塌陷土地高效开发利用的若干意见》，明确了目标任务、确定了基本原则，并在全省率先出台了《淮北市土地开发复垦整理暂行办法》、《淮北市土地开发复垦整理项目招投标办法》、《淮北市采矿塌陷地综合治理实施办法》等一系列政策规定。市政府严格目标奖惩考核，将整理复垦开发任务分解下达各县区，对完成目标任务的，在安排用地计划和土地整理复垦开发项目资金时给予倾斜；对未完成目标任务的，责令其限期整改，整改期间暂停受理其农用地转用报批。
（二）编制规划，统筹兼顾。
按照立足当前、兼顾长远、统一规划、分步实施的原则，我市编制完成《淮北市土地整理复垦开发规划》《淮北市压煤村庄搬迁用地规划》及《淮北市采煤塌陷区土地综合整治规划》，逐步变“采煤在先，规划在后”为“规划在先，采煤在后”，变“先塌陷，后搬迁”为“先搬迁，后塌陷”，超前谋划、通盘考量、制定搬迁和整治计划。通过规划的实施，以期达到改善矿区生态环境，拓展城镇建设用地空间，增加有效耕地面积的目标，推进全市城乡、地矿及新农村建设统筹发展。
（三）因地制宜，综合治理。
按照“立足科学、有效治本”的原则开展塌陷地综合治理工作。在长期的综合治理工作过程中，始终坚持以政府为主导，以建立示范区为龙头，以复田造地为重点，以恢复生态环境为目标，针对多层煤回采的深层塌陷区和单一煤层回采的浅层塌陷区的不同情况，分别建立了塌陷地复垦种植、塌陷地复垦基建、塌陷区深水面养殖利用等三大治理类型，逐步形成了具有淮北特色的六种复垦模式,有效治理利用采煤塌陷区土地10万余亩，取得了显著的经济效益、社会效益和生态效益。通过对采煤塌陷区的综合整治，基本做到了“沟路定向、田块成方、林带成网、能排能灌、种养配套、五业并举”。形成精养鱼塘约2万亩，新增耕地约6.44万亩，新增建设用地2.1万亩；建成了龙湖工业项目区、温哥华城、仁和小区、翡翠岛、时代广场、口子国际大酒店、中心公园及压煤村庄搬迁新村等；利用大水面塌陷区兴建湿地公园重建矿区生态环境系统，烈山南湖湿地公园、杜集东湖公园、濉溪乾隆湖公园已成为我市重要的风景旅游区。
（四）争取资金，项目带动。
积极争取国家专项资金，申报国家农业综合开发土地复垦项目、土地开发整理项目26个，获得资金约1.89亿元。其中获得20个国家农业综合开发土地复垦项目，总投资达到8770万元，治理面积3.8万亩；获得6个国投土地复垦项目，国家补助资金1.01亿元，治理面积2.4万亩；省投土地整理项目2个，总投资4543万元。为切实保障重点建设项目的耕地占补平衡，从2006年开始，积极整合耕地开垦费等市级财政专项资金，大力实施市级投资土地整理复垦项目18个，治理面积8541亩，新增耕地面积4938亩，总投资2180万元。通过土地综合整治的实施，推动了采煤塌陷土地的综合治理利用，提升了塌陷区的农业生产能力，有效地促进了农业增产和农民增收，并解决了一部分失地农民的生产生活问题。同时，以土地综合整治促生态矿区构建，成功申报国家矿山公园，获得16个国家矿山地质环境治理项目，国家补助资金5400万元，治理面积1.8万亩。
（五）城乡统筹，拓展空间。
我市是安徽省推进城乡一体化综合配套改革试点城市，为积极推进城乡一体化建设，我市充分利用采煤塌陷村庄搬迁剩余的集体建设用地，经综合整治后保障城乡一体化发展用地。同时，市政府根据《安徽省建设用地置换办法》，配套出台了《淮北市建设用地置换办法（试行）》（市政府令第44号），全面推进建设用地置换和城乡建设用地增减挂钩工作，以持续拓展城市建设用地空间，有效解决了我市建设用地指标紧张问题。
四、存在的主要问题
（一）采煤塌陷区土地复垦投入机制需要进一步完善，各项配套政策需要进一步健全。
采煤塌陷区土地复垦需要大量资金作为支撑，特别是对历史遗留的塌陷地治理，需要的资金支持量更大。传统的治理投入主要以国家和地方政府投入为主，尚未建立起符合市场经济规律的投入机制。产生这种情况的主要原因：一是计划经济时期历史遗留问题较多，地方政府尤其是经济欠发达地区政府财力不足，难以有效治理；二是政策法规不完善，群众利益无保障，采矿企业治理塌陷区缺乏积极性。主要是企业投资不受益，征收无权益，农民失地无保障，就业无门路；三是塌陷区经营使用的模式还不够灵活，市场权利未能很好的释放出来。目前，我市有较大开发潜力的塌陷区因投入机制不活，资金不足，处于较低利用的水平。
（二）城市规划区内塌陷地复垦潜力小，规划区外复垦后利用效益低，未治理区治理难度大。
与全国大多数煤矿城市的情况相同，我市已治理的塌陷区主要集中在城市规划区，而城市规划区外的塌陷地治理多为投入少、见效快的土地。当前除城市规划区内还有少量且未稳沉的塌陷土地外，规划区外仍有大量的塌陷区因治理难度大，资金投入比例高，属于恢复生态环境的塌陷区没有专项资金进行治理，从而也大大降低了塌陷区治理率和综合治理水平。
（三）村庄搬迁项目工程基础设施资金投入匮乏。
塌陷区村庄搬迁绝大部分位于城镇规划区以外、交通不便，基础设施投入需求普遍较大。目前，搬迁村庄资金筹措渠道主要来源于煤矿企业支付的搬迁迁建费，没有引入相应的市场机制，资金来源单一，资金量也相对匮乏，基础设施建设投入严重不足。
（四）因采煤塌陷造成我市耕地保护的压力逐步加大。
采煤塌陷区土地塌陷前绝大部分是耕地，其中，有近一半的塌陷土地无法恢复原状而形成坑塘水面。虽然我市对部分采煤塌陷地进行了复垦治理，并且复耕率相对较高，但是，总体来说，塌陷地综合治理复耕的比例依然不高。特别是塌陷地中有很大一部分是未完成占补平衡而征收的耕地，造成我市的耕地面积因采煤塌陷逐年下降，耕地保护的压力逐年加大。2008年、2009年我市因无法保证耕地保有量不减少，被省政府通报。
（五）采煤塌陷引发社会矛盾多，维护社会稳定压力大。
采煤塌陷造成大面积的土地塌陷，破坏了地表形态，导致土壤养分和有机物因耕地坡度增加而加速流失，肥力大幅下降，农业基础设施受损被毁，农业生产环境逐步恶化，大批农民失去了赖以生存的土地。塌陷区村庄搬迁过程中，因新村选址、搬迁费用补偿、人员安置、社会保障等问题引发不少矛盾。部分煤矿企业还因煤炭开采需求，提前进入压煤村庄地下进行开采，造成压煤村庄未搬先塌，群众房屋断裂、倾斜、倒塌现象时有发生，严重威胁当地群众的生命财产安全，地矿双方纠纷不断，增加了不稳定因素，影响了社会和谐发展。
五、下一步工作打算
（一）强化领导，健全机制。
结合新一轮机构改革，在市土地复垦领导小组的基础上调整成立市采煤塌陷土地综合治理工作领导小组及其工作机构，负责对全市采煤塌陷土地治理、利用的指导、协调、筹资、规划等工作。重点研究决定塌陷土地治理利用的重大决策和部署，协调解决塌陷土地治理利用中出现的重大问题；明确各级政府的目标责任，制定具体的工作方案和措施。努力形成统一指挥管理、统一治理原则、统一治理标准的高效开发利用塌陷土地的氛围。
