太原西山

太原西山（精选7篇）

太原西山 篇1

物源区是指盆地中的碎屑物质的来源区/母源区,对物源区的研究不仅可以确定沉积物的母岩类型、搬运路径及方向,还可以重现沉积岩沉积前的历史、恢复构造古地理、揭示盆山耦合关系、约束其构造演化史,因此得到了地质工作者的广泛关注。山西太原西山煤田是我国华北石炭-二叠系的标准层型剖面所在地,蕴藏着丰富的煤炭资源。自1870年起就得到了无数中外地质工作者的关注,尤其是近几十年来,在古生物群、沉积环境、地层学、岩性岩相、地球化学等方面都取得了新的进展,但是缺乏对太原西山煤田各地层沉积物物源区的系统研究。物源区的研究方法有重矿物法、岩石学法、沉积法、地球化学法、裂变径迹法和同位素法等[1]。岩石学尤其是岩石碎屑的资料能够提供物源区地质体的岩石学信息。重矿物法利用重矿物的耐磨蚀、稳定性强的特征以及矿物之间严格的共生关系,能够很好地保留母岩的信息。然而,单一的分析方法由于相互之间缺乏验证而被舍弃,综合的方法得以广泛应用。因此,采用岩石学和重矿物学相结合的方法对太原西山煤田太原组标志层砂岩进行研究,试图限定物源区地质体的主要物质成分及位置。研究太原西山晚古生代沉积物的物源区,对于恢复其晚古生代的构造古地理、约束其构造演化史具有重要的地质意义。

1 区域地质概况

太原西山煤田位于华北克拉通的中部(图1)。主要构造形态为“似倒梨状”的东缓西陡的复式向斜盆地[2]。太原西山煤田发育有前寒武纪的高级变质岩,古生代的沉积岩,中生代的沉积岩、侵入岩以及新生代的沉积物。太原组沉积于海陆交互相环境,岩性以煤层、砂岩和灰岩为主。

2 样品采集与实验

采用山西省地质矿产局地层划分方案,对太原西山煤田七里沟剖面的太原组砂岩进行系统取样。野外采集新鲜的标志层砂岩样品5件(每件5 kg),其中太原组底部晋祠砂岩2件(JC-1、JC-2),中部西铭砂岩1件(XM),上部七里沟砂岩2件(QLG-1、QLG-2)。

室内对砂岩样品分别进行岩石学和重矿物学分析。将新鲜样品分为两份,将其中一份样品制成岩石薄片;另一份制作重矿物薄片。将制作好的岩石薄片和重矿物薄片置于双目偏光显微镜下(放大倍数分别为10×10、10×40)进行观察和鉴定,得到各碎屑组分和重矿物的类型、特征和含量。本次实验对砂岩碎屑组分的统计采用Gazzi-Dickinson计点法。

3 太原组砂岩岩石学与重矿物特征

3.1 太原组砂岩岩石学特征

砂岩样品中碎屑组分的特征和含量见表1和表2。

全区物源方向数据引自邵龙义等[3],太原组古水流数据引自:1-周安朝等[4];2-马收先等[5,6];3-郗宝华等[7];4-王华等[8];5-煤炭科学研究院地质勘探分院等[9]

表1中:同一件样品制作两块岩石薄片的分别编号为A、B,如JC-1-A、JC-1-B。Q端元包括稳定的单晶石英、多晶石英和燧石;F端元指的是单晶的长石颗粒;L端元是岩屑,包括火成岩屑、岩浆岩屑、沉积岩屑和变质岩屑。Qm-F-Lt图中的Qm只包括单晶石英;F端元为单晶的长石颗粒;Lt端元指全部的岩屑,包括多晶石英。

所有样品中,砂岩的结构不一,矿物颗粒分选中等,磨圆度中等,大部分为次圆状、次棱角状。由表2可知:所有样品的碎屑组分以石英端元占绝对优势,岩屑端元次之,长石端元含量最少。砂岩各碎屑成分的基本特征如下。

石英太原组砂岩样品除太原组底部JC-2样品中石英的相对含量较低(为35.86%)外,其余样品中石英的相对含量均在78%以上,这与JC-2样品中富含火山成因的岩屑和长石有关。所有样品中的石英主要为他形粒状[图2(e),图2(f)],部分石英具有次生加大边和波状消光。

长石样品中长石的相对含量均不超过4%,太原组砂岩底部的晋祠砂岩JC-1中没有发现长石。这是由于长石在搬运过程中受风化剥蚀的影响较大。其余样品中长石端元主要为斜长石[图2(c),图2(d),图2(g),图2(h)],表面风化严重,多数发生高岭石化。

岩屑样品中的岩屑以沉积岩屑为主,也有部分火山成因的岩屑和少量的变质岩屑。沉积岩屑主要为燧石岩屑[图2(a),图2(b)]和粉砂岩屑。太原组底部晋祠砂岩JC-2中岩屑含量明显高于太原组其他样品,尤其是火山成因的岩屑含量明显增高。这可能是邻区的火山灰飘落至此沉积形成[9]。

砂岩中的岩石碎屑通常被认为是源岩物质组成的一级判别指标,岩屑的类型直接取决于源区的岩石组成。太原组砂岩的岩屑中含有大量的燧石岩屑表明其母岩主要为富含燧石结核或条带的碎屑岩,部分为岩浆岩及少量的变质岩。

3.2 太原组砂岩重矿物特征

重矿物的种类和含量在搬运沉积过程中会随着物源区的远近发生改变,性质不稳定的重矿物会随着搬运距离的增大而减少甚至消失,而稳定重矿物的含量则相对升高。太原组砂岩样品中的重矿物相对含量结果(表3)表明:太原组砂岩中重矿物以锆石、电气石和金红石等极稳定重矿物为主,还含有少量的磷灰石、磁性矿物等稳定重矿物,不含不稳定的重矿物。

锆石多数锆石遭到磨蚀[图2(i),图2(j)],有的甚至被磨至浑圆状,部分呈双锥柱状、短四方柱状的自形晶,少数晶形完整,晶棱清晰;包含气液或磷灰石等矿物包裹体[图2(i)];颜色多为无色,部分为浅粉色和浅黄色;粒度为0.05~0.37 mm,多数集中在0.1 mm左右;多数锆石的长宽比小于2∶1。任耀武[10]和王寒竹[11]认为锆石的晶形和长宽比对物源的分析具有重要的标型意义,岩浆型锆石以完好的自晶形为主,长宽比大于1.5~2;沉积型锆石会受到不同程度的磨蚀,长宽比一般小于1.5~2。综合以上特征,太原组砂岩的锆石以沉积型锆石为主,表明太原组砂岩的母岩以沉积岩为主,这与上文所述岩石学的分析结果相吻合。

金红石:为长柱状和细粒状[图2(k),图2(l)],矿物颗粒范围集中在0.06~0.37 mm,多数为0.15 mm。

太原西山煤田太原组砂岩样品中的碎屑颗粒以次圆状的石英为主,多数锆石、金红石、电气石和磷灰石遭受磨蚀,这与朱筱敏[12]认为母岩为沉积岩的组合特征最为相似,因此认为太原组砂岩的母岩类型以沉积岩为主,这一结果也与上文岩石学的鉴定结果相吻合。砂岩样品中碎屑矿物组分与重矿物颗粒的磨圆度较高,分选性较好,成分成熟度和结构成熟度较高,表明其经历了长距离的搬运,属于远源沉积。

