淮北采煤塌陷区生态修复路径

丁尚昊 何君佳 程成 刘悦欣

摘 要：采煤塌陷区的生态恢复再利用是我国矿山废弃地环境治理的一大难题，根据具体矿区采煤塌陷地的形成原因、生态特征等，设计相关的治理方法。该文介绍了淮北市南湖塌陷区的概况和治理思路，结合传统塌陷区的形成规模和发育特征，分析了淮北南湖湿地生态公园的治理模式，并总结了多项切实可行的针对性措施，以期为我国煤炭资源枯竭型城市采煤塌陷区的综合治理提供思路。

关键词：采煤塌陷区;生态修复;生态治理

中图分类号 X171.4文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）07-0139-03

1 南湖采煤塌陷区概况及治理难点

1.1 塌陷区概况 淮北市区境内采煤塌陷区分布广，占地总面积约101.66km2，主要由杨庄煤矿、袁庄煤矿、石台煤矿、朔里煤矿等各大煤矿地采掘煤炭资源引发而成。塌陷坑的深度一般为0.50～15.00m，最深的杨庄煤矿塌陷坑的深度达15.0m。杨庄煤矿塌陷坑（现为南湖湿地公园）沼泽、荒滩浅坡地的塌陷深度多在0.5～15m，边缘地带塌陷盆地地貌分布较多，其塌陷程度较大，主要呈现出从矿坑边缘向塌陷区中心逐步下沉的形态。受特殊地貌形态的影响，此类区域多有积水分布，常伴有水涝等自然灾害，进而影响到当地农作物的新陈代谢，从而限制了农作物的种植期与生长期，极大地削减了农作物的产量，对当地农业生产造成了恶劣的影响。南湖塌陷浅水区的塌陷深度在1.5～3.0m，由于其位于淮北平原区，地下潜水位较高，多在2m左右[2]。由于塌陷浅水区多为常年积水区域，常年积水深度约在0.5～2m。而这种长时间的积水现象，会直接破坏土地原有的耕地功能，故此区域无法进行农作物种植。

1.2 治理难点

1.2.1 地面沉陷 杨庄煤矿塌陷程度较大，塌陷坑沼泽、荒滩浅坡地的塌陷深度大多在0.01～1.5m，多分布在塌陷盆地的边缘地带，呈现出从塌陷边缘向盆地中心逐渐下沉的形态。

1.2.2 生态系统退化严重 淮北平原地区的地下潜水位多在2m左右，水位较高;塌陷浅水区常年积水深度在0.5～2m，形成塌陷坑塘，无法进行种植，多作为养鱼池使用。不仅丧失了耕地功能，而且彼此间水源无法流动，导致水质不断恶化，使得水生态环境遭到了极大的破坏。

1.2.3 耕地功能丧失 杨庄矿采煤塌陷地绿地面积小且分布较为分散，各地块之间缺少道路连接。自发复垦形成的农田支离破碎，降低了对生态环境的调节作用。淮北市属暖温带半湿润季风气候区，夏季炎热，降水强度大且集中，地下潜水位多在2m左右，水位较高。这样的自然环境及人类自发复垦耕地中的不合理灌溉，造成了土地盐渍化、水土流失现象，引发地面植被被破坏、农作物生存环境严峻、食物链断裂等问题，造成生态系统的退化和耕地功能的不断减弱。

1.2.4 存在安全性隐患 由于地下采煤作业时期不同，相对于已稳沉的南部区域，北部区域后续仍存在着0.01～2.5m的塌陷。在这一因素下，整个塌陷区的布局、建设、实施以及使用全过程的安全性将受到极大的影响。

2 南湖湿地公园生态恢复治理规划

2013年9月，南湖采煤塌陷综合治理工程启动了规划建设工作。南湖塌陷区位于城市东南部塌陷湖区系列湖泊的转折点，地理位置至关重要。以南湖塌陷区改造为龙头，可以带动整个塌陷区生态环境的改善，从而改变城市中南部区域公共空间不足的局面，与北部“相山公园”南北分立，逐步形成“北入相山，南入南湖”的城市公共空间格局，实现了淮北“一带双城三青山，六湖九河十八湾”的美好蓝图。