（二）依据规划，分步实施。
坚持以恢复城市生态环境，改善城市投资条件，改善农业生产条件实现耕地占补平衡和提高人民生活水平为宗旨，根据《淮北市采煤塌陷区土地综合整治规划》，在确定塌陷区土地综合整治重点区域时，重点对我市二次调查初步确认为建设用地的3.9万亩采煤塌陷地进行综合整治。在城市规划区内，对可治理的塌陷地经治理后直接作为建设用地使用，提高采煤塌陷土地的利用率；在城市规划区外，对可治理的塌陷地直接治理作为建设用地与城市规划区内的农用地置换，有效解决城市发展用地计划指标不足问题。对未变更的采煤塌陷区土地依据土地利用总体规划和塌陷区土地整理复垦规划，进行治理，努力增加新增耕地面积，确保我市耕地占补平衡。
（三）统筹协调，落实责任。塌陷区综合治理，是一项涉及面广的系统工程，加强组织领导是关键，统筹协调是重点，稳步推进是基础。在综合治理工作中，要进一步明确各级政府和部门的责任，积极与矿山企业协调，营造良好的地矿关系，统筹全市各部门的力量，凝聚塌陷区综合治理工作的强大合力。
（四）进一步落实先搬后采政策。
积极贯彻落实省政府的要求，坚持以人为本，积极创造条件，根据村庄搬迁规划，努力开展工作，尽快落实“先搬后采”的政策。力争在2011年底基本扭转采煤塌陷村庄被动搬迁的局面，计划用3-5年的时间，全面实现未采先搬、未塌先搬的良性搬迁新局面。
（五）争取政策，加大投入。
2009年3月，我市被国务院确定为资源枯竭型试点城市，中央和省级财政将会进一步加大一般性和专项转移支付力度。要充分利用资源枯竭型试点城市的优惠政策，积极争取国家和省级资金支持，并加大市级财政投入力度，建立土地整理复垦开发基金；积极制定塌陷区土地综合治理方面的相关配套政策，积极引导综合治理的绿色元素、生态元素，为了淮北经济社会的可持续发展奠定基础。
采煤塌陷引起的环境问题及其治理 篇3
一、采煤塌陷区环境治理的重要意义
矿区采煤塌陷区的环境整治是环境保护的重要工程。它是一门综合学科的课题，包含有地形改造、生产能力的恢复、生态的完整性、经济和美学价值等问题。矿区采煤塌陷区的环境整治有着深远的社会意义。它能使矿区社会安定；政府、企业、农民之间的关系和谐；发展所需要的精神、文化信息及其他基础设施的需求得到尽可能的满足。矿区采煤塌陷区的环境整治由粗放型向集约型的转变，使整治土地提高高而稳定的边际效益，增强经济实力和经济适用性，实现经济的良性循环。充分合理地利用矿区塌陷区整治土地，能够有效地提高抵御自然灾害的能力，保持土地质量不退化，生产力不下降，达到充分利用该种资源的目的。
二、采煤塌陷所引起的环境问题方面
（一）对土壤结构、养分及理化性状的影响
在低潜水位地区，采煤塌陷对土地的影响主要是由地表倾斜和拉伸变形引起的。地表变形引起的土壤侵蚀，改变了表土的理化性状和自身的营养条件。这种侵蚀过程对土壤养分和水分的保持构成极大的威胁，不仅可能出现渗漏、冲刷和挥发现象，而且减弱和改变了土壤持水能力和通气状况，影响有机物和矿物质的分解、淋溶和沉积，土壤胶体对离子的吸附交换、土壤酸碱中和及土壤氧化还原等作用的进行。土地变形以及由此而引起的土壤侵蚀，破坏了微生物适宜的生活环境，就会减少由于微生物作用而产生的腐殖质。由于腐殖质缺少，土壤保水能力差，养分流失严重，土壤肥力下降，土质恶化，进而影响到土壤对农作物的养分供应。
（二）对水生态环境的影响
地表塌陷裂缝在某种程度上改变了地面大气降水的经流和汇水条件，使部分地表水通过塌陷裂缝渗人地下，使地表水系流量减小，甚至干涸；其次是沟通煤层上覆各含水层，使地下水位降低，地表井泉干涸。另外，地表水渗透过程中，将地表有害物质带人并下，采煤过程中产生的废油、废水二次污染，所以矿井水排出后若不处理，将使地表水系受到污染。
（三）生产设施被毁给生存环境带来危害
煤矿采空塌陷不仅使当地村民耕地破坏，房屋受损，而且造成许多基础设施和公益设施毁坏，道路变形，水库漏水，管道扭曲，通信受阻，部分房屋出现裂缝、倒塌，群众生命安全受到严重影响，有的还造成一系列地质灾害，由此带来的征地拆迁费、房屋租赁费、沟、塘、路、渠、坝等设施的维修、加固、重建费用，给企业造成了很大的经济负担。
（四）对生物环境的影响
煤矿开采和采煤塌陷区的形成过程中，对生态系统的破坏是毁灭性，塌陷或裂缝周围生境恶化，成为养分流失源，植被恢复困难，必须借助水土保持工程及生物措施。据统计，我国因采矿直接破坏的森林面积累计达106万hm2，破坏草地面积为263万hm2。而生物多样性丧失后，虽然某些耐性物种能在矿地实现植物的自然定居，但由于矿山废弃地土层薄、土质差、肥力薄、微生物活性差，受损生态系统的自然恢复是非常缓慢而困难的，通常需要50~100年，特别是土壤的恢复，需要100~10000年，即使形成的植被质量也相对低劣，木本植物经过20~30年后冠层盖度才仅达到14~35%左右。矿区生物多样性的损失往往是不可逆的。不仅如此，矿业废弃地的裸露和矿山排水还会继续加强这种破坏，造成更大范围内生物多样性的减少和生态平衡的失调。
（五）对大气环境的影响
采煤塌陷区的大气环境效应主要是受矿产开发过程中产生污染物所影响的。矿业开发造成的大气环境影响主要包括两种类型：一是采矿、爆破、运输、冶炼等过程中造成的烟尘、粉尘等物理污染。据测定，一个大型尾矿场扬出的粉尘可以飘浮到10~12km之外，降尘量达300t/hm2，粉尘污染可使谷物损失达27~29%，土豆、甜菜减产5~10%，人畜也受粉尘之害；二是采矿、炼焦过程中有机、有毒、有害及酸性气体物质释放造成的化学污染，并易引发温室效应、酸雨、光化学烟雾等一系列大气环境问题。此外，矿山植被破坏常导致地表干燥、热容量降低和反射率增加，形成区域热岛和干热风害，导致矿区微气候的恶化。
三、治理采煤塌陷引起的环境问题的主要措施
（一）重视塌陷积水区的治理
由于物理、化学和生物的作用，水体本身具有一定自净功能，但它也有一定的环境容量，当污染超过了某个域值时，自净受到破坏，水生生物群落、功能将发生改变。因此从水生生物的状况出发，找出其指标因子和主要影响因子并采取相应的措施加以治理是防止其生态破坏的关键。针对目前塌陷积水区的水环境状况，应当防治与治理兼顾，结合矿区环境发展生态型矿区农业，严格控制塌陷积水区周围污废水的流入，截断污染来源，同时应加强对该水体的监测力度，防止人为因素对水环境的污染，合理保护利用这一特殊的水资源。目前进一步的研究正在进行，更多详细的研究有待于日后的深入。
（二）注重耕植土的保护
