利用煤石山和電廠廢棄的土地整治與景觀恢復(fù)

利用煤石山和電廠廢棄的土地整治與景觀恢復(fù)

隨著中國(guó)采礦規(guī)模的日益擴(kuò)大，采礦業(yè)的問(wèn)題日益嚴(yán)重。我們要盡可能多地保護(hù)中國(guó)的礦產(chǎn)資源，必須努力保護(hù)它。全國(guó)國(guó)土總體規(guī)劃綱要中明確提出;要大力復(fù)墾工礦企業(yè)廢棄的土地,能源基地的建設(shè)必須注意保護(hù)生態(tài)環(huán)境。為此,開發(fā)礦區(qū)土地整治與景觀恢復(fù)的研究應(yīng)成為土壤工作者為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的一項(xiàng)緊迫而重要的任務(wù)。一、采礦地理位置及開采環(huán)境問(wèn)題我國(guó)是以煤為主要能源的國(guó)家,煤碳開采不論哪種方式均要占用大量土地,破壞地表生態(tài),改變自然景觀。尤以露天開采為甚,它強(qiáng)烈地改變了開礦地區(qū)原來(lái)的景觀生態(tài)要素及生態(tài)環(huán)境。在數(shù)十年的開采期間,往往有數(shù)億噸原煤采出,有幾倍于此的表層物質(zhì)被剝離運(yùn)出,每日排放數(shù)萬(wàn)立方米的疏干水,還要建設(shè)大量的其它生產(chǎn),運(yùn)輸設(shè)施和新居住區(qū),必然大大改變當(dāng)?shù)卦械耐恋乩妙愋秃徒Y(jié)構(gòu),建造出新的景觀類型,我國(guó)現(xiàn)有露天煤礦十一處。設(shè)計(jì)能力1645萬(wàn)噸,正在建設(shè)和準(zhǔn)備開發(fā)的露天礦五處,1990年將產(chǎn)煤3500萬(wàn)噸。據(jù)撫順東、西露天礦和內(nèi)蒙平莊等七處露天礦統(tǒng)計(jì)。露天坑及排土場(chǎng)占地面積為25萬(wàn)畝,平均每采萬(wàn)噸煤占地7.6畝。開采煤礦的主要環(huán)境問(wèn)題是地表坍陷與矸石山占地。據(jù)開灤、峰峰等40個(gè)礦務(wù)局的統(tǒng)計(jì),到1984年因煤礦開采坍陷的農(nóng)田累計(jì)達(dá)135.6萬(wàn)畝,平均每采萬(wàn)噸煤坍陷0.5—8.2畝,坍陷深度從數(shù)厘米至十幾米不等,最深達(dá)35米,如淮北煤田采空區(qū)為36平方公里,地面坍陷6.3萬(wàn)畝,從1958—1979的二十年間有二萬(wàn)多農(nóng)民失去耕地。予計(jì)在2000年前該礦區(qū)還將坍陷8.8萬(wàn)畝,有的村莊將失去全部土地。目前全國(guó)統(tǒng)配煤礦已積存煤矸石12億噸以上,占用土地約6萬(wàn)多畝;而每年還要新排矸石1億噸,矸石利用率不足20%。此外,電廠的粉煤灰渣占用土地,污染環(huán)境。其危害更甚于矸石山。全國(guó)大電廠的年排灰量約2000萬(wàn)米我國(guó)鐵礦石年開采量近1億噸,露天礦開采占90%,剝離物排土場(chǎng)和開采場(chǎng)占地也是一個(gè)很大的問(wèn)題。全國(guó)1500余個(gè)露天礦山,占地總面積在2000萬(wàn)畝以上,雖然大部分為山地,但也有一部分為可耕地,如鞍山附近的4個(gè)露天鐵礦就占用了可耕地近萬(wàn)畝,每年還要征用1000畝,使周圍村莊耕地不斷減少。采礦占地是一個(gè)世界范圍的普遍問(wèn)題。如美國(guó)采礦工業(yè)用地約為147.7萬(wàn)公頃,每年破壞的土地達(dá)6萬(wàn)公頃。