以五陽(yáng)煤礦為例談采煤沉陷區(qū)生態(tài)恢復(fù)治理

張 潔

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，山西 太原 030024)

1 概述

采煤沉陷區(qū)綜合治理是新時(shí)代推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的重要任務(wù)，事關(guān)人民群眾切身利益，事關(guān)生態(tài)文明建設(shè)全局。近年來(lái)山西省舉全省之力推進(jìn)采煤沉陷區(qū)綜合治理，緊緊把握宜農(nóng)則農(nóng)、宜林則林、宜田則田、宜塘則塘、宜游則游、宜建則建的原則，把一個(gè)個(gè)采煤沉陷區(qū)再造成為“生態(tài)園”“米糧川”，為全國(guó)采煤沉陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理提供了范本。文章以山西省采煤沉陷區(qū)綜合治理五陽(yáng)煤礦礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目為例，通過(guò)介紹該采煤沉陷區(qū)存在的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題和相對(duì)應(yīng)所采取的治理措施以及所取得的效益分析，向大家展示了治理后所形成的集“山水林田湖草”為一體的生態(tài)環(huán)境之美。

2 項(xiàng)目概況

山西自古以來(lái)就是煤炭資源大省，采煤沉陷區(qū)面積大，受災(zāi)人口多，成為全國(guó)采煤塌陷區(qū)治理試點(diǎn)省份。五陽(yáng)煤礦礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目為山西省國(guó)土資源廳采煤沉陷區(qū)59個(gè)重要煤礦礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目之一。其治理項(xiàng)目包括河道修復(fù)治理、水庫(kù)庫(kù)岸修復(fù)、耕地恢復(fù)、道路修復(fù)以及地貌景觀植被恢復(fù)等，是山西難得一見(jiàn)的，真正能夠把山、水、林、田、湖、草各個(gè)方面都統(tǒng)一結(jié)合起來(lái)的綜合治理、生態(tài)恢復(fù)的典型項(xiàng)目。為實(shí)施山、水、林、田、湖、草全方位生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，體現(xiàn)了“對(duì)山水林田湖進(jìn)行統(tǒng)一保護(hù)、統(tǒng)一修復(fù)是十分必要的”這一論述。

3 采煤沉陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

根據(jù)資料收集及現(xiàn)場(chǎng)踏勘，治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要為地面塌陷和地裂縫造成的地形地貌景觀破壞、土地資源破壞、濁漳河河岸部分區(qū)域河道破壞以及部分道路損毀和破壞。

治理區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)5處地面塌陷、5條地裂縫，均為開(kāi)采石炭系山西組3號(hào)煤層導(dǎo)致，此區(qū)域內(nèi)現(xiàn)煤礦已經(jīng)停采，地表基本穩(wěn)定。治理區(qū)塌陷坑總面積1.013 km2，受采空區(qū)影響，濁漳河西源河道岸坡一級(jí)階地塌陷，造成岸坡上耕地高程普遍下降，河道翻水至原一級(jí)階地，岸坡上耕地、林地被淹沒(méi)，損毀河道岸坡2.95 km，損毀旱地43.19 hm2，損毀林地0.51 hm2；治理區(qū)內(nèi)多條道路受地面塌陷和地裂縫影響，致使路面開(kāi)裂、裂縫兩側(cè)形成錯(cuò)落坎，部分道路被水淹沒(méi)，土質(zhì)路基軟化，影響車(chē)輛通行，損毀道路14.19 km。塌陷盆地形態(tài)為不規(guī)則狀，直徑在31 m～772 m不等，塌陷深度2.0 m～4.0 m，部分塌陷坑有積水，其分布位置見(jiàn)圖1。

4 采煤沉陷區(qū)治理內(nèi)容及主要措施

治理內(nèi)容包括：采空塌陷損毀河道及水庫(kù)堤防治理，塌陷區(qū)耕地恢復(fù)治理，塌陷損毀道路治理，地形地貌景觀恢復(fù)。

4.1 采空塌陷損毀河道及損毀水庫(kù)堤防治理

本項(xiàng)目對(duì)河道及水庫(kù)堤防的治理采用了生態(tài)治河的新技術(shù)、新方法——格賓石籠階梯式護(hù)基結(jié)合植物措施的治理方法。此項(xiàng)治理措施與傳統(tǒng)的漿砌石或混凝土支擋結(jié)構(gòu)不同，其優(yōu)點(diǎn)在于：減少河道占地；美化環(huán)境，減少對(duì)原自然生態(tài)環(huán)境的改變；為柔性結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)各種土層性質(zhì)并與之有較好的結(jié)合，能很好的適應(yīng)地基變形，利于后續(xù)工程的運(yùn)行；施工簡(jiǎn)便，工程造價(jià)相對(duì)較低?？梢蕴娲鷤鹘y(tǒng)的防護(hù)結(jié)構(gòu)，成為水利工程首選的結(jié)構(gòu)形式。

河道堤防治理采用格賓籠重力式+斜坡防護(hù)結(jié)構(gòu)型式，重力式籠網(wǎng)采用退臺(tái)式結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖2。墻體總高5.0 m，基礎(chǔ)寬度為3.0 m，地面以上直墻段墻高3.5 m，采用格網(wǎng)石籠砌筑，層高0.5 m，寬度3.0 m～1.0 m，依次遞減；斜坡段高為1.0 m，坡度為1∶3，采用0.5 m厚的格賓石籠防護(hù)，其結(jié)構(gòu)型式從下至上依次為：地基壓實(shí)、反濾土工布、200 mm厚碎石墊層、500 mm厚格賓石籠。彎道凹岸堤腳采用500 mm厚格網(wǎng)石籠護(hù)腳作為水平、柔性防沖設(shè)施，防護(hù)寬度5 m。岸墻基礎(chǔ)采用碾壓，處理深度不小于0.5 m。如遇淤泥時(shí)采用插填片石，插填深度0.5 m～1 m。治理后可以固定河道，防止河水對(duì)岸坡的沖刷。