矿产资源是自然界的产物，而耕植土是人类造就的唯一的生命依附体，是植物赖以生存的载体。西方发达国家特别重视耕植土的保护，当表土层被破坏需要治理时，总是首先将耕植土剥离保护起来，然后进行充填，最后将原表土层覆盖到原位置，使土地恢复到破坏前的状态，有效地保护可耕地。而在我国对耕植土的保护还没有引起足够的重视，开采塌陷过程中，耕植土或者被水淹没，或被作为其他用途，造成了资源的极大的浪费。我们应该在开采沉陷过程中，有计划有目的地保护好耕植土，更好地提高土地整治的效益。
（三）采煤塌陷地生态环境综合治理的原则和目标
根据本地采煤塌陷地适宜性评估，结合地区煤矸石、电厂煤灰、生活和城市建筑垃圾的处置，本着因地制宜，宜农则农、宜林则林、宜渔则渔、宜建则建的原则，综合治理采煤塌陷区和市区生态环境。在充分进行市场研究的基础上，开发适销对路的产品，提高综合治理效益，运用生态学、开采沉陷学等科学原理，对采煤塌陷区生态环境进行系统规划和设计，提高综合治理系统工程的科技水平和效益。对现有的采煤塌陷地进行大规模的综合治理，彻底改善本地区生态环境，实现可持续发展战略目标。
（四）改善生态环境，大力发展绿色产业
绿色产业也称“朝阳产业”，是以防治城乡污染、改善生态环境、保护自然资源为目的所进行的一切产业生产、商品流通、资源利用、信息服务等活动的总称。能源性城市由于耕地资源有限，农业的发展要实现三个转变：即从粗放式经营向集约化经营转变；从劳动力密集型增长向资金技术型增长转变；从低效、单一功能的农业向依靠科技投入和管理手段的提高、多功能型转变。其主攻方向是发展生态休闲农業。
（五）市场化运作，增加政策支持
鼓励单位、个人、外商投资建设，经统一规划设计，在政府的指导下，本着谁投资谁收益的原则，把城市公益绿化生态建设办成有经济利益的项目。城内森林前期种植先锋树种、高密度种植幼苗等，随着树木的逐步成长自然演替，先锋树种和密度的幼苗将被淘汰。可以充分利用这些被淘汰的苗木带来经济效益，鼓励投资。城内森林的逐步建成，将会为周边地块带来极大的经济利益和生态效益，尤其适合于进行房地产开发。政府可以通过地块有偿转让时间上的持续发展。推进城市生态建设，走科技先导，资源节约、清洁生产、生态保护、循环经济型的经济发展之路。
煤田开发对国民经济建设和带动地方经济发展意义重大，但是也会面临一些采煤塌陷引起的环境问题，对此必须加以重视，并采取有力的措施降低煤矿开采所带来的环境恶化问题，并需要采取改善恶化环境的有效手段来转化采煤塌陷可能引起的恶劣影响。本文所讨论的采煤塌陷问题，是一个科技界尚未完全解决的问题，这里在从理论上分析了塌陷带来环境影响，其中许多还有待于实践的检验。
参考文献：
[1]何春桂，刘辉，桂和荣.淮南市典型采煤塌陷区水域环境现状评价[J].煤炭学报， 2010 (6).
[2]梁洪有，陈俊杰.煤矿开采对土地资源的破坏及对策研究[J].煤炭技术， 2011 (6).
采煤塌陷水域 篇4
我国的采煤沉陷土地主要分布在黄淮海平原的开滦、淮南、淮北、徐州、平顶山、兖州等矿区。目前我国每年因地下采煤造成的地表塌陷面积约1.30万hm2, 其中一半以上集中在平原地区, 尤其是徐兖、两淮地区。采煤塌陷地的形成是因为随着采煤量的增加, 煤层上覆岩层的原始应力平衡状态受到破坏, 依次发生冒落、断裂、弯曲等移动变形, 最终涉及地表形成一个比采空区面积大得多的近似椭圆形的下沉盆地。而在徐兖、两淮等地势平坦、排水不畅的平原地区煤层倾角小, 松散沉积层厚度大, 潜水位较高, 又由于局部地块的塌陷, 使地面较周围地表低, 地表水位低于地下前水位, 最终形成深浅不等, 大小不一的各自封闭的塌陷积水区。在河流改道、降水等因素的综合影响下, 徐兖、两淮矿区采煤塌陷地在物理性状上呈现为长期积水地和沼泽地。随降水、地形、煤层赋存条件等的递变, 塌陷积水面积与积水深度逐渐增大, 塌陷干旱地和季节性积水塌陷地面积逐渐减少, 塌陷沼泽地势平坦地和常年浅积水与深积水塌陷地面积逐渐增大。
2 徐兖、两淮地区采煤塌陷水域的现状
2.1 徐兖、两淮地区采煤塌陷区基本概况
2.1.1 淮北采煤塌陷区
淮北煤矿区位于安徽省北部的淮北市。淮北矿区[2]煤炭资源储量丰富, 煤田分布广, 纵横绵延100km, 矿区面积9600km2, 累计探明储量80.47亿t, 平均可采煤层3~7层, 可采总厚度5.5~13m。自1958年开采以来, 淮北煤矿已生产原煤3.4×108t, 年产原煤1.8×107t, 是华北地区的重要能源城市、国家五大煤炭基地之一。截至2006年, 淮北市因采煤而造成的地标沉陷影响面积为17233hm2, 地表呈现积水面积为5620hm2。由于淮北煤田内可采煤层多而厚, 而且大多采用走向长壁冒落法采煤, 致使地表大规模移动变形, 每万吨煤的塌陷地系数[3]在45~55之间, 形成38处大小不等、深浅不一的封闭式湖泊, 积水深度从3.85m至9.10m不等, 丰水期积水面积1.2×104hm2, 枯水期积水面积0.87×104hm2。据淮北市国土资源局调查, 随着煤田的继续开采, 全市采煤塌陷土地面积每年仍以近以每年670hm2的塌陷速度递增。故计到2010年, 面积将达到2万hm2以上, 地表沉陷面积不断延展, 沉陷深度不断增加, 降雨及埋藏较浅的地下水出露使沉陷区部分形成常年积水水域。淮北市[4]采煤沉陷区在平面分布形成了5大湖片区, 涉及14个矿区。根据2006年调查和测量成果, 淮北市境内常年水面面积在1hm2以上的采煤沉陷区多达212处, 分布于14个矿区, 水面面积约31km2, 相应可蓄水容积约7320万m3。
2.1.2 淮南采煤塌陷区
淮南市位于安徽省的中北部, 是一座以煤炭资源为主的能源城市。淮南煤田[8], 地处昆仑至秦岭纬向构造带东南端, 华北型煤田分布区南缘, 东西长270km, 南北宽15~25km, 总面积7250km2, 含煤面积3200km2。含煤一般38层, 可采煤层13~18层, 可采总厚度25~33m。淮南市[7]煤炭资源的远景储量达444×108t, 已探明储量153.6×108t, 淮南矿区现年煤炭产量达到1×108t。由于煤炭开采引起的采煤塌陷区在不断扩展, 至今已有采煤塌陷区面积约7262.17hm2, 其中积水面积5083.52hm2, 占塌陷面积的70%左右。