蘇聯(lián)七十年代采礦用地約200萬(wàn)公頃,僅露天開采每年占地就達(dá)3—3.5萬(wàn)公頃,這些土地如不及時(shí)加以整治,就會(huì)失去使用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,使礦區(qū)逐步淪為荒蕪蕭條之地。因此,礦山開發(fā)要少占土地,保護(hù)土壤資源,對(duì)已經(jīng)破壞或不可避免的將要破壞的土地應(yīng)分別進(jìn)行復(fù)土造田,植樹種草以及采取其它土地整治工程,建造和恢復(fù)景觀,維護(hù)景觀生態(tài)環(huán)境的平衡協(xié)調(diào)。二、申報(bào)審批制度全國(guó)國(guó)土規(guī)劃綱要要求;露天開采的礦區(qū)要有復(fù)墾規(guī)劃,并作為工程設(shè)計(jì)不可缺少的內(nèi)容上報(bào)審批,保證實(shí)施。露天礦的生產(chǎn)建設(shè)要與小流域治理相結(jié)合,利用剝離的土石方復(fù)墾和造田,電廠的排灰要盡可能綜合利用妥善處理。1.石和坍陷區(qū)貯灰場(chǎng)復(fù)土造田的利用將煤礦建井,生產(chǎn)和洗煤廠排棄的矸石,有計(jì)劃的直接充填坍陷區(qū)造地復(fù)田是減少污染和占地行之有效的措施。徐州礦務(wù)局利用矸石充填坍陷區(qū)造地1253畝,其中1013畝用于擴(kuò)建工業(yè)廣場(chǎng)和建房,234畝新造地還給農(nóng)村建房,并在村前園后矸石上面復(fù)土40—50厘米,種蔬茶和瓜果,產(chǎn)量同原有農(nóng)田一樣。但僅靠矸石造地復(fù)田,即使全部利用也只能解決20～30%的問(wèn)題。如果利用坑口電站的粉煤灰,利用煤礦的坍陷區(qū)作為貯灰場(chǎng),然后復(fù)土造田,既防止了環(huán)境污染,又使采煤破壞的土地重新成為可利用的寶貴的土地資源。據(jù)估計(jì),電廠建山谷貯灰場(chǎng)排灰,每立方米費(fèi)用5.46元,利用坍陷區(qū)排灰費(fèi)用可降到2.09元,因此在有條件的坑口電站,建立坍陷區(qū)貯灰場(chǎng)并復(fù)土造田是值得大力提倡的?；幢彪姀S(75萬(wàn)KW)年排灰量80萬(wàn)立方米,已采用充填坍陷區(qū)造田431畝。他們先把坍陷區(qū)的表土挖出,充灰后再在灰渣上復(fù)土40厘米,1983年首次試種玉米,棉花,大豆等農(nóng)作物317畝,長(zhǎng)勢(shì)良好,其余114畝地上蓋的試驗(yàn)房屋經(jīng)一年觀測(cè)未見(jiàn)下沉和變形。2.養(yǎng)魚業(yè)對(duì)土地的生長(zhǎng)對(duì)煤礦坍陷占地全部充填復(fù)田顯然是不可能的,也無(wú)此必要。按照經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一的原則,應(yīng)該是因地制宜采取綜合治理和利用。在坍陷內(nèi)挖深墊淺以恢復(fù)部分農(nóng)田,有條件的地方亦可將旱地改水田。對(duì)面積大,坍陷深,積水量大的地方,不可能復(fù)田則應(yīng)改造進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖。其優(yōu)點(diǎn)為;水體封閉;水位穩(wěn)定;邊灘適合魚類產(chǎn)卵;面積適中,便于管理和捕捉;投資少見(jiàn)效快。如淮北礦區(qū)1981年坍陷區(qū)產(chǎn)魚16.2萬(wàn)公斤,占全市魚產(chǎn)量的一半,畝產(chǎn)高者達(dá)300公斤,該局現(xiàn)有可養(yǎng)水面三萬(wàn)畝,其產(chǎn)值比相應(yīng)面積的耕地收效高。坍陷區(qū)邊灘或較淺水面還可以種植蘆葦,蓮藕,菱角等水生作物。3.