2.1 规划依据 南湖采煤塌陷区的塌陷坑深度在0.50～15.00m，其中多数在2m以上。由于地下采煤作业时期不同，南湖塌陷区南北部区域的塌陷状况存在着较大区别，相对于已稳沉的南部区域，北部区域后续仍存在0.01～2.5m的塌陷。由于塌陷坑多在2m以上，且持续保持塌陷积水，地质条件相对脆弱，使得该区域无法进行耕种与承载高层建筑。因此，南湖塌陷区选择规划为湿地公园。

2.2 规划原则 按照“全面保护、生态优先、合理利用、可持续发展”的原则，对南湖塌陷区进行生态修复。首先，堅持因地制宜、节约能源的原则恢复环境，保持生态稳定;其次，根据不同塌陷区的地理特点多方向发展，树立独立风格;再次，注重经济效益和生态重建的良性互动。

2.3 规划内容

2.3.1 未稳沉区规划 北部地区湿地坑塘丰富，计划作为湿地保护恢复区，以植物培育、水陆生物栖息地塑造为主，尽量减少人工活动场地及设施，结合塌陷区不稳定的地质条件，对水系、水塘进行梳理，并对部分水域水形进行修整，打造为以湿地涵养和湿地体验相结合的湿地自然休憩区。

2.3.2 稳沉区规划 塌陷区的南部、东西部塌陷主湖为核心，地质条件相对脆弱，无法承载高层建筑，在此基础上可合理建设一些基础设施，以此满足市民休闲娱乐需求，如滨水活动广场、商业街、市民活动园、水上活力区为主的滨水城市活力区。

3 淮北市南湖湿地公园生态恢复治理模式

针对淮北市采煤塌陷区特有的特点，经过长时间的研究与实践，目前已逐步探索提出了“三大类型、六种模式”的采煤塌陷区治理方法。其中，较为典型的是南湖湿地生态公园模式，包括多层煤回采深层沉陷区水产养殖模式、兴建水上公园重建矿区生态环境的复垦模式[1]。

3.1 多层煤回采深层沉陷区水产养殖模式 淮北市分布的大多是多层采煤形成的深层沉陷区，其拥有以下2大特征：（1）范围广，煤炭平均可采煤层3～7层;（2）深度大，可采厚度为5.5～13m。而这种由多层采煤形成的深层，大多是利用机械化网箱、围网渔场拦网2种方式，从而达到充分治理的目的。其中，机械化网箱的成本偏高，如需建1hm2面积的网箱，则需拥有约350hm2的水面面积，因而只适合在大面积的水域中心进行操作。而网箱的主要能源供给为太阳能，在相应水域内及时投放饲料，将水域大致分成3～5层，进行分层饲养模式，混合搭配投放鱼种，如此，产量达105000kg/hm2，并可进行多次收获和投放。此外，拦网和围网养殖也需要在大面积的水体进行设围网，这种方法的成本较低，可达10500kg/hm2·年。

3.2 兴建水上公园重建矿区生态环境的复垦模式 在坚持生态优先，节约资源和保护环境的基础上，该治理模式坚持新兴产业与现代服务业“两业并举”，使传统的生产型开发升级为新兴的服务型开发，利用范围大、深度大、水质良好的沉陷水面进行生态修复，整治和重塑景观环境，兴建游览和观光设施，以南湖塌陷区特有的区位优势和自然条件，“反弹琵琶造新曲”，规划建设了南湖湿地公园，开辟了发展生态旅游的新路径。立足产业转型升级和完善城市功能，推动生产性服务业蓬勃发展，促进文化旅游、体育休闲、健康养老、商贸流通等生活性新兴服务业的快速发展。在极大改善矿区的生态环境质量的同时，也给矿区带来更好的生态效益和社会效益，牢固增进百姓福祉，助力淮北从“乌金煤城”转为“生态美城”。