(1) 淮河以南矿区塌陷现状。孔集塌陷区、李郢孜矿至李嘴孜矿塌陷区, 大通至九龙岗矿塌陷区、谢李塌陷区。总塌陷面积已达到34.734km2, 采煤塌陷区长25.3km, 宽度0.05~1.88km。其中大通矿、九龙岗矿区塌陷面积298.11hm2, 谢家集区境内937hm2, 八公山区1346hm2。淮河以南为急倾斜立槽煤, 采煤塌陷深度大, 塌陷率较低, 开采万吨煤塌陷率约为0.11hm2该地区最大塌陷深度为19.8m。大通矿形成的采煤塌陷水域面积为3.5hm2, 最大深度10m超过, 林场附近的塌陷水面积为2.4hm2, 最大深度为8~10m。谢二矿中南大塘塌陷水域面积为14hm2, 最大深度为7m多, 目前南大塘塌陷水域仍在继续塌陷。
(2) 淮河以北矿区塌陷现状。淮河以北塌陷区有:潘集矿采空塌陷区、新集矿采空塌陷区、张集谢桥塌陷区。其中潘集区境内1544hm2, 风台境内390.9hm2。潘集煤矿塌陷区总面积达2746hm2, 其中:潘一矿塌陷区面积964hm2, 潘二矿塌陷区面积500hm2, 潘三矿塌陷区面积1282hm2。在塌陷区内已形成水面697.33hm2, 湿地面积579hm2, 坡地1469.67hm2, 新集塌陷区面积为3.6km2, 最大塌陷深度为5.68m。淮河以北为平原地貌, 地下煤层为缓倾斜平槽煤, 采煤塌陷浅, 塌陷率较高, 开采万吨煤塌陷率约为0.27hm[5,6]。
2.1.3 徐州采煤塌陷区
徐州市煤炭资源储量大、层次多、煤层厚、质量好, 是江苏省主要煤炭基地, 其煤田赋存面积达1400km2, 煤炭资源25亿t, 现有煤矿36座, 年产量约2500万t。至目前全市历年来采煤塌陷地累计总面积21600hm2, 在各类采煤塌陷地中, 不积水的坡耕地为8280.00hm2, 季节性积水面积为4986.53hm2, 常年积水面积为2076.80hm2塌陷地深度一般2m~6m, 随着煤矿采掘的不断进行, 每年仍以334.12hm2左右的速度塌陷, 预计到2020年, 徐州市因采煤造成塌陷地可达31919.33hm2[9]。
2.1.4 兖州采煤塌陷区
充州煤田位于山东省南部, 地处充州、济宁、邹城三市境内。兖州煤田[10]北长30km, 东西宽15.6km, 总面积近500km2, 煤炭地质储量40.8亿t, 是全国重要煤炭基地之一。充州煤田含煤27层, 可采煤层厚度13.5m;自开采以来, 产煤量逐年增加, 现年产量超过0.3亿t。因采煤造成的塌陷总面积为23.901km2, 积水面积近660余hm2, 塌陷盆地积水深度2~6m, 平均水深4m。
2.2 不同地区采煤塌陷水域周围污染源现状
2.2.1 淮北区采煤塌陷区
淮北矿区瓦斯和煤矸石以及“三废”的排放, 是塌陷水域的主要污染源。
2.2.2 淮南区采煤塌陷区
淮南矿区大量工业废水未经处理排放直接影响塌陷区水质状况, 因淮南市区为一个背向南、口向北呈簸箕形的封闭区域, 不利于气体扩散和稀释作用从而导致工业废气对塌陷区水质产生一定的影响[8,11]。经过对淮南6大矿区的现场调查和资料收集, 污染源状况如下。
(1) 矿业污染源。包括部分未经处理就排入河流和塌陷水域的矿井水、洗选废水、煤矸石淋溶水等。
(2) 农业面源污染源。包括施用化肥农药及引用污水灌溉所带来的面源污染。
(3) 矿区生活、医院污水和垃圾。矿区周围排放的生活污水没有只是经化粪池处理后直接排入地表水体, 严重影响地表水体, 从而污染塌陷水域水质。
2.2.3 徐州采煤塌陷区
徐州采煤塌陷水域周围主要污染源有矿业污染源包括[12]:徐州矿务集团外排的高矿化度、高硬度、高氟的矿井水、徐州矿务集团洗煤厂排放的含有大量煤泥悬浮物的洗煤水、露天堆放的煤矸石经雨水冲刷后的地表径流以及周围居民的生活污水产生的生活污染源和因施用农业化肥、农药而产生的农业污染源。
2.2.4 兖州采煤塌陷区
经过对兖州煤田区的调查和资料收集[13], 了解到兖州矿塌陷区乡镇密集、交通发达、人口稠密、土地肥沃、工农业经济发达。塌陷区周围有很多大小不一的工厂、学校、试验田。因而兖州塌陷水域周围污染源有: (1) 工业污染源主要是由周围的工厂排放的工业废水; (2) 生活污染源包括塌陷区周围居民的少量生活污水以及矿区工业广场排放的处理后达标的部分生活污水, 无矿井水直接排放; (3) 农业污染源主要是农业生产施用化肥、农药而产生的农业面源污染。
2.3 目前国内外对塌陷水域治理利用的研究现状
随着科学技术的发展, 国外对塌陷区的治理研究取得了突破性的进展, 利用新的研究技术创造出非常好的社会环境与经济效益。国际上, 从有关国际学术组织的活动到有关资料文献的数量显示, 对于采煤矿区塌陷土地复垦的理论研究较为活跃。该研究领域取得的主要研究成果包括矿山开采对土地生态环境的影响机制与生态环境恢复研究、矿山复垦与矿区水源及其他环境因子的综合考虑、清洁采矿工艺矿山生产的生态保护等[21]。比如, Darmody等人曾在伊利诺斯研究过开采沉陷对谷物产量的影响, Darmody的研究结果表明:Illinois州的Jefferson, Franklin和Williamson县因开采塌陷使农田排水条件变差, 土壤入渗减慢, 土壤湿度过大而影响种子发芽, 阻碍作物生长因而使谷物产量下降。另外, 英国和美国矿业与环境委员会将塌陷洼地开发为林地、草地、农地、娱乐场所、野生动物栖息地。近年来, 美国、澳大利亚的一些学者提出把多种自然境因素引进城市地域, 城郊建水库与河湖可以净化空气和吸收噪音;城郊建成大面积绿化带, 引来自然界的动物与人类共同生活于城市地域中得理念。
我国对开采沉陷区的研究相对较晚, 近年来, 不少学者从景观生态和可持续生态环境管理等方面对采煤沉陷区进行环境影响评价, 利用多种评价方法如人工神经BP网络、模糊综合评价、多层加权综合评价等对沉陷区的环境进行综合评价、治理和利用。王振红、桂和荣等通过对淮南矿区不同塌陷年龄的采煤塌陷塘的水生态环境监测, 分析了不同塌陷年龄塌陷塘的主要限制性因子和塘内浮游植物种类组成及其生长的限制性因子, 结果表明:不同塌陷年龄的塌陷塘中主要限制因子各不相同, 但TP在各塘中均占据主要的限制性因子地位, 塌陷塘主要为P限制型;浮游植物组成方面绿藻和蓝藻均占据优势地位, 但各塌陷塘浮游植物组成与主成分因子间的关系并不一致, 其受限因子也有所不同。
3 不同地区采煤塌陷水域的管理及综合利用现状
3.1 目前非官方的塌陷水域利用现状
目前, 大部分塌陷水域是作为渔业养殖水域, 也大多是粗放经营, 没有形成系统的养殖区。因此, 塌陷区水面呈荒芜、半荒芜状态, 没有充分地发挥出塌陷区水资源利用的潜能。另外, 对于一些水质比较好的塌陷塘, 周围的农民把它们用来灌溉农田。
3.2 环保部门对塌陷水域的功能划分