改善原礦場(chǎng)地面植被蓋度國(guó)外常采用推平壓實(shí)和復(fù)土綠化的方法,防止自燃和排出酸性物,保護(hù)自然環(huán)境。如美國(guó)的一座煤礦,將堆高25米的矸石堆推平到原高度的1/3,同時(shí)整平凹凸不平的原礦場(chǎng)地面,用圓盤機(jī)施放土壤中和劑,混和土層15厘米,再?gòu)?fù)土30厘米,然后施用石灰和N、P、K肥再播種燕麥、苴蓿和三葉草,使地面植被蓋度增加到70%。他們還采用多種適合于采礦土地的多年生牧草來(lái)進(jìn)行綠化。據(jù)73個(gè)礦務(wù)局統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有矸石山762座,其中有自燃現(xiàn)象的188座,占地14萬(wàn)畝,也可以吸取國(guó)外經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行治理。開灤煤礦就準(zhǔn)備在較短時(shí)間內(nèi)將積存的12座矸石山推平造地復(fù)田。4.礦區(qū)建設(shè)及綜合治理的結(jié)合對(duì)于近水平或緩傾斜的多煤層煤田,應(yīng)盡量采用內(nèi)排土工藝,以減少占地和利于復(fù)土造田,如霍林河,元寶山,平朔等煤田已確定采用單斗汽車開采工藝。對(duì)于氣候,土質(zhì)較好的多數(shù)礦區(qū),用機(jī)械或人工對(duì)排土場(chǎng)稍加整平,經(jīng)2—3年自然熟化即可耕種,有的當(dāng)年即可耕種。以撫順礦務(wù)局為例,這是一個(gè)老礦區(qū),30年累計(jì)剝離,掘進(jìn)巖石9億方,堆積高度20多米,長(zhǎng)15公里,部分矸石堆內(nèi)部自燃。從1971年起,在排土場(chǎng)上陸續(xù)辦起23處農(nóng)場(chǎng),種植水稻等,逐步成為農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)基地。他們采取先平整矸石堆,揀出不能風(fēng)化的大塊矸石,然后多次耕翻以促進(jìn)土壤熟化,墊土20厘米,逐年施肥改良土壤,前后9個(gè)冬春推平大小矸石堆232處,滅掉17處發(fā)火冒煙地,容土20多萬(wàn)立方米,造地2190畝,使一處排土場(chǎng)變成了良田,畝產(chǎn)從50多公斤提高到250余公斤。綜上所述,造地復(fù)田,綜合治理要注意做到幾個(gè)結(jié)合,即與搬遷村莊,礦區(qū)建設(shè)相結(jié)合。先期統(tǒng)一規(guī)劃,與防止環(huán)境污染相結(jié)合;與礦區(qū)排矸、排灰,礦水凈化,垃圾處理等相結(jié)合;不設(shè)永久的矸石山,表土和剝離物不能混合排棄,與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民耕作和發(fā)展多種經(jīng)營(yíng)相結(jié)合;與長(zhǎng)遠(yuǎn)的改良土壤,改造農(nóng)田等相結(jié)合;與附近的電廠排除灰渣相結(jié)合。在設(shè)計(jì)上應(yīng)使露天開采和復(fù)田成為一個(gè)統(tǒng)一的采礦工藝過(guò)程,開發(fā)建設(shè)時(shí)同步進(jìn)行。5.金船的作業(yè)情況黑龍江省盛產(chǎn)黃金礦,采金毀地的現(xiàn)象日益發(fā)展,如牡丹江市有7條采金船,采金同時(shí),耗地900畝。我們?cè)谀铝昕h有名的百里金川河西鄉(xiāng)調(diào)查了4條采金船的作業(yè)情況,采金地是當(dāng)?shù)刈詈玫乃咎?畝產(chǎn)400公斤以上,采金船平均年剝離60萬(wàn)平方米,挖深5米,采后留下一片片廢棄坑、包,多年積存下的毛砂崗長(zhǎng)達(dá)數(shù)里?