综合砂岩样品的碎屑组分特征、重矿物特征和轻重矿物的组合特征,认为太原组砂岩的母岩主要为富含燧石结核或条带的沉积岩,部分为岩浆岩,还有少量的变质岩。

4 太原组砂岩的物源区分析

将所有样品的碎屑组分投点到Dickinson的三角图上(图3),在Q-F-L图解中,所有样品的参数点均落入再旋回造山带区域,在Qm-F-Lt图解中,太原组底部样品JC-2的参数点落入岩屑再旋回区域,其余样品的参数点落入石英再旋回区域。投图结果表明研究区太原组砂岩的物源区为再旋回造山带。研究区的岩屑类型和重矿物特征表明物源区以富含燧石结核或条带的沉积岩为主,还含有岩浆岩和变质岩物质,这与再旋回造山带的特征是相符的。

华北石炭-二叠纪聚煤盆地,北临阴山-燕山造山带,南接秦岭-大别造山带。在晚石炭世早期,海水受乌兰格尔隆起的影响自东西两个方向入侵,晚石炭世晚期,乌兰格尔隆起下沉,两股海水汇合形成统一的华北聚煤盆地。石炭-二叠纪时期,华北盆地呈现北高南低的局势。邵龙义等[3]在对华北石炭-二叠纪层序古地理研究时认为太原组的主要物源来自华北北缘,盆地的沉积中心位于北京、沧州、石家庄、山西离石北部一带。结合太原西山煤田及其北部地区的古水流数据(图1)表明在太原组沉积时,古水流主要方向为自北向南,物源来自于盆地北部。太原西山煤田位于华北石炭-二叠纪聚煤盆地的中部,在太原组沉积时,华北聚煤盆地的沉积中心位于太原西山煤田的南部,因此太原西山煤田的物源来自华北北缘。文献[9]对太原西山煤田石炭-二叠纪的沉积物进行研究时认为物源来自于北部的阴山古陆和西北部的吕梁隆起,这是根据太原组七里沟砂岩指示有北西向的古水流,但是古水流数据显示水流方向为北西向可能是河流改道的原因,并不能表明吕梁隆起是太原西山煤田太原组的物源区。因为在“吕梁隆起”上存在太原组时期的沉积物[13],并且吕梁隆起发生在中晚侏罗世以后[14],因此吕梁隆起并不能为太原组的沉积物提供物源。华北北缘以北票-平泉-古北口-赤城-尚义断裂为界,划分为北部的内蒙古隆起(又称为内蒙地轴、阴山古陆)和南部的燕山褶皱带。内蒙古隆起的隆升和剥蚀发生在晚石炭-早侏罗世期间,而燕山褶皱带的强烈隆升与剥蚀发生于晚侏罗-早白垩世之后[15]。即太原组沉积时,内蒙古隆起为剥蚀区,燕山褶皱带为沉降区接受沉积。晚古生代-早中生代期间,古亚洲洋板块向华北板块俯冲,使得内蒙古隆起发生强烈的构造隆升和地壳剥露[16],晚石炭世-早二叠世内蒙古隆起至少有15.6 km厚的地壳岩石被剥露[15,17]。马收先等[5,6]恢复的内蒙古隆起上曾发育的岩石组合也表明在内蒙古隆起上存在可以为太原西山煤田太原组砂岩供应物源的富含燧石条带或结核的碳酸盐岩、碎屑岩及岩浆岩。结合前人文献资料,杨进辉等[18]、李洪颜等[19]、马收先等[5,6]利用碎屑锆石U-Pb测年与Hf同位素对京西盆地、宁武—静乐盆地、平泉地区的太原组砂岩的物源区进行研究,认为其物源来自华北北缘的内蒙古隆起;周安朝等[4,20]、郗宝华等[7]采用砂砾岩的碎屑组分分析法对大青山煤田、辽西南票煤田、大同煤田的太原组砂砾岩的碎屑组分的分析认为其物源区为阴山古陆。综上所述,可以认为内蒙古隆起是太原西山煤田太原组砂岩的主要物源区。

太原西山煤田太原组砂岩的碎屑组分以沉积岩为主,表明了在这一时期物源区内蒙古隆起的风化剥蚀只涉及到了沉积盖层,几乎没有基底古老变质岩系的剥露,说明了物源区的风化剥蚀是从寒武-奥陶系富含燧石结核或条带的沉积岩开始,逐渐向下剥蚀至震旦系的石英岩,反映了内蒙古隆起在此时的构造活动表现为整体的平稳隆升,没有发生大规模的褶皱和冲断作用。这一认识与利用碎屑锆石U-Pb年龄得到的内蒙古隆起晚古生代的隆升史[21]相吻合。

5 结论

通过对太原西山煤田太原组砂岩进行岩石学和重矿物学分析得到以下结论。

(1)太原西山煤田太原组砂岩的轻重矿物特征表明太原组砂岩的母岩主要为富含燧石条带或结核的沉积岩,也有部分为岩浆岩及少量的变质岩。

(2)太原西山煤田太原组砂岩的主要物源区为华北北缘的内蒙古隆起,并非吕梁隆起。

(3)在晚古生代,由于受古亚洲洋板块向华北板块俯冲的影响,内蒙古隆起整体表现为持续平稳隆升,没有发生大规模的褶皱冲断作用,其风化剥蚀从寒武-奥陶系的富含燧石条带或结核的碳酸盐岩开始,向下逐渐剥蚀到新元古界震旦系的石英岩,但没有剥蚀到基底古老变质岩系。

摘要：太原西山七里沟剖面为我国华北石炭-二叠系标准层型地层剖面。采用岩石学和重矿物学方法对太原西山七里沟剖面太原组砂岩进行了研究,结果表明:太原组砂岩的母岩类型主要为富含燧石结核或条带的沉积岩,部分为岩浆岩和变质岩。Dickinson碎屑组分三角图解显示太原组砂岩的物源区为再旋回造山带。结合古水流特征,认为太原组砂岩的物源主要来自华北北缘的内蒙古隆起。物源区的风化剥蚀从寒武-奥陶系的富含燧石结核或条带的碳酸盐岩开始,向下逐渐剥蚀到新元古界震旦系的石英岩。