大部分地区政府环保部门并未对塌陷水域作出明确的功能划分, 其中一些能源城市政府环保部门对塌陷水域作了明确的功能划分, 比如淮北市政府环保部门以中华人民共和国《环境保护法》、中华人民共和国《水污染防治法》、中华人民共和国地表水环境质量标准及安徽省环境保护局环控 (2002) 69号文件等为依据对于淮北矿区采煤塌陷水域作出了详细明确的功能划分, 具体见表1。
3.3两淮地区政府对塌陷水域的综合治理与利用
3.2.1 淮北市政府对塌陷水域的规划治理与利用
对于采煤塌陷区水域的环境治理, 淮北市政府逐步探索出具有淮北特色的发展模式———多层采煤的深层塌陷区水产养殖复垦模式。多层采煤形成的深层塌陷区范围较广深度大, 适于建立机械化网箱、围网和拦网渔场[3,16]。机械化网箱的成本较高, 要求分布在较大的水域中央, 平均每350亩的水面可建1亩面积的网箱。网箱利用太阳能作为能源, 定时投放饵料, 分层饲养, 一般可分5层, 不同鱼种搭配投放, 亩产可达7万kg (1年多茬捕捞和投放鱼苗) 。围网和拦网同样是在较大的水域内进行人工设网围成渔场, 此种方式成本较网箱低, 年均亩产600~800kg。采用这种模式不仅可以在治理环境污染的同时充分利用可利用的资源, 而且还能创造巨大的经济价值。同时应切实关注环境承受力, 保证做到治理与可持续发展相结合。在积极发展塌陷区渔业同时, 应根据资源和环境的容量, 制订规划和开发规模, 并采取切实可行的措施把资源的开发利用与保护紧密地结合起来, 纳入可持续发展的轨道, 使渔业生产稳步增长, 以减少环境代价, 使资源再利用。
发展休闲观光渔业。以增加渔民收入为目的, 大力开发休闲观光渔业, 充分发挥塌陷区资源优势, 将塌陷区建成休闲、旅游的好去处, 形成一条以“垂钓、观景、游乐、餐饮”为特色的旅游热线, 并以渔村文化为载体开发旅游项目, 逐步形成产业优势, 拓展渔业经济渠道。
3.2.2 淮南市政府对塌陷水域的规划治理与利用
淮南市政府对采煤塌陷区将分别采取如下措施:加大浅层塌陷且已稳定区域的土地复垦力度, 实行深层塌陷且已形成大面积水域的区域在开展养殖、种植、旅游的同时, 注意防止富营养化, 避免造成新的污染。控制矿区风景名胜区一切开发建设活动, 恢复自然景观和植被。
考虑淮南市污染源特点, 地形条件和农业环境条件建立农业生态管理和控制工程, 在防治污染破坏的同时实现农业的经济效益。另外, 围绕塌陷水域顺势而建天然湿地生态公园, 在人工协助下, 恢复生境环境, 开辟新的旅游休闲区。
4 对塌陷水域综合治理与利用的思考
据调查了解, 虽然各个资源型城市煤矿塌陷区政府对各个矿区的采煤塌陷区都制定了一些综合治理利用的措施并且取得了一些成效, 但是各环保部门对于大多数的塌陷水域并没有做出环境功能规划。这极大的限制了塌陷水域水资源的治理和有效利用。
目前对于采煤塌陷区进行综合治理的基本模式主要是等到采煤塌陷稳沉以后再进行复垦治理, 即即采煤塌陷-补偿损失-塌陷地闲置-治理。采用这样的治理模式的话, 在塌陷地未稳沉的过程中土地资源始终处于闲置状态, 不能得到有效利用。而且塌陷地表深度积水后, 治理时无法取土, 浪费了大量的土壤资源。等到塌陷地稳沉后治理费用和过程也相当高。
据了解, 欧美地区采用的土地复垦技术部分弥补了我们的基本复垦技术所带来的资源浪费。所以我们应该引进新的技术, 对于正在沉降的塌陷地进行提前复垦, 着手进行取土等前期治理工作, 最大限度地减少土地资源的浪费和闲置, 提高塌陷地治理的实效性;同时要做好塌陷前的村庄搬迁工作, 为塌陷地治理工作做好铺垫;预先划定采煤区的范围和预测塌陷区范围, 建立采煤塌陷地区动态监测系统。强化煤矿开采及采空的监测工作, 正把“预防为主, 防治结合”的原则落到实处。根据平原地区地下煤层的赋存厚度, 科学预测出某一地块各个部位的塌陷深度, 然后在地下尚未开采或其他煤层二次开采之前就结合实际采取矸石或粉煤灰回填进行超前治理。变被动治理为主动治理, 实现在利用中保护、在保护中开发。既最大限度地获取利用土地资源效益, 减少了对地表的破坏程度, 又实现了矿区土地资源的可持续利用。
5 结语
(1) 不同城市的采煤矿区的塌陷积水面积不同, 塌陷区的扩张速度各不相同, 呈增长趋势。塌陷水域水资源量丰富, 塌陷的水域面积越来越大。
(2) 采煤塌陷水域周围污染源类似, 主要为矿业污染源、工业污染源、生活污染源、农业面源污染源。
采煤塌陷水域 篇5
关键词：采煤塌陷;环境恢复;综合治理;策略研究
随着淮南煤矿企业“建大矿、办大电”的战略步骤实施以来，煤矿的发展以前所未有的速度向前迈进。淮南在大发展建设道路上提出将采煤沉陷搬迁与城镇化建设、生态环境治理统筹发展的“三合一”模式，在战略上铺开了采煤塌陷综合治理与创新社会管理的合作化道路。
1 采煤塌陷区资源环境综合治理项目建设模式
1.1 规模型城市生态修复 新矿区治理与老矿区修复協同推进，进行采煤塌陷“泉大”资源枯竭矿区环境生态修复工程。
老龙眼水库生态区是废弃矿山地质环境治理项目。老龙眼水库生态区配套亭、台、桥、休闲会所等建设内容，修复工程提高了老龙眼景区的自然价值，形成开放式城市公园。大通湿地生态区是大通煤矿矿山地质环境治理项目，这里已成为连接南、北主城区的绿色纽带，此处商业开发地价已具备升值效应。
1.2 采煤塌陷村庄搬迁新村建设 按照已形成的“煤炭基地”规划实施“先搬后采”政策，于2012年底完成2015年的搬迁任务，解决搬迁历史遗留问题，涉及淮南市、阜阳市、蚌埠市三县、两区16个乡镇142个自然庄2.8万户、约10.2万人，统筹集中建2城、扩6镇、兴3个中心村。建成迪沟新镇、夹沟新镇、潘集新城、凤凰湖新城“两镇两城”的新城镇集群。
1.3 井下采场与地表环境大布局项目调整 淮河中段洼地和采煤沉陷区统筹治理，建设具有减洪、除涝、水资源利用等功能的蓄洪与水源工程。废弃上下六方堤，年均减少堤坝加固维护费用1000万元左右，移址重建济河闸，解放此处压煤量近3000万吨。
1.4 采煤塌陷土地复垦与地表水土保持 矿井塌陷区经过稳沉后，地表最大塌陷深度可达17.4m。对预测塌陷深度小于3m区域的表土进行提前剥离，集中堆放，作为塌陷土地复垦使用，大于3m的区域进行水塘改造，对早期业已形成的煤矸石堆场采用挂网客土绿化。对于井下含水层实施保护策略，对掘进巷道、断层出水点采取灌浆堵漏，设置防渗墙，防范上部松散层孔隙水位下降，防止地层浅部水土流失。
2 采煤塌陷区资源环境综合治理策略制定原则
2.1 配合政府提升城市面貌原则 淮南市政府提出建设“五彩淮南”，矿属地政府提出建设“美好乡村”，煤矿企业走向“矿业大发展”道路，共同宗旨是提升煤矿城市形象面貌。以科学发展观为指导，贯彻《关于采煤塌陷区加快村庄搬迁推进综合治理工作的意见》精神，围绕搬迁安置、环境修复等重点工作，兼顾提升土地利用经济价值。