付村水庫(kù)整體治理為水庫(kù)周邊設(shè)置一圈格賓石籠階梯式護(hù)基，護(hù)基長(zhǎng)1.59 km，護(hù)基位于水庫(kù)邊緣，頂面標(biāo)高868.60 m。設(shè)計(jì)水深2.0 m，格賓石籠采用1.5 m(長(zhǎng))×0.5 m(高)×1.0 m(寬)矩形網(wǎng)箱錯(cuò)臺(tái)砌筑，面坡臺(tái)階0.75 m(寬)×0.5 m(高)，臺(tái)階上植草，襯砌高度3.5 m，埋深1.5。水庫(kù)邊坡治理后可防止水對(duì)庫(kù)岸浸泡產(chǎn)生的坍塌淤積，固定岸坡。護(hù)基以上至道路段設(shè)置植物防護(hù)帶，地面坡比為1∶4，擬種植紫穗槐，一方面美化環(huán)境，另一方面也起到固坡的作用。

4.2 塌陷區(qū)耕地恢復(fù)治理

塌陷坑ZL04，ZL05原為耕地，現(xiàn)內(nèi)有積水，治理應(yīng)抽水結(jié)合回填場(chǎng)地。具體治理方案為：積水區(qū)通過(guò)抽水機(jī)排出塌陷坑內(nèi)積水，無(wú)積水的塌陷治理區(qū)對(duì)治理區(qū)表土進(jìn)行剝離，剝離厚度0.3 m，剝離表土堆積于治理區(qū)兩側(cè)，另買(mǎi)土填充塌陷坑；回填塌陷坑后進(jìn)行場(chǎng)地平整，再進(jìn)行剝離的表土回覆、翻耕，最后進(jìn)行土壤配肥，既平整了土地，又增加了耕地面積。

4.3 塌陷損毀道路治理

本次設(shè)計(jì)道路共計(jì)20條，全長(zhǎng)11.428 km，原為土路，現(xiàn)改為瀝青混凝土道路，路寬因地制宜，基本按現(xiàn)有道路寬度進(jìn)行修復(fù)，行車(chē)道兩側(cè)分別設(shè)置土路肩。在對(duì)原有道路進(jìn)行修復(fù)時(shí)，對(duì)道路上凹陷、裂縫進(jìn)行夯實(shí)回填，基本不對(duì)原道路縱坡進(jìn)行調(diào)整。道路兩側(cè)設(shè)置排水溝，排水溝斷面為矩形，溝深為0.4 m，底寬、上口寬為0.4 m。

4.4 地形地貌景觀恢復(fù)

地面塌陷區(qū)部分區(qū)域土地破碎，植被減少、死亡，地形地貌景觀恢復(fù)主要工作分四部分：道路兩側(cè)設(shè)立植物修復(fù)帶，種植油松，間距3 m；水庫(kù)堤防與沿湖道路間緩坡地帶設(shè)立植物修復(fù)帶，擬種植紫穗槐，起到綠化及固坡的目的，每畝種植紫穗槐800株；付村水庫(kù)、釣魚(yú)島池塘空白區(qū)域種植早熟禾，草種撒播密度為20 g草籽/m2；池塘東部堆土區(qū)，采取補(bǔ)種原樹(shù)種槐樹(shù)進(jìn)行恢復(fù)，最終達(dá)到橫豎種植間隔每3 m一株。

5 效益分析

本次礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目的實(shí)施，包括整治修建河道護(hù)堤3.64 km，修建水庫(kù)堤防1.59 km，修復(fù)道路11.042 km，恢復(fù)綠化景觀面積約6.39 hm2，恢復(fù)耕地54.02 hm2。治理項(xiàng)目充分體現(xiàn)了國(guó)家“以人為本”“和諧發(fā)展”的執(zhí)政理念，一方面，消除治理區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患，有效改善項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境和自然景觀視覺(jué)效果，提高項(xiàng)目區(qū)旅游業(yè)發(fā)展；另一方面，使因采煤塌陷造成破壞的耕地生產(chǎn)能力得到恢復(fù)，對(duì)保證國(guó)家糧食安全起到積極作用。項(xiàng)目區(qū)治理符合當(dāng)前政府提倡的山水林田湖是一個(gè)生命共同體的系統(tǒng)思想，符合“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)理念，促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，有利于和諧社會(huì)的建設(shè)。其治理效果見(jiàn)圖3。

6 結(jié)語(yǔ)

本次采煤沉陷區(qū)治理項(xiàng)目包括河道堤防治理、水庫(kù)護(hù)基治理、損毀道路治理、耕地恢復(fù)以及地形地貌景觀恢復(fù)等，防治了地質(zhì)災(zāi)害、保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，統(tǒng)籌了構(gòu)建山水林田湖草一體化生態(tài)保護(hù)修復(fù)新格局，貫徹了國(guó)家綠色發(fā)展理念，最終達(dá)到了和諧、環(huán)境優(yōu)美的目的。其中，河道治理所采用的格賓石籠階梯式護(hù)基結(jié)合植物措施的治理思路，為新型生態(tài)治河方法，是工程與環(huán)境相結(jié)合的典范，是節(jié)能、低碳、環(huán)保的集安全性和景觀性為一體的新型支擋結(jié)構(gòu)，可以為相似項(xiàng)目提供一定的參考。