关键词：物源分析,太原组砂岩,太原西山

太原西山 篇2

我矿是1952年建厂的老矿山企业，50多年来，一直把安全放在首位，在50多年的风风雨雨中，各级领导根据国家有关安全法规制度等，结合我矿的具体情况，逐步制定完善了一整套行之有效的安全操作规程、安全制度、措施等，从而使我矿十几年来实现了预防为主，安全生产。1988年加入总公司以来，在总公司历届领导班子的正确领导下，在地方行管部门的帮助监督下，我矿各级领导班子对安全重要性的认识进一步提高，安全制度更加规范严格，安全措施更加到位，从各方面加大了安全生产的力度，从领导到工人，人人树立了预防为主，安全第一的意识。做到了安全生产日日抓，月月抓，年年抓。一级抓一级，层层抓落实。从而消除了各种事故隐患，杜绝了人为设备事故的发生，有力地促进了生产经营的顺利开展。尤其是2002年元月总公司调整了矿领导班子以来，以程焕文同志为主的领导班子认真贯彻落实集团下发的关于安全生产的文件精神和市安监局的有关规定，对安全工作做到了高度重视，做了大量工作，采取了一系列行之有效的措施。1． 组织落实。为了强化安全，加强安全工作的力度，首先把原先矿领导的分工做调整，由副矿长魏建义同志原来分管安全生产、后勤、供应、调整为专管安全生产，主抓两矿区，使其集中精力一心一意抓安全，聚精会神搞生产。与此同时，为了加强职能部门对两矿区的监查，为了加强两矿区的现场管理，在精减科室人员的情况下，生产安全部配备了专职安全员。两矿区在全矿范围内，由矿领导经过选拔各配备了三名安全代班员，充实加大了专职安全人员的力量，有力地加强了现场安全生产的管理，进一步保证了安全，促进了生产。2． 待遇落实。我矿虽说是矿山企业，但由于十几年没有增资、职工收入较低，新班子根据矿山企业条件艰苦，责任较大的特点，根据今年三月份职代会提出的第一、保证安全、抓产促销，第二、加快企业重组改制的进度；第三、适当提高第一线中层领导、专职安全员、两矿区代班员的工资收入，这三项任务。矿领导于4月份调整了上述人员的工资收入，使安全工作人员待遇上有了提高，从而进一步加强了本人的责任感。3． 措施落实。由于安全工作是我们矿山企业的第一要务，所以十几年来，我们始终坚持了每月底组织各职能科室的人员对两矿区及五管要害部门进行安全大检查；每次发现隐患，于检查后的次日打印，将隐患的内容、整改的时间、负责人、进行公布下发。同时，每周二的中层学习研讨会上，要通报安全情况，自上而上形成了制度，进一步提高了每个职工的安全自我保护意识，也体现了在安全问题上不留情面，严细实。在安全投入方面，为了改变作业环境，保证职工的人身安全，去年新建通风巷道120m。重新整修了玉泉矿区的上山公路，新建板窑凹矿区后山公路一条，共投资15万元，保证了运输环节的安全，促进了生产。4． 认真开展安全月活动。进入6月份以来，按照中材集团和地方安全监局关于开展安全月活动的精神要求。首先加大了安全法规宣传的力度，利用广播，每天早7：00同下午5：30。广播安全生产方面的文件，同时利用黑板宣传安全知识，而且专门制做了宣传板面大小共4块，制作了三条大横幅标语，通过广泛宣传使职工家属做到人人皆知，家喻户晓，使安全月活动有声势，有内容。同时，进一步加强了安全工作的防范措施，在活动期间，两矿区整理了不规范的电线，对空区制作了警示牌等；并且对上山的接送车专门进行了2天的检查；对特种岗位人员进行培训、学习；对新上岗工人进行了三级培训教育；对进坑的拖拉机、农用车，每天进坑前由代班员逐一对刹车等进行检查，不仅抓了坑内的安全，而且也抓了运输工具的安全。利用安全月为契机，使安全工作一抓到底。5． 非煤矿山验收合格。我矿虽说是矿山企业，但由于有50多年的正规管理积累了好多经验，加之本身石膏矿山不同煤矿，它既没有瓦斯，又没有渗水，而且顶板结构比较严实稳定，所以比煤矿安全系数大。当然尽管有这些有利条件，我们对安全工作从未有一丝放松，我们深知安全工作牵涉到千家万户，只有安全工作搞好了才能有稳定的局面，才能使生产经营健康地向前发展，进一步将安全工作推向制度化、规范化、科学化轨道迈进。为此，我们于去年经过长达一年的准备工作，最终于去年8月份经省、市、区安全监督管理局对我矿进行了非煤矿山评估验收，取得了合格证书,争取今年达安全许可证验收合格，一次成功。总之，我们虽然作了一定的工作，但一定要在集团的正确领导与帮助下，在安全工作上要进一步完善制度、落实措施、加强预防、杜绝大小人身设备事故的发生，推动我矿各项工作的顺利进行。把我矿安全工作搞得扎实细致，有声有色。

太原西山地区雪松大树移植技术 篇3

1 移植树木选择

1.1 对移植树木的基本技术

1) 必须为树干通直、生长健壮、无病虫害、无机械损伤的苗木。如多株并排栽植, 所选树木个体高差不得大于50cm。

2) 要具有较强的观赏性。主要要求是:树高在8.0m以上, 塔状, 有明显主枝, 最大侧枝不得小于1.50m, 冠幅不小于3.0m, 且四周侧枝分布均匀, 不偏冠, 枝下高不得大于1.50m。

3) 生长位置开阔, 起重及运输机械能够到达移植树木的现场。

2 挖掘、包装和运输

雪松大树移植宜采用带土块挖掘、方箱包装。土坨大致成正方体, 上部边长1.60m, 下部边长1.50m。方箱应用厚5.0cm的坚韧木板制成。大树的装卸及运输均使用大型机械车辆, 并配备技术熟练的人员统一指挥。装车时木箱向前, 树冠朝后 (树冠应围拢) , 树干要包装保护。在装卸和运输过程中, 应当保护好树木, 尤其是根系。

3 栽植

3.1 挖穴

按照设计位置挖好栽植穴, 栽植穴的规格为:长2.20m、宽2.20m、深1.80m。

3.2 换土

由于西山矿区绿化地块大部分局限于旧区改造或新建住宅小区, 建筑垃圾较多, 所以栽植前必须挖坑。具体要求是, 运走挖出的垃圾土或废渣土, 准备好栽植用的熟土和有机土壤、肥料 (腐殖质土) , 然后进行全部或局部换土。

3.3 铺底

因雪松属于浅根系树种, 为防止因浇水过多出现侧根或毛细根腐烂现象, 栽植前应对其作铺底处理。具体做法是:栽植穴底层铺60cm厚的粗石子 (或卵石) 、10cm厚的细沙、10cm厚的细土和肥料。

3.4 栽植

栽植箱体树木前, 首先应在坑内放置一个高20cm左右的木墩, 用土堆实, 形成坚实的土台。雪松起吊入坑前, 可先拆去木箱底部中间的2块底板, 然后将雪松缓缓置于堆好的土台上。树木入穴时, 在考虑树木阴阳面的同时, 尽可能地把姿态最好的一面朝向主要观赏面。树木落稳后, 应先用钢管或木桩对树木做临时支撑, 支撑点处注意加垫保护层, 防止树土, 坑内填土深度达到30cm左右时, 即可拆除四周的箱板。

3.5 回土

用原土 (或黄土) 加入充分腐熟的肥土混合使用, 肥土比例控制在三成左右为好。回土分3次~5次进行, 不要一次填满, 边填土、边夯实, 确保树木根系与土壤充分接触。填土的深度, 一般与原生地土痕高度一致即可。

3.6 支撑

栽植后应立即立支柱 (用3根~4根木杆支撑) 对树体进行支撑固定。如用细钢丝绳拉纤固定, 要埋深立牢。

3.7 开堰

在土台边沿处和方坑边沿处分别垒堰, 形成双层方堰, 堰高不得低于25cm。开双层方堰的原因是, 雪松属于浅根性树种, 侧根较为发达, 在内堰和外堰之间进行浇水, 既利于雪松侧根吸水, 又能够节约用水。雪松栽植以后, 树体需要经过一二年的生长时间, 才能正常。

4 栽植后的养护管理

雪松移植以后, 养护管理特别重要, 栽后第一年是关键。重点应做好以下几方面的工作:

4.1 浇水

雪松栽后应立即浇水, 第一水一定要浇透, 但水流要细, 使得坑内土壤缓慢下沉、土壤间隙自然恢复。2.0d~3.0d以后及时“复浇二水”, 有利于根系与土壤的充分密接, 确保成活率。7.0d后进行第三次浇水, 保证树木根系供水充足。每次浇水之后, 应注意扶正因填土下沉出现歪斜的树木, 并及时填平塌陷处。第三水渗透之后, 可将方堰铲平, 将土堆于树干基部。

4.2 包干

因太原西山地区春季干旱多风, 冬季寒冷干燥, 为了减少树体水分散失和应对低温危害, 雪松栽植后第一年, 应对树干和较粗分枝进行包干处理, 一般采用草绳缠绕树干的办法。

4.3 喷水

雪松移植时间多为4月到5月之间, 恰逢太原地区干燥多风季节, 再加上移植初期根系本身吸水须及时使用园林绿化专业喷雾车进行喷水保湿。要求每天两次, 即上午9:00~10:00、下午16:00~18:00各喷1次。

4.4 遮阳

栽植当年, 如遇夏季高温, 要采取必要的遮阳措施, 可采用遮阳度为70%的遮阳网搭建遮阳棚。遮阳棚要高于树体50cm以上, 且四周与树冠保持50cm左右距离。

4.5 施肥

雪松移植初期, 宜选用速效肥料进行叶面施肥, 一般半个月左右一次。待树木根系萌发后, 再适时适量进行土壤施肥。

4.6 越冬管理

4.6.1 浇冻水

根据太原西山地区历年来的气候特点, 结合雪松的生物学特性, 浇冻水应分两次进行, 第一次在10月下旬 (或地温低于5.0℃前) 开始, 第二次在11月上旬 (或地温低于0℃前) 进行。浇冻水一定要浇透。同时, 为避免树木生理干旱现象发生, 第二年春季还应当及时浇好解冻水。

4.6.2 培土、覆盖地膜

浇完冻水后, 在雪松根颈周围培土20cm~30cm高, 并用地膜将整个树坑覆盖严实。

4.6.3 搭风障

用条纹布或塑料布在雪松四周搭建风障 (栽后第一年四周搭建风障, 第二年和三年在迎风面搭建风障即可) , 可以有效改善冬季树木四周的小气候环境。风障最好用钢管, 因为钢管固定坚固、耐用、稳定。风障要比雪松顶梢高出30cm~50cm。

5 病虫害防治

太原西山地区景观设计探讨 篇4

1 开发西山的重要意义

太原西山 (以下简称西山) 位于太原市区西侧, 是太原的生态屏障及晋阳文化的发源地。这里曾枝繁叶茂, 古人评价西山“水上西山如挂屏, 郁郁苍苍三十里”, 同时西山见证了太原2500年的文明史和建城史。近年来, 太原市政府决心以“唐风晋韵, 锦绣龙城”的形象, 历史文化名城、北方休闲旅游胜地和区域旅游中枢为功能定位, 将太原打造成中国北方主要旅游中心城市之一。围绕这一目标, 西山将建设成“一流文化旅游区”“一流生态宜居区”, 生态宜居、文化旅游、休闲度假成为重点发展方向。

2 西山地区现状分析

2.1 规模分析

西山地区指西中环路以西, 至太原市城区界的区域。该区域以山地丘陵为主, 总用地面积约494 km2, 占市区面积1/3。区域内主要包含风景名胜区、自然保护区、散落的村镇以及位于中部现状城市组团。

2.2 生态现状

西山地区南高北低、西高东低, 高程800 m~1 800 m, 东侧的前山地区较为平坦, 高程800 m~900 m。山地森林覆盖率为31%, 以次生林为主, 群落类型单一。植被退化严重, 整体生态效益差, 水源涵养能力低。

2.3 文化旅游资源现状

西山地区拥有非常丰富的历史及人文旅游资源, 作为古晋阳城依山傍水筑城的重要依托, 见证了2500年辉煌城建史。尤其是晋祠及其周边景点作为中国著名的名胜古迹游览胜地, 具有相当高的知名度和旅游价值。晋祠、晋阳古城遗址、窦大夫祠、龙山石窟、天龙山石窟等一批国家级文物都分布在西山地区。

2.4 存在问题

1) 山区以灌木林为主, 缺乏乔木覆盖, 生态功能和景观较差。水源涵养林破碎化严重, 水土流失严重。

2) 交通配套设施不足, 文化旅游资源没有得到充分的利用, 许多极富价值的资源近年才开始逐步修复、开发。

3) 为了加快西山地区绿化建设, 政府将其划分为多个森林公园, 其开发主体存在主观差异, 缺乏整体设计思路, 开发主题不融合, 建设中存在景观同质化、主题混乱的问题。

3 西山地区景观设计思路

3.1 功能结构分析

研究西山地区景观首先要从各区域在社会、环境方面的特点, 分析其功能和结构, 以便合理的引导各区域景观及空间形态的营造。

1) 总体结构。西山是太原市“三山环抱、一水中分”的重要构成, 以完善城市生态格局为主要功能, 是城市的生态景观屏障, 也是城市东西向生态绿化轴线的拓展区。西山地区以历史文化遗存众多为主要特色, 是见证太原成长的文化遗存绵延带。

2) 功能结构。区域南侧的天龙山风景名胜区、天龙山自然保护区, 北侧的崛围山风景名胜区, 通过西山旅游公路的联系, 并逐步完善沿途的城郊森林公园建设, 形成一条南北向贯穿西山的旅游生态轴, 作为西山地区的核心轴线。前山地区高程1 000 m以下的适宜建设区域, 形成一条与城市紧密联系的产业发展带, 主要建设旅游配套设施, 以及疏解和完善市区的功能。

结合生态旅游的需要, 围绕旅游生态轴线, 构成以完善生态环境为主要功能的生态建设区。生态建设区西侧至城市边缘区以生态保护为主, 突出该地区在稳定城市生态系统, 涵养水源等方面的作用, 定义为生态涵养区。西山地区中部的现状建成区地势平坦, 经过长期的城市建设, 已成为功能相对完善的城镇功能区。此外, 以晋祠为核心, 以天龙山、龙山、蒙山、太山、崛围山中的众多文保单位、历史建筑、古村落等一系列文物点为依托, 形成“一轴一带, 三区多点”的整体格局, 见图1。

3) 空间形态控制。西山建设应严格控制山区部分的建设, 以免导致开发混乱及生态环境破坏。结合实际情况及相关规划的要求, 产业发展带建筑密度宜控制在20%以下;生态涵养区则不得建设与自然保护无关的设施。建筑的高度控制应结合具体项目规定, 整体以不高过乔木树冠为准, 在山地建设开发的过程中还应注意到用地适度兼容, 以有效地利用配套设施及营造与平地不同的建筑景观效果。

3.2 建筑与景观风貌设计

1) 设计目标。太原自依托西山而兴建晋阳古城, 前后经历了2500年发展, 形成了如今山、水、城的城市格局, 山是太原的一大特色元素, 它承载着城市的精髓, 对城市意义重大。这就要求西山的建筑、景观不仅要符合视觉上的美观, 还要能传达出社会、文化、生态等方面的特殊审美作用。