2.2 农村新村搬迁和民生经济定位相结合原则 科学规划煤炭开采规模，采煤搬迁安置集中化，有序开发，做到建设规模、开发强度与区域规划布局、基础设施和相关产业发展相衔接，采煤塌陷资源环境综合治理项目由点到线，由线到面，改变过去采煤塌陷治理仅对分散零碎的受损住房赔偿，就地加固或异地新建，无法形成新镇规模。
2.3 采煤塌陷区资源环境综合治理中的经济杠杆策略
2.3.1 运用调节民生政策经济杠杆。民生政策价值杠杆是社会总财富的二次分配，从煤矿企业的总资本中分配民生建设资金可以为集团企业带来重要发展契机。在城镇化道路上，最重要是活化政策机制，能够充分利用地域资源，充分利用潜在的地方优惠政策，鼓励社会资金参与采煤塌陷地综合治理，通过招商引资激发城镇活力，城镇发展活力在于政府活化政策机制。
2.3.2 农民新村建设与后续经济开发相配合。农民新村选址应远离地下压煤区域，选址于省市级交通干道线路，便于形成城市经济交通网络，同时在农民新村设计上注意居住与商业开发相结合，从设计角度发掘经济后续潜力，在统一规划建设的农村新村门面地段集中建多层。
2.3.3 调动地方民营经济潜力共同开发。在采煤塌陷区地质环境恢复开发实践中，特别要对出现分散零碎的沉陷区进行深度思考，由于没有规模效应，难以形成投资热点。针对这种情况，属地政府应采取一定的政策优惠方式，将分散零碎的沉陷区由地方民营经济接管，采取农业经营方式，按照“公司+合作社+农户”的组合模式，土地入股，收益共享，深的挖成鱼塘，浅的垫成菜地，进行生态开发，解决失地农民的就业问题。
3 采煤塌陷区综合治理策略评价
3.1 对综合治理策略的评价和存在的问题 淮南市采煤塌陷区综合治理策略具有独一性，利用政策扩张型策略体系，发动大型煤炭企业为主导建设力量，民营企业参与建设，以多样经济体经营方式、有效的资源整合等模式完成了城市大规模历史性改造。煤炭开采属地由农业区向工业区，城市郊区向城市新区迅速转变，提升淮南煤炭基地在全国能源“主战场”地位。
3.2 采煤塌陷土地用地转征问题 未来采煤塌陷地规模会进一步扩大，搬迁村庄大量增加，搬迁用地需求量大，除了少量通过盘活存量土地来满足之外，大部分要通过征用农村集体土地来解决，而农用地指标有限，需要解决采煤塌陷地村庄搬迁新村址用地问题。对于经治理的塌陷土地如何核算土地价值量，复垦后的塌陷地权怎样转交给地方管理是目前需要解决的问题。
3.3 采煤塌陷土地综合治理难度增大 由于淮南煤层特点和现代化开采技术的应用，形成淮南塌陷区塌陷面积大、速度快、多煤层开采造成多次塌陷、形成稳沉区时间长的特点，往往是在很长时间内既不能综合利用，又反复补偿青苗费，综合治理工作难度大，制约采煤塌陷区环境综合治理和生态修复项目的申报。
3.4 在煤矿现代化建设中，历史文化资源逐渐消失 目前淮南有历史煤矿开采完毕后迁离原址，实施关、停、并、转。对采煤塌陷资源环境综合利用工作停留在对矸石山开发利用和对采煤塌陷区搬迁安置上，而对具有人文价值的煤矿文化遗产保护开发，还未进行项目评估工作。
4 结论与展望
采煤塌陷水域 篇6
由于煤炭的大量开采, 久而久之使地面下沉形成了地面塌陷, 又由于浅层地下水和雨水的汇入, 形成了面积大小不等的塌陷水域。由实地调查得知, 矿区的生态环境受到矿区附近的农业非点源污染影响, 尤其是塌陷水域水质受其影响较大。因而有必要对矿区内塌陷水域水质情况, 特别是富营养化问题进行研究关注。在塌陷水域的研究中, 国内外学者也开展了一系列科研工作[1,2,3,4]。本文选取潘集杨庄和潘一矿西区这两个具有代表性的塌陷水域, 对潘一西区进行了一个季节的监测和富营养化评价与分析, 对潘集杨庄塌陷水域进行了两个季节的监测和富营养化评价与分析。
1 研究区域概况
位于淮南市潘集区潘集的潘一矿于1983年投产塌陷水域年龄约为23a, 水域相对较封闭, 附近有农田[5]。其2004年塌陷面积为23093亩到2009年为26538亩, 到2010年底塌陷面积为28236亩。潘一西区水深约为1.8 m, 面积约为4km2, 无河流穿过, 环境相对封闭。潘集杨庄塌陷区水深约为4.2m, 面积约为3km2, 有泥河穿过。两个塘区域内有渔业养殖, 潘一西区塌陷前为农田, 杨庄塌陷区塌陷前为农田和河道。潘一西区塌陷水域在杨庄塌陷区西北面, 两者相距2000m左右。
2 材料与方法
2.1 采样点的布设及样品采集
采样点的布设参照《水质——采样方案设计技术规定》 (HJ495-2009) , 在塌陷水域内布设12-16个采样点, 具体点位用GPS定位。于2012年5月初和8月末, 对塌陷塘内的水进行采样以及分析监测。样品采集与保存的工作参照《水和废水监测分析方法》[6]。
2.2 指标的监测
根据综合营养状态指数的计算需要, 选取叶绿素a (chla) 、透明度 (SD) 、高锰酸盐指数 (CODMn) 、总磷 (TP) 、总氮 (TN) 作为其营养化评价的指标。潘一西区内12个采样点, 潘集杨庄塌陷塘内16个采样点, 对以上5个评价因子进行检验分析。各个指标监测参照《水和废水监测分析方法》。具体理化指标测定方法见表1。
2.3 评价方法
水体富营养化模型发展至今, 我国水体富营养化评价模型主要有:营养状态指数法、修正的营养指数法、综合营养指数法、评分法等。明翠, 刘霄芹等通过对太湖水质情况统计, 认为不同方法的评价结果有所差别, 但相关性较好。并在验算中发现营养度指数法计算步骤繁琐、耗时长, 不如综合营养指数法简便易行;而评分法在实际应用过程中, 如果某一参数的评分值明显低于 (或高于) 其他参数的评分值表明该参数的变化除了受富营养化的影响外, 其他因子对该参数的影响亦较大, 故该参数应删除, 往往删除的参数受人为因素的干扰较多影响结果的准确性。因此, 选取综合营养指数法做为评价湖泊富营养化的统一方法可行的[7]。文中亦选取了该法作为本区域水体富营养化评价的方法。
2.3.1 综合营养状态指数计算公式
综合营养状态指数计算公式如下:
式中:TLI (∑) ——综合营养状态指数;
Wj——第j种参数的营养状态指数的相关权重;
TLI (j) ——第j种参数的营养状态指数。
Wj的得出是以chla作为基准参数, 记为1, 第j种参数的归一化权重计算公式记为:
式中:rij——第j种参数与基准参数chla的相关系数;
m——评价参数的个数。
2.3.2 塌陷区水域的chla与其它参数之间的相关关系rij及r2ij