，F(xiàn)在他們已經(jīng)注意到這個(gè)問(wèn)題開始采取隨采隨復(fù)的方式,每條采金船配2—4臺(tái)推土機(jī),先推出表層的1米深的黑土,平出予采場(chǎng),采后將毛砂崗?fù)破?復(fù)土成田。新復(fù)田種水稻頭兩年單產(chǎn)偏低,在150公斤左右。林口、雙峰縣有的小溝膛內(nèi)的采金地,進(jìn)行了復(fù)土造林,效果也不錯(cuò)。三、環(huán)境對(duì)策的初步探索我國(guó)有一系列正在建設(shè)和準(zhǔn)備建設(shè)的大型露天煤礦(伊敏河,霍林河,元寶山,平朔,東勝,準(zhǔn)噶爾等)位于半干旱半濕潤(rùn)地區(qū),屬于生態(tài)脆弱地帶。隨著礦區(qū)開發(fā)而來(lái)的巨型剝離,道路網(wǎng)建設(shè)與人口聚居,新居民區(qū)建設(shè)等所造成的大面積地面景觀破壞,比在其它地區(qū)更加難以恢復(fù)和建立新的生態(tài)平衡。伊敏河礦區(qū)規(guī)劃開采的一、二露天礦,占地面積4.95萬(wàn)畝,其中包括暗栗鈣土干草原,伊和諾爾等四湖,第一性生產(chǎn)力較高的一級(jí)階地草甸草場(chǎng),每年鮮草產(chǎn)量減少近萬(wàn)噸,如按礦區(qū)總體規(guī)劃,占用草場(chǎng)20多萬(wàn)畝,牧草將減少4萬(wàn)噸?；袅趾勇短烀旱V達(dá)到1000萬(wàn)噸年產(chǎn)時(shí),將占地8755公頃,最終占地達(dá)1.33萬(wàn)公頃,數(shù)千公頃的草場(chǎng)將受到不同程度的影響和破壞。元寶山露天礦開發(fā)后,將分別占用上百公頃的高產(chǎn)農(nóng)田和經(jīng)濟(jì)林。我們通過(guò)在霍林河礦區(qū)進(jìn)行的環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作,初步摸索出了一條依據(jù)現(xiàn)代生態(tài)學(xué)原理,建立以污水土地處理系統(tǒng)和林業(yè)生態(tài)工程為主體的林,草,礦三位一體生態(tài)區(qū)的環(huán)境保護(hù)對(duì)策新途徑?；袅趾拥V區(qū)位于大興安嶺西麓,是科爾沁草原的一部分,為附近牧業(yè)鄉(xiāng)的良好夏季營(yíng)地,在開發(fā)當(dāng)?shù)氐叵潞谏Y源的同時(shí),怎樣盡力保護(hù)地上的綠色資源就成為一個(gè)主要的任務(wù)。為了保證礦區(qū)較高的工業(yè)開采能力,減輕由此而產(chǎn)生的各種環(huán)境壓力,維持并促進(jìn)草原牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,需要建立包括大氣凈化林,水土護(hù)持林,防風(fēng)固沙林和污水處理區(qū)人工林在內(nèi)的綜合防護(hù)林體系;對(duì)于生活區(qū)的污水采用土地處理系統(tǒng),以代替昂貴的污水生化處理站。它包括以污泥微生物消化為中心的污水水庫(kù)系統(tǒng),以土壤——植物生態(tài)系統(tǒng)為中心的污水灌溉系統(tǒng)。配合以三廢排放前的工業(yè)污染源治理;以電氣化,煤氣化代替燃煤,減輕環(huán)境污染負(fù)荷等措施,通過(guò)生態(tài)工程建立新的礦區(qū)——草原系統(tǒng),塑造社會(huì),經(jīng)濟(jì),自然配合協(xié)調(diào)的新的地面景觀。對(duì)于煤田開采區(qū)和排土場(chǎng)的地景整治,關(guān)鍵措施之一就是需要采用各種先進(jìn)的技術(shù)手段快速恢復(fù)植被。這里的立地條件惡劣