2) 建筑风貌设计。以现有的人文和自然环境为基础, 西山地区共划分为三个建筑风貌区:晋祠建筑风貌区:主要是南部以晋祠组团部分, 此处建筑建议采用仿古式建筑, 以便和晋祠周边环境以及人文古迹相协调。城镇组团建筑风貌区:主要是中部城镇功能区, 此处与城市功能相融合, 建筑风格建议以简洁明快的现代或现代中式风格为主, 以体现本地区的特色, 原则上建筑以多层为主, 不遮挡山地景观视线。北部郊野建筑风貌区:北部一些片区地势较缓, 经过改造可做建设用地, 建筑风格以郊野建筑为主, 层数为两层以下, 依山而建, 与丛林景融为一体, 体现郊野田园趣味。

3) 景观风貌设计。注重以下三个方面的设计:创造连续性的主题, 结合空间、建筑形式、地形等的改造, 营造场所感, 使西山地区的公园相互独立, 又存在内在联系形成一个整体, 打造整体品牌特色。重视提升西山旅游公路两侧、西环高速路西侧及主要景区通道两侧景观, 兼顾生态性和观赏性, 打造景观路径。由于西山与城区之间被西环高速路阻隔, 与市区的交通联系受到一定影响, 通道数量较少, 且没有明显的视觉指引, 对外来游客造成不便。应在主要联系通道及山地制高点设置西山地区标志物, 加强认知度与吸引力。

4) 绿化景观设计。西山地区现状植被景观较差, 应以改善自然条件为起点, 恢复生态环境, 改良土壤及水土保持能力。土石山造林应以常绿树为主, 形成侧柏、油松疏林。沟谷和黄土层分布区的造林应以阔叶林为主, 形成森林景观。在西山植被恢复的基础上, 对景观城市区域规划的整体构思进行统筹考虑, 运用譬如单体结合整体, 选型结合色调, 山地结合平地建设, 平面结合空间等手法, 与城市绿化系统连成一片, 形成统一的绿化系统。此外, 结合晋阳传统文化中的“崛围红叶”等自然景致, 选择合适的树种营造生态与文化结合的景观, 体现地域生态文化特色。

4 结语

太原西山的建设与其他城市山地的开发建设有差异也有共同点, 即建设时应尊重历史、依循文脉、融合自然, 以保护历史景观、改善生活环境、延续传统文化为目标, 在历史保护与自然保护并重的前提下, 适度开发。改善城市景观的同时, 完善城市功能, 使城市近郊山区更好的为城市人民服务, 发挥在整个城市格局中的作用。

参考文献

[1]梁金兰.城市森林公园生态建设研究[J].安徽农业科学, 2013 (1) :177-178, 234.

[2]杨贞.浅析浙江山地建设开发的特点[J].浙江建筑, 2012 (9) :6-9.

[3]张继刚.山地城市景观形态特色浅析[J].规划师, 2007 (10) :93-95.

太原市西山地区城市经营探讨 篇5

一、太原西山地区城市经营的意义

西山地区是太原市重要的工业基地, 总面积646平方公里。工业经济总量占全市的四分之一, 是太原市生态环境问题突出的工业污染带。西山治则太原活, 西山不治则太原不活。西山地区城市经营开辟和拓宽了西山城市建设和发展的视野与思路, 有利于盘活存量和开发潜力资源。城市资产、资源的资本化市场集聚、重组和营运, 增强城市活力, 递增城市级差地租, 在保证城市生存性运转的同时, 加快城市发展性建设, 提高城市竞争力, 为西山整治走出一条自主开发、持续推进、整体改造的新路子。通过西山城市经营, 探索太原市城市经营可持续发展的新路子。

二、城市经营现状与问题

城市经营是以资金获取指向型为主导的。虽然获取资金的目的是为了更好地履行提供公共服务的职能, 但在缺乏必要的制度约束的情况下, 手段往往取代了目的, 获利最大化取代了公共福利的最大化, 城市经营蕴含着巨大的风险。结合太原市西山地区综合整治现状, 西山地区城市经营的制约因素和面临的风险主要有四种。

1. 西山地区综合整治遭受资金制约。

资金短缺是制约城市建设和发展的最大最现实的困难, 千方百计地“筹钱”几乎成为城市地方政府最突出的关注点和着力点。西山地区整治项目点多面广, 资金需求量大, 根据《太原市西山地区综合整治规划总报告》估算, 西山综合整治成本大约需788-810亿元。同时, 随着形势的变化, 规划方案的资金投入额度与实际费用发生了较大的变化。初步估算西山地区综合整治成本大约需900亿元。政府缺乏足够的投资资金是制约西山地区综合整治的核心和瓶颈难题。

2. 土地开发市场化进程落后, 筹资渠道单一。

政府在城市建设资金紧张的情况下, 融资是土地由生地变熟地的又一瓶颈。从目前的运营来看, 西山地区采取银行贷款等传统的经营模式, 主要存在两个方面的问题, 一是融资利息过高;二是一旦贷款就需要支付利息, 要求快速推进项目进度, 但因体制原因, 又推进不快, 造成贷款不能充分发挥效用。西山地区综合整治若继续传统的投融资渠道, 资金缺口问题将无法解决。外资和民间资本还未进入西山地区, 也未涉猎城市公共设施特许经营权、以及依附于公共设施之上的冠名权、广告设置权的拍卖转让。

3. 管理体制不完善, 体制机制不健全。

我国从上个世纪80年代以来, 城市土地的使用发生了本质的变化, 由无偿占用改为有偿使用。但由于管理体制的滞后, 存在着许多土地使用的弊端。首先是城市土地的多头经营。拥有城市土地的村镇、工厂等单位, 可以随意定价, 卖地生财。城市土地成为单位所有, 城市政府控制不住, 也聚不到财。其二是城市规划对城市用地功能的失控。由于市政府控制不住土地的买卖权, 也就难以控制每块土地的实际使用功能, 易于造成城市建设布局的混乱。目前, 西山地区城市经营的市场机制尚未健全, 土地收储工作与手续办理工作权限不明, 程序繁杂, 市场运作的项目进展缓慢。同时, 西山地区城市经营还缺乏完善有效的监督监管运行机制, 还没有形成对土地资源的集约性经营。由于体制等原因, 在土地经营过程中造成土地相关手续办理时间长, 时间越长, 征用及拆迁成本越高, 造成房价趋高, 形成恶性循环。

4. 易导致“地王”、“圈地卖地热”和牺牲市民福利水平等现象。

实行土地有偿使用以来, 土地日益成为城市资产的重要组成部分, 近几年来, 各地通过土地有偿使用为城市建设积累了大量资金的事实, 也充分体现了加强城市土地经营的重要性, 有利于从机制上摆脱计划经济时期城市公共设施、基础设施等只有投入没有产出的困境, 形成“投入—产出—再投入”的良性循环。但依靠土地使用权作资本, 极易无限度的抬高地价, 而以极高地价拍得的建筑用地, 特别是房市, 就极易产生“地王”, 导致市民不能承受的房价。城市政府以行政手段征地后批租的无本万利, 加上卖地收益全归在任政府官员支配的吃子孙饭机制, 构成了圈地卖地热的巨大动力。市政公共服务商业化, 将利润最大化放在首位, 也必将使公共服务的生产和消费有失公平, 导致市民福利水平的牺牲。

三、西山地区资源优化配置的政策建议和措施

西山城市经营是一种新型的城市发展运作的模式, 政府从投入和产出的角度出发, 利用市场机制, 将城市可以用来经营的资源资产化, 实现社会资源配置在容量、结构和秩序上的优化, 实现经济效益、社会效益和环境效益等多重目标。加快推进西山城市经营, 实现要素高度融合, 互相催变, 最大限度地实现更多的收益, 保证能够以足够的资金进一步推动西山地区综合治理, 实现滚动治理、滚动开发、滚动更新, 全面催变城市经济超常规发展。