金相灿等根据我国26个主要湖泊调查数据的计算结果, 得出中国湖泊 (水库) 的chla与其它参数之间的相关关系rij的值以及r2ij的值[8]。具体见表, 文中将其数值引用至塌陷区水域。
2.3.3 营养状态指数计算公式
营养状态指数计算式:
式中chla单位是mg/m3, SD单位是m;其它指标单位均为mg/L。
2.3.4 营养状态分级
用0~100的一系列连续数字对塌陷区水体营养状态进行分级:TLI (∑) <30时, 营养状况为贫营养;当30≤TLI (∑) ≤50时, 为中营养;当TLI (∑) >50时, 为富营养。其中, 当50<TLI (∑) ≤60时, 为轻度富营养 (轻富) ;当60<TLI (∑) ≤70时, 为中度富营养 (中富) ;当TLI (∑) >70时, 为重度富营养 (重富) 。在同一营养状态下, 指数值越高, 其营养程度越高。
3 结果与讨论
3.1 各个指标的监测结果与富营养化评价结果
对潘集杨庄塌陷区在每个季度中的监测指标, 取水塘该指标的平均值为监测数据。根据chla、SD、TP、TN、CODMn的监测数值, 运用综合营养指数的计算公式, 求得潘集杨庄两季的综合营养指数及年度平均值并对其进行评价。对潘一西区春季中的监测指标, 取水塘该指标的平均值为监测数据。根据chla、SD、TP、TN、CODMn的监测数值, 运用综合营养指数的计算公式, 求得潘一西区塌陷水域综合营养指数并对其进行评价。具体监测数据与评价结果见表3。
3.2 讨论
3.2.1 指标检测结果讨论
由表2可知, 同一季节不同塌陷塘的数据有较大差异, 而不同季节5项指标的监测结果有着一定的季节差异。在同一季节下, 潘一西区的chla、TN、TP、CODMn4项指标, 均高于潘集杨庄的相应指标, 而潘一西区SD则相应的低于同期的潘集杨庄。潘集杨庄塌陷区夏季CODMn和chla的平均值略高于春季, 而夏季的TN、TP和SD监测结果则高于春季对应数值。究其原因, 有以下几点:
1) 透明度随季节的变化有一定的变化, 春秋季气温低, 人类活动教少, 透明度高;夏季水温高, 鱼类和水生生物生长快, 降低了水体透明度, 同时也消耗了相当一部分的氮磷及有机物。
2) 潘集杨庄塌陷区夏季平均水深约为4.5米, 而春季则约为3.9米。夏季雨水充沛, 且有河流经过, 塘内水量增加, 对Chla、TN、CODMn、TP有较为明显的稀释作用。但同时雨水也会形成地表径流, 将周边的农业及生活污染物携带冲刷至塘内, 因而可能增加chla、TN、CODMn、TP的浓度。在以上因素相互影响的情况下, 杨庄塌陷水域内的chla和CODMn含量略微上升。
3) 潘一西区塌陷水域水源主要为自然降水和地下水补充, 水环境相对封闭, 物质交换较为缓慢, 且由于周边是村庄和农田, 受人为影响较大, 污染物进入后易形成富集。但潘集杨庄沉陷区域正好有泥河经过, 在泥河的推流作用下, 加快了物质的迁移和交换, 有利于水体自净作用。因而潘一西区塌陷水域在同一季节内, 各项监测指标均高于潘集杨庄。
3.2.2 富营养化讨论
由表3可知潘一矿塌陷水域均达到富营养化水平, 其中潘一西区塌陷水域春季综合营养指数为64.6, 属于中度营养状态;潘集杨庄塌陷区水域年综合营养指数为55.8, 属于轻度营养状态, 与张冰等[9], 研究采煤塌陷区水域影响状态一致。由单因子营养状况指数的计算结果, 以整个区域而言, 富营养化的主要贡献因子为SD (最大值73.2和平均值64.0) 和chla (最高值65.1和平均值63.2) , 而TN (最大值67.6和平均值62.7) 和TP (最大值63.3和平均值57.2) 次之, CODMn (最大值53.5和平均值50.3) 贡献最小。同一季节下, 其潘一西区的富营养化程度高于潘集杨庄;不同季节, 潘集杨庄采煤塌陷区水域春夏季富营养化程度相差不大。
4 结语
文中给出了潘一西区和和潘集杨庄塌陷塘水域水质富营养化的监测与评价结果, 总体而言, 该区的水质整体已经达到轻度富营养化的水平以上。虽然目前其富营养化程度并不很高, 但由于其水深、面积、水量还在不断变化, 且人类活动对塌陷区的影响日益加剧, 对该区域的水质持续监控及对周边污染的防治仍十分重要。
摘要：为了解潘一矿区采煤塌陷水域的富营养化状况, 选择了2个典型的塌陷塘。运用综合营养指数法 (TLI) , 对其富营养化程度进行评价与分析。结果表明:潘集杨庄塌陷区的水质已轻度富营养化的水平, 潘一西区塌陷水域在春季可达中度富营养化水平。
关键词：综合营养指数法,塌陷水域,富营养化
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采煤塌陷水域 篇7
由于煤炭的大量开采, 久而久之使地面下沉形成了地面塌陷, 又由于浅层地下水和大量雨水的汇入, 形成了面积大小不等的塌陷水域, 进而形成相应的沉积物。沉积物是生态系统的重要组成部分, 底泥不仅可间接反映水体的污染情况、水动力状态, 且在外界水动力因素制约下向上覆水体释放营养成分和重金属, 从而影响水质[1,2]。目前国内对于河流、湖泊、水库等水体沉积物方面已有大量相关研究[3~8]。但对于塌陷区水域这一特定水环境, 其沉积物相关研究鲜有报道。而塌陷区水域的综合治理和利用已经逐渐成为当前的热点。因此, 本文选取潘集杨庄区这一具有代表性的塌陷水域, 对其沉积物营养物质和重金属进行检测和评价分析。
2 研究区域概况
潘集杨庄位于安徽省淮南市潘集区。潘一矿于1983年投产塌陷水域年龄约为23年, 水域相对较封闭, 附近有农田。其2004年塌陷面积为23093亩, 到2009年为26538亩, 到2010年底为28236亩。潘集杨庄塌陷区水深约为4.2m, 面积约为3km2, 塘内有渔业养殖, 并有河流穿过。该区域塌陷前主要是农田和河道, 其沉积物厚度在17~70cm。
3 材料与方法
3.1 采样点的布设和样品采集、样品的处理与制备
采样点的布设采集和样品的处理与制备参考国内相关标准, 结合当地实际情况制定。
取用荷兰BWT2-04.23.SB水下沉积物采样器采取沉积物样品, 采样深度约为10~15cm。在塌陷水域内布设10个采样点, 具体点位用GPS导航定位, 详见图1。采集的底泥柱状样品按2cm长现场分段, 一般分为3~6段。
所有样品用自封袋包装好带回实验室后, 置于通风、阴凉、干燥的地方自然风干。样品风干后, 拣去其中的石块及动植物残体, 用玛瑙研磨磨碎。磨碎的样品按实验分析处理要求分别过2mm、100目和200目尼龙筛网, 然后装入自封袋密封保存, 贴标签、编号, 以备测定。