4 南湖湿地公园生态恢复治理举措

南湖公园景观规划设计从分析地质条件入手，按照“全面保护、生态优先、合理利用、可持续发展”的原则，对南湖塌陷区因地制宜的进行生态修复，根据不同塌陷区的地理特点进行多角度治理。具体的治理举措如下：

4.1 观赏性设施建设 为充分保护和利用南湖塌陷地原有植物，南湖塌陷区大量采用淮北市本地树种，保证了植物种类和层次的多样性。同时，充分重视植物的生长环境，将水生植物与湿生植物合理分配在各个景域，保证植物景观的地域性，最大限度地发挥其生态效果。由于南湖北部湿地地区拥有大面积林下地带，工作人员主要采用自演花卉和地被植物，减少人工草坪面积，降低了养护成本。同时，作为生态风景区，南湖公园是大量鸟类的栖息地，除去现有的天然鸟岛外，南湖公园也在湿地地区设置了无人鸟岛，并在岛上种植山楂、苹果、石榴等各类果树，吸引鸟类前往栖息。

4.2 驳岸消坡 由于塌陷深度较大，又是连片塌陷水面，南湖塌陷区大多数驳岸为垂直断崖型结构，当雨水入渗时，驳岸可能会导致斜坡失稳。为充分考虑民众亲水活动的安全性，需将其大部分驳岸进行消坡处理，并采用木桩驳岸或者叠石驳岸使其缓坡入水，以增强驳岸稳定性。并突出亲水节点在驳岸侧设置多个娱乐场所，以便民众休闲赏景。

4.3 园区道路规划 由于采煤塌陷区的历史存在因素，其原有主路在南湖西南角无法实现贯通而行。因此，南湖公园搭建栈桥长提与城北、城西环湖绿道及主路相连接，使得园中各个角落都可体验健走、跑步、骑行等运动项目，极大地丰富了民众的业余生活，提高了人民的幸福感。

4.4 建立湖滨缓冲带 在对南湖进行的针对性生态修复措施实施过程中，通过建立湖滨缓冲带，可以有效性地拦截入湖污染物，从而有助于建立强化净化组合湿地，净化水体。从长远角度来看，这也将成为南湖与龙岱河水体互补的水质净化保障[1]。此外，将湖泊之间、河道之间、湖泊与河道之间连通，扩大蓄水能力，利用水生生物修复和提高水生生态系统，达到促进生态恢复的目的。

4.5 水网结构铺设 南湖大力發展渔业生产，塌陷坑塘多数作为养鱼池使用，彼此间缺少沟通，水质不断恶化，水生态环境遭到破坏。现将主湖与外围分散的坑塘进行连接，并与外围水系连通，以绿地和水系为主体，通过大湖周边的湿地坑塘、乔木植被等进行自然雨水的“滞、蓄、净、排”。构建城市“绿色海绵”，缓解城市暴雨的压力，使雨水资源化，从而保证景区内部水系循环补给、排放以及持续的景观效果。

5 结论

塌陷区的生态恢复规划治理是我国能源枯竭型城市转型过程中非常值得关注的问题。本文主要以淮北市南湖塌陷区的生态修复路径为例，分析和探讨了有关煤炭塌陷区生态环境恢复和重建的难点和规划问题。并且通过对南湖塌陷区稳沉与未稳沉区域的合理规划，对南湖塌陷区进行了生态修复和水环境治理，将废弃的塌陷区变废为宝，实现了塌陷煤城向生态美城的转变，走出了一条具有淮北特色的塌陷区治理生态文明建设新路。

参考文献

[1]李伟.淮北市采煤沉陷区综合利用及规划策略研究[D].合肥：安徽建筑大学，2017.

[2]许雪洁.淮北市煤矿区地面塌陷现状与治理措施分析[J].低碳世界，2014（09）：127-128.

[3]孙彦辉，夏佐铎.绿色矿山生态恢复模式及其实现方法研究──绿色矿业系列研究之三[J].中国国土资源经济，2015，28（04）：17-20. （责编：张宏民）