1. 开展城市规划经营, 以经营的思想规划城市。

城市经营是一种思想观念, 渗透、贯穿于城市规划、建设和管理的全过程, 即:以经营的思想规划城市, 以经营的手段建设城市, 以经营的方式管理城市。城市规划与城市经营是相辅相成的关系, 城市规划利用其综合的观点和整合的能力, 规划好城市的空间布局, 做到城市资源的优化配置;而城市经营则发挥其驾驭市场的能力, 成为贯彻实施城市规划的重要手段和保证。 (1) 城市经营必须坚持规划先行。城市经营必须坚持规划先行。不仅要有总规, 还必须有详规, 要对西山辖区内的功能定位、新兴产业发展布局、企业集聚、配套服务、基础设施、建筑色彩风格、城市景观旅游、区域文物保护、生态环境涵养等具体项目做出详细规划。只有这样, 才能根据不同的土地用途进行市场化运作, 以及合理运营依附于公共设施之上的冠名权、广告设置权, 规范开发行为, 保持与塑造城市总体建筑风格, 有效地控制好城市的总体形态和建筑空间环境, 预防权力寻租和腐败问题。禁止在没有规划的情况下进行任何开发活动。 (2) 合理运作TOD、SOD、AOD等模式开展城市规划经营。

政府利用自己对土地、信息、政策等的垄断, 通过合理运作, 从社会筹集资金。TOD、SOD、AOD都是对城市规划的经营, 被西方国家的城市政府广为采用, 在我国城市也正逐渐被采用。南京市正以TOD理念重新规划新轨道交通线路的走向, 青岛市是SOD模式的成功案例, 杭州以AOD模式开展城市经营。

TOD (Transit-Oriented Development) 是指以公共交通为导向的发展模式, SOD (Service-Oriented Development) 是通过社会服务设施引导开发建设的模式, AOD (Anticipation-Oriented Development) 即规划理性预期引导的开发模式, 是城市规划—城市经营整合概念, 是一种城市经营的新手段。如果说, TOD是政府利用垄断规划信息带来的优势而进行城市经营, AOD则是政府充分利用发布规划信息的诱导作用来进行城市经营。政府通过预先发布某些地区的规划消息, 公开相关信息, 来激发、引导市场力量进行先期的相关投入, 以尽快形成与规划目标相一致的外围环境和所需氛围, 以便于政府在最为适合的时机, 以较小的投入即可实现原先的规划建设意图。西山地区可以根据不同方位、不同时间采取不同的模式经营城市。

2. 加强城市土地经营, 政府垄断一级市场。

土地是城市经营的关键。世界上无论发达国家还是发展中国家的城市, 其基础设施的建设资金大部分来自于城市的土地。土地升值, 城市增值。 (1) 开发和盘活城市土地资源。在城市的国有资产中, 数量多、增值潜力大的资产就是城市的土地。通过土地出让获取收益, 这可以说是大多数城市经营的主要内容, 因为这对政府而言是一条最为便捷和大宗的收益渠道。2009年中国土地出让金达15000亿元。在很多地方, 来自土地出让的收入规模甚至可以与税收收入相匹敌, 成为城市建设的重要乃至主要的资金来源。由城市政府建立“土地储备中心”垄断土地一级市场, 已经成为各地城市政府竞相效仿的一个“定式”。西山地区土地经营要加强统一规划、尽早调配、整理, 开发荒滩和废弃的土地, 收回闲置土地, 收购搬迁企业已贬值的国拨土地, 以及低效益使用的土地, 从而使大量存量土地资产升值。 (2) 政府垄断一级市场。土地经营的突破口是建立有形的土地市场, 关键点是以“一个渠道进水、一个池子蓄水、一个龙头放水”的方式垄断一级市场。西山地区要确保城市建设有投入、有收益, 进入良性循环状态, 必须经营好城市土地, 通过对土地实行统一收购、统一规划使用功能、统一招标拍卖, 完全垄断城市土地的一级市场, 促进城市土地资源优化配置。控制土地周转的总量, 根据供需的均衡制定合理的土地价格, 防止城市土地价格偏低或过高而造成的后遗症。通过土地经营模式, 政府才能真正实现以地生财, 有力地支持基础设施的建设, 改善投资环境, “巢”筑得好, “凤”就蜂拥而至了。

3. 积极推动城市公共设施经营, 开辟多元化融资渠道。

采取BOT (BOOT、TOT、BT) 、PPP、EPC等办法, 创新公共设施的经营管理和融资方式, 建立基础设施项目投资回报补偿机制, 即谁投资、谁受益, 有效地吸引国内外的资金, 投入到基础设施的建设中。

利用政府掌握的特许经营授权的职能, 发挥好政府对城市公共设施的的特许经营权。对城市公共设施的特许经营权、以及依附于公共设施之上的冠名权、广告设置权等进行拍卖转让。拍卖转让的对象包括道路、桥梁、旅游线路、公交线路、景点公厕、商业网点、冷饮摊点、路灯、书报亭等有形实物的经营权, 以及道路、桥梁、广场等设施的冠名权、广告设置权等。

4. 大力推行无形资产的商业化运作, 突出城市特色。

依附于有形资产之上的无形资产———城市的历史古迹、特色文化、生态环境、建筑风格等精神资源, 已经成为城市升值的重要源泉。西山地区要立足山西, 辐射中国, 面向世界, 找准城市的灵魂、个性, 作出城市文化品牌定位。建立绿色指标, 实施治理环境改变城市面貌的经营模式, 使街道成为绿色的长廊, 产业具有低碳、绿色、低消耗等特征, 推动城市经济、社会与环境的协调发展, 增强城市的吸引力与辐射能力;商业化运作无形资产, 开发特色商业步行街, 特产销售区, 特色小吃街, 民俗文化街等特色街区, 实施文化名牌产品战略占领国际市场的经营模式;依托晋祠优质历史文化资源, 结合天龙山自然风光, 打造成为国内外的热点历史文化旅游风景区。

5. 健全机制, 加强监督检查。

(1) 改革土地出让金的收取形式。经营土地除了改变城市土地的多头经营外, 还有一项迫切需要改革的内容是土地出让金的收取形式。目前的普遍做法是政府一次性收取土地使用权期限 (住宅用地70年、工业用地50年、商业用地40年) 内的全部使用费。当前的政府把土地的未来收益囊入其中, 是一种吃子孙饭的机制。在卖地的收益和成本分配上, 在任地方官员获得的基本上都是收益, 接任的地方官员几乎承担的都是成本。因此, 改革的方向应当是, 让土地出让金恢复其地租的经济学本质, 土地使用权的购买者在土地的使用期限内按年度分期支付, 这项改革将对圈地卖地和地王的产生起到釜底抽薪的作用。 (2) 设立审计, 加强监管。监管是城市经营中的薄弱环节, 也是易滋生腐败的重要方面。国家审计署网站2010年4月20日公布了40个市地州56个县区市土地专项资金 (包括土地出让收支和土地开发整理相关资金) 征收使用管理及土地征收出让情况审计调查结果表明, 部分地方政府擅用土地出让金购车买楼, 11个市以“招商引资”“旧城改造”和“国有企业改制”等方式, 变相减免土地出让收入19.61亿元;3个市以低于基准地价70%的价格等方式, 出让土地177宗0.8万亩;还有一些地方将应以招拍挂方式出让的经营性用地和工业用地以协议方式出让。所以, 设立审计, 建立完善有效的监督监管运行机制, 加强对土地资源的集约性经营, 加强项目监管、加强金融监管等, 提高公共服务质量, 是西山地区综合整治将面临的一项重要任务。