3.2 指标的监测
沉积物主要测定指标包括OM、TN、TP及各类重金属 (Cu、Zn、Hg、Ni、Cd、Fe) 。其方法和来源见表1。
4 结果与讨论
4.1 沉积物OM、TN、TP的含量和分析
OM是沉积物中反映有机营养程度的重要标志, 也是其重要的自然胶体之一[9]。潘集杨庄塌陷区水域沉积物的OM含量在22.69~86.09g/kg间, 平均值为41.05g/kg。TN的含量在663.62~2631.48mg/kg, 均值为1188.55mg/kg。TP的含量在204.01~365.84mg/kg, 均值为278.01mg/kg。
研究表明, 水体中底泥所含OM, 一般来自生活污水和水生生物死亡残骸长期积累[10]。对比国内众多湖泊、水库、河流的沉积物, 潘集杨庄塌陷区水域沉积物OM值处于较高水平。这可能与塌陷水域周边村庄所排污水及该区域内的渔业养殖有关。
参考周边土壤的OM、TN、TP的均值 (分别为30.09g/kg、1056.72mg/kg、267.02mg/kg) , 发现潘集杨庄塌陷水域沉积物以上三项指标均超过当地周边土壤, 说明营养物质在该区沉积物中都有一定程度的累积, 可能形成潜在的污染。
在某种程度上值可反映出底泥中有机质的来源[11]。一般高等植物的C/N值介于14~23之间, 水生生物的C/N介于2.8~3.4之间, 浮游动植物的C/N介于6.0~6.3之间[12]。潘集杨庄塌陷水域沉积物中C/N比在12.23~35.74之间, 均值为23.72, 说明沉积物中有机质主要来自陆源输入。
4.2 沉积物营养评价
目前国内对浅水沉积物的污染状况尚无统一的评价方法和标准, 多用有机指数和有机氮评价法[13]。计算方法如:OI=OC (%) ×ON (%)
式中:OC (%) =OM (%) /1.724;ON (%) =TN (%) ×0.95。
结合潘集杨庄塌陷水域的实际情况, 并参考相关湖泊水库沉积物营养评价分级标准[14], 制定了沉积物营养评价分级标准如表2所示。
注:ON单位为%
潘集杨庄塌陷水域沉积物OI在0.10~0.61之间, 均值为0.27。根据表2可知潘集杨庄塌陷水域总体上有机污染指数为Ⅲ级, 属于尚清洁。ON在0.063~0.173%, 其均值为0.113%。据表2可知总体水平在Ⅲ级, 属于尚清洁。OI和ON评价结果一致, 个别点位OI和ON值分别超过0.50和0.133, 达到IV级, 这可能与临近村庄排放污染物和渔业养殖有关。说明该区域总体属于尚清洁范围, 但也有潜在有机污染威胁。
4.3 沉积物重金属的含量和分析
潘集杨庄塌陷区水域沉积物重金属质量浓度测定结果见表3。除Cu元素外, 其余Zn、Pb、Cd、Ni、Hg质量浓度均高于淮南市土壤背景值[15], 其值分别为背景值的4.53、1.03、10.59、1.16、4.22倍, 可知这5种重金属元素在潘集杨庄塌陷水域沉积物中有明显的富集现象。其中Cd元素的富集现象最为严重, 其次为Zn和Hg。
mg/kg
4.4 沉积物重金属污染评价
目前国内外常用的水体沉积物重金属污染的评价方法有污染指数法、富集因子法、地积累指数 (Igeo) 法、Hakanson潜在生态风险指数法及脸谱图法等。根据潘集杨庄塌陷水域实际情况, 本文采用地积累指数法和潜在生态风险指数法进行评价。
4.4.1 地积累指数Igeo法
地积累指数法是德国海德堡大学沉积物研究所的科学家Muller在1969年提出的, 它是研究水环境沉积物中重金属污染程度的定量指标, 在欧洲被广泛采用, 我国也有学者采用过[16~18]。其计算公式如下:
式中:Cn为元素n在沉积物中的实测含量;B为该元素的地球化学背景值, 本文采用淮南市土壤值中元素含量作为背景值;常量1.5是为消除各地差异可能引起背景值的变动转换系数。
沉积物重金属地积累指数分级与污染程度之问的相互关系列于表4。
潘集杨庄塌陷水域沉积物Cu、Zn、Pb、Ni、Cd、Hg的地积累指数分别为-0.69、1.59、-0.54、-0.37、2.82、1.49。由表4可知, 沉积物中Cu、Pb和Ni的Igeo值均小于0, 属于无污染。Zn和Hg的Igeo值在1~2之间, 属于中污染;而Cd的Igeo值在2~3之间, 说明Cd元素在潘集杨庄塌陷水域属于中污染-重污染范围。由此可知, 沉积物中Cd的污染程度最高, Hg和Zn次之。
根据泥河底泥中的重金属含量[19]和周边农田土壤的实地测量可知, 两者本身的Cd、Zn、Hg的含量较高, 且当地煤矸石中Cd、Zn、Hg亦属于较高水平[20]。该区域塌陷前为泥河河道和农田, 说明其沉积物中本来的重金属含量就较高。加之西北面临靠矸石堆以及周边的农田, 使得重金属污染物在雨水冲刷下带入到塌陷水域, 进而沉降富集于沉积物中。
4.4.2 潜在生态风险指数法
潜在危害生态指数 (RI) 表征了沉积污染物对生态环境的潜在危害, 该方法除了考虑重金属含量, 还将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起, 采用具有可比的、等价属性指数分级法进行评价[21,22]。其计算公式为:
式中, Eri为重金属i的潜在生态风险系数;Tri为重金属i的毒性系数;Cfi为单因子污染物污染参数;Csi, C0i分别为表层沉积物中重金属含量实测值和参比值 (本研究采用淮南土壤背景值) 。设定5种重金属生物毒性响应因子Tri的数值分别为:Hg, 30;Cd, 30;Cu, 5;Pb, 5;Zn, 1。潜在生态风险程度评估划分标准[23]见表5。
经计算, 潘集杨庄塌陷水域沉积物Cd、Hg、Cu、Pb、Zn的Eri值分别为317.60、126.58、4.66、5.15、4.53;RI的值为458.51。由表5可知Cu、Pb、Zn的单因子风险程度均为轻微;Hg的污染程度较为严重, 其风险程度为强, 而Cd的污染程度最为严重, 其风险程度为很强。由于受Hg、Cd高污染程度的影响, 该区域沉积物重金属总的风险程度达到强生态危害级别, 说明沉积物中最主要的重金属污染生态风险因子为Cd, 其次为Hg。
5 结论
通过对潘集杨庄塌陷区水土沉积物营养物质和重金属分析可以得出以下结论。
(1) 沉积物的OM、TN、TP均超过当地周边土壤, 说明营养物质在该区沉积物中都有一定程度的累积。C/N比在12.23~35.74之间, 均值为23.72, 表明沉积物中有机质主要来自陆源输入。
(2) 沉积物营养评价等级为Ⅲ, 个别点位达到Ⅳ, 说明该区域总体属于尚清洁范围, 但也有潜在有机污染威胁。