参考文献

[1].周三岗.城市经营可持续问题探析.全国商情 (经济理论研究) , 2009 (17)

[2].谢文蕙.城市经营的理念与模式.中国网, 2003年8月;

太原市西山城郊森林公园供水方案 篇6

1 方案背景

太原市西山城郊森林公园贯穿太原西山南北, 分为北区、南区两片, 总占地9 294.07 hm2。太原市西山森林公园 (北区) 北起汾河二库, 南至太佳线, 包括:盛科城郊森林公园、太钢城郊森林公园、国信城郊森林公园、梗阳城郊森林公园、狮头城郊森林公园、东社城郊森林公园等森林公园, 总占地5 460.07 hm2。

太原市西山森林公园 (南区) 北起九院沙河, 南至龙山大街西延长线, 包括:万亩生态园城郊森林公园、长风西街城郊森林公园、豪光城郊森林公园、精良城郊森林公园、康培城郊森林公园、蒙山城郊森林公园和太山、龙山城郊森林公园, 总占地3 834 hm2。太原市西山城郊森林公园列表见表1。

hm2

上述森林公园中, 万亩生态园城郊森林公园已基本建成, 其余公园正处于种树绿化的初期建设阶段。

2 水源论证

太原市地表水厂日供水能力近期为40万m3, 远期为80万m3。现供水量仅达20万m3/d, 只达到近期设计规模的50%。太原市西山片区供水工程水源取自和平北路DN2 000给水管线及自来水公司第五水厂出厂管线。现状西山片区主干管主要敷设在滨河西路、和平路、兴华街、窊流路、新晋祠路、旧晋祠路、西矿街及迎泽西大街, 管道口径从DN1 600~DN300。根据以上资料, 现状供水量完全有能力满足西山森林公园用水需求。

3 西山森林公园生活供水工程方案

西山森林公园生活供水工程分为南区和北区两个分项, 依据西山森林公园建设方资料, 南区 (未含万亩生态园、蒙山、太山龙城城郊森林公园) , 北区 (未含狮头城郊森林公园) 。按照已确定供水界限, 暨以太原市西山城郊森林公园东边界为供水界限, 城市供水系统设供水加压站、敷设管线至森林公园用地界, 森林公园接城市供水系统水源, 自行敷设管线建设加压站, 供各公园内部生活用水。

3.1 西山森林公园南区供水方案

根据南区森林公园地理位置就近确定各公园用水接水点。

3.1.1 金岩城郊森林公园生活供水方案

1) 接水点。接长风西街加压站出水管线现状长风西街路南DN400给水管线, 新设DN400给水管线0.4 km, 穿西环高速, 至森林公园地界。另沿长风西街加压站南侧规划路敷设DN400给水管线进入金岩森林公园地界。2) 供水方案。给水管线穿越高速, 进入森林公园地界, 选择地形标高850 m地块建设一级加压站, 沿公园内规划路网敷设输水管线, 供公园内生活用水。

3.1.2 豪光、精良、康培城郊森林公园供水方案

1) 接水点。水源接规划南中环街DN500, DN400管线, 穿越西环高速至豪光森林公园地界。南中环西街DN500, DN400给水管线沿西环高速西侧规划路向南延伸1.6 km至精良地界供其用水, 向南延伸0.6 km至康培森林公园地界, 供康培森林公园用水。2) 供水方案。在豪光、精良、康培森林公园各自地界内选择地形标高低于850 m处分别建一级加压站, 依据用水点位置、所需压力, 建设加压站、敷设给水管线。

3.2 北区供水方案

根据北区森林公园地理位置就近确定各公园用水接水点。

3.2.1 太钢、国信城郊森林公园供水方案

1) 接水点。因太钢、国信森林公园紧邻呼延地表水厂, 其水源均引自地表水厂DN2 200出厂管线, 沿现状路进入公园地界。2) 供水方案。在太钢、国信森林公园地界选择地形标高为835 m以下位置建设各自加压站并敷设给水管线, 供森林公园生活用水。

3.2.2 埂阳城郊森林公园供水方案

1) 接水点。埂阳森林公园与规划金桥西街接壤, 水源接规划金桥西街DN400给水管线, 进入公园地界。2) 供水方案。在公园内并选择地形标高830 m以下位置建设加压站敷设给水管线, 供森林公园内生活用水。

3.2.3 盛科城郊森林公园供水方案

盛科森林公园东北邻太钢森林公园, 西南与国信、埂阳森林公园接壤, 其生活供水无法直接接自来水管网, 建议其水源接太钢森林公园, 根据地形、地势建设高地水池、敷设供水管线, 供公园内生活用水。

3.2.4 东社城郊森林公园供水方案

1) 接水点。东社森林公园东部紧邻规划北中环街, 其水源接北中环街规划DN500, DN300给水管线。2) 供水方案。根据公园内地形、地势选择地形标高850 m以下地块建一级加压站, 并敷设供水管线, 供公园内生活用水。

4 分析结论

地下水资源是关系到社会和经济的可持续发展的重要因素。引城市自来水供西山森林公园生活用水, 可减少该地区地下水开采量, 对保护生态环境, 把太原建设成蓝天白云、绿水青山之宜居城市有重大意义。本工程是城市供水工程的一个主要内容, 属城市基础设施。它对更新建设, 稳定社会, 提高人民生活质量, 促进工农业发展, 改善投资环境, 吸引外资, 都将起到积极促进作用。本工程的实施, 能进一步加快太原市西山地区的综合整治, 为西山城郊森林公园提供充足的生活用水水源, 为整个河西地区、太原南部新区核心区发展奠定基础。

本工程完工后, 能大大推进太原市“关井压采”工作, 改善西山片区地下水水位下降、地面沉降、泉水断流、水生态环境恶化等一系列环境问题。其社会效益、环境效益远远大于工程的经济效益。

摘要：介绍了西山城郊森林公园供水方案的必要性及可行性, 并从城市供水管道现状、水量计算等方面进行了论证, 为西山城郊森林公园的供水提供了充分的理论依据及现实基础。

关键词：森林公园,供水方案,给水,水量

参考文献

[1]太原市城市总体规划 (2010~2020) [Z].

[2]太原西山综合整治经济社会发展“十二五”规划研究报告[R].

[3]太原市东西山城郊森林公园建设办法[Z].

[4]崛围山景区规划方案[Z].

太原西山 篇7

关键词：酸性煤矿废水,水质特征,形成机理

1 概况

太原西山煤田矿区含煤面积1599km2,勘探面积1427km2,占含煤面积90%,以国家统配煤矿为主,年产煤炭超过6000万吨。

研究区主要出露地层有寒武系(∈)、奥陶系(O)、石炭系(C)、二叠系(P)、三叠系(T),新生界上第三系及第四系地层,其中石炭系的太原组和二叠系的山西组是该区的主要含煤地层,而第四系中、上更新统的离石黄土和马兰黄土广泛覆盖于煤田所在区域。其煤系主要含水组按与煤炭资源关系的密切程度及其含水性可分为煤系裂隙含水组、煤系上覆砂岩含水组、第四系砂砾石含水组和煤系基底岩溶含水组。其中煤系裂隙含水组主要有太原组石灰岩含水组和山西组砂岩含水组,是煤矿的主要充水水源。而煤系上覆之上下石盒子组、石千峰组、及三叠系砂岩等在构造发育带及补给条件较好的区域富含有较丰富的地下水,亦可通过构造裂隙及开采裂隙补给矿坑。第四系砂砾石含水组主要分布于古河床、沟谷及边山冲、洪积群,接受降水或地表水的补给,亦可通过构造或开采裂隙补给矿坑。煤系下伏岩溶含水组,煤田内与煤炭资源紧密相关,富水性最好的是中奥陶统上、下马家沟组和峰峰组灰岩含水组,岩溶发育,水量丰富,在许多地方水位高于煤系底层底板,当采煤揭穿奥陶系灰岩或有导水裂隙与采空区沟通时局部可构成间接突水,如古交矿区深部。

2 煤矿废水的水质特征

(1)天然地下水化学特征

本区煤系上覆岩层和下伏岩层的地下水都为碱性,煤田区与矿坑充水有关的各含水岩组地下水化学成分如表1。

(2)矿坑水的水质特征

①与充水地下水质相比pH值降低,由碱性水变成酸性水,pH值一般小于6,最低为1.6。②铁、钙、镁、锰等离子浓度增加,其中铁离子呈二价或三价。③阴离子主要为硫酸根离子,其浓度大幅增高。④含有一定的悬浮物(SS),主要是煤屑、岩粉和黏土等细小颗粒物,尤其是煤粉,其含量为几十至几百mg/L;在采煤过程中,煤粉和岩粉渗入水中形成较高的悬浮物,使水的颜色呈灰黑色,通常排至地面的矿井水中SS为70～400 mg/L。⑤其它有害重金属离子有汞、镉、铬、铅、砷、锌的含量等增加,这些重金属离子都有毒性,对人和生物的危害很大。此外通过分析表明煤矿废水中主要污染物与废水的pH值的变化呈现明显的规律性,其对应关系如图1～6所示。表现为随着pH值的降低,总硬度增高,阴离子硫酸根浓度、氟离子增大,铁、锌、铬的重金属离子浓度均增大。

3 酸性煤矿废水的形成机理分析

本区煤系地层地下水主要为砂岩裂隙水和岩溶裂隙水,天然条件下其水质均呈碱性,pH值一般在7以上。与煤系地下水相比,矿坑水表现为酸性或强酸性,硫酸盐含量和总硬度很高并富含多种金属污染物,其成因系由煤系地层特征和氧化还原条件的改变及由此产生的一系列化学作用的结果。煤系地层中含有硫铁矿较高,在开采前地下水处于分层流动状态,在还原条件下,硫铁矿是比较稳定的,煤矿开采后一方面使地下水向矿井汇流,形成矿坑水,另一方面使煤系地层中硫铁矿曝露氧化,在其影响范围内,各含水层发生水力联系,经过一系列氧化、水解等反应后形成酸性矿井水。其形成机理:

①由二硫化铁转化为硫酸亚铁

2FeS2+2H2 O+7O2=2FeSO4+2H2 SO4

②由硫酸亚铁转化为硫酸铁

4 FeSO4+2H2 SO4+O2=2Fe2 (SO4)3+2H2 O

③由硫酸铁转化为氢氧化铁

Fe2 (SO4)3+6H2O=2Fe (OH)3+3H2SO4

其中,酸的生成量与煤的含硫量、煤层的赋存条件、采煤方法、井下涌水量、空气量以及微生物的种类和数量等有着密切的关系。另外还有一些来自煤中的有机硫被氧化后也会生成酸。据统计,含硫量>5%～7%时,矿井水的pH值为6～5.5;含硫量>7%～9%时pH值为5.5～3.5;含硫量>9%～11%时pH值为3;含硫量>12%时pH值降至2.5以下。

以上形成机理除了造成了矿坑水为超标酸性水,硫酸根离子、铁离子含量偏高外,还造成一系列的连锁反应,如矿坑水在氧化成酸性水的过程中对含水围岩不断腐蚀,使水中钙镁离子含量增加,硬度增大;酸性矿坑水不断溶解矿化物造成矿化度增高;另外酚类的有机反应加快,矿坑水中酚含量增加,90%以上矿坑水有酚检出,36%以上超标。在酸度较大的情况下,多数重金属元素在水中以溶解态存在,不足以形成沉淀,而且其浓度随着pH值得降低而增加,这些污染物一旦进入水环境,均不能被生物降解,主要通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、胶体形成作用、吸附-解吸等一系列物理化学过程进行迁移转化,而这些转化与pH值关系密切,pH值越低转化越微弱,具体原因可以用以下几个方面来解释:①大多数金属离子随着pH值的增加,首先生成稳定的重金属碳酸盐,再生成稳定的金属氢氧化物;②金属离子的水解可以看作是各种金属离子和质子(H+)对OH-离子的争夺作用,离子电位高的金属离子在水溶液中存在形式取决于pH值,当pH值较高时金属离子可以把OH-争夺过来,形成羟基络离子,从而进一步形成氢氧化物沉淀。③黏土矿物的吸附位、重金属离子的形态以及它们之间的结合反应,pH值是最主要的影响因素之一,黏土矿物对金属离子的吸附量随pH值的升高而增加。

另外,废水总硬度的主要分布及变化还具有以下规律:一是总硬度补给区小于径流区,山区小于平原区;二是与地面水地下水流经地段围岩岩性成分有直接关系,如流经砂、泥岩、黄土类地段,则硬度可降低,流经石灰岩,特别是富含石膏地段,则硬度就增加。三是与开采上下组含硫低煤层有关,如开采上组煤,围岩和煤,则总硬度低,开采下组煤,围岩和煤含硫高,总硬度也升高。四是与矿坑水储集有关,一般是矿坑水井下储存滞留时间长,则总硬度升高,反之,流入矿坑即排出,滞留时间同自然状态基本一样,甚至还短,则总硬度就低。同一地区和煤层,统配大煤矿,矿坑水普遍硬度小,乡镇小煤矿矿坑水一般大于统配矿,其主要原因就是小煤矿矿坑水排放流动循环慢,井下滞留时间长。除上述主要原因外,还有环境地质条件,环境污染和外界污染物的入渗,地下水过量开采,水位升降等都可导致总硬度的变化。

4 结论和建议

西山煤田酸性煤矿废水与矿区地下水相比,主要特征是煤组含硫量高和含硫矿物的氧化使废水的酸性增大。水岩相互作用及氧化还原环境的变化从而导致硬度、硫酸根和许多重金属离子含量浓度大幅增加。可以认为矿坑水的酸化过程就是其形成污染的过程。若酸性废水不加处理直接排放,必然造成严重的水体污染,研究酸性煤矿废水及有害元素的形成与转化规律,有效处理酸性煤矿废水,还需要对煤矿废水进行更深一步的研究,从而为煤矿废水的资源化提供更好依据。

参考文献

[1]丛志远,赵峰华.酸性矿山废水研究的现状及展望[J].中国矿业,2003,3(12),16-18.

[2]丘继发等西山煤田8~#煤中硫的赋存特征研究[J].西山科技,2000,5 35-37.