煤矿区土地复垦与生态修复学科发展报告

科技工作者之家 2018-04-12

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煤炭资源开采不可避免地损毁或占用土地资源,带来系列社会、经济与生态环境问题, 土地复垦与生态修复是保障资源开发与环境保护的有效手段。随着生态文明建设成为“五位一体”总体布局的重要部分、绿水青山就是金 山银山理念的深入,土地复垦与生态修复任重道远。

煤矿区土地复垦与生态修复产生于上世纪 20年代,是一门新兴的、多学科交叉的综合性应用学科。我国煤矿区土地复垦与生态修复学科的发展仅有 30 多年的历史,大致经历了四个阶段,即:萌芽阶段(1980 年 -1989 年)、初创阶段(1990-2000)、发展阶段 (2001 年 -2007 年)和高速发展阶段(2008年-现在)。目前形成了生态损毁监测与评价、土壤重构与地貌重塑、植物修复与生物修复、典型对象的保护与修复、政策与管理等五大研究领域,相关研究成果已获得国家级奖励 7 项,论文、专利等成果逐年呈上升趋势,有 4 个国家级研究平台及若干省部级实验室或工程中心、野外监测基地等,80多家高校、科研机构培养矿区土地复垦与生态修复方面的研究生,形成了较为稳定的研究队伍和平台。

“煤矿区土地复垦与生态修复学科发展研 究报告”是中国煤炭学会申请并获得的第一个中国科协学科发展报告。通过与国外相关研究进行对比分析,发现:露天矿土地复垦与生态修复技术基本与国外水平持平,其中黄土高原区露天矿土地复垦与生态修复技术具有中国特 色;西部生态脆弱区生态修复技术、高潜水位井工矿采煤沉陷地耕地复垦技术、建(构)筑物保护与修复技术具有中国特色;国外矿区土地复复垦与生态修复重源头控制,重验收监管, 治理措施重长期效果和生态稳定,我国在复垦 监管落实方面相比薄弱,修复治理后的维护成本高,修复治理设备、产品和产业化也比国外落后。同时,结合未来发展预测提出了展望。希望本报告能为煤矿区土地复垦与生态修复未来发展指明方向,为土地复垦领域科学、研究、实施提供帮助,能够为相关大专院校专业建设、人才培养以及相关科研技术人员提供参考。

煤矿区土地复垦与生态修复学科重大研究进展及研究成果

1. 晋陕蒙接壤区煤炭基地生态建设关键技术与示范

9a8990.png大柳塔煤矿采煤沉陷区生态经济林试验示范区

针对大型能源基地环境保障和生态建设的技术需求,通过不同尺度生态脆弱区大型能源基地的生态效应评估与决策方法及应用研究,建设我国东部两淮煤矿沉陷区、中部山西典型矿区和煤化工污染场地、西部晋陕蒙接壤区大型煤炭基地等典型矿区的生态保护与恢复关键技术研究与集成示范工程,创建适用于我国大型能源基地发展的系统、适用和高效的技术体系和模式,开发西部大型能源基地生态环境评估与决策系统,为我国大型能源基地的可持续发展提供生态环境保护与恢复的关键技术支撑和科学决策与评价支持。

研究形成了以1套决策支持系统和12 项关键技术为核心,6套生态修复模式和相关技术体系及三大示范基地和7个示范区(点)为支撑的的大型能源基地生态建设技术体系;申请国家专利 27 项(发明专利 21 项),授权专利9项;制定标准(草案)3 项;共发表学术论文 110 篇,其中,核心刊 物 86 篇(SCI 和 EI 检索 39 篇),出版学术专著 3 部。

2. 大型煤炭基地沉陷区黄河泥沙充填修复技术

4d46f3.png黄河泥沙充填复垦前后对比

高潜水位煤矿区开采导致地面沉陷积水严重,由于缺乏合适的充填材料,复垦耕地率低。 同时,黄河泥沙含量大,清淤任务重,部分地段已成为地上悬河,严重威胁沿线群众的生命财产安全。针对这一问题与矛盾,以黄河泥沙为充填材料研究了黄河泥沙充填复垦采煤沉陷 地技术,具体包括:引水量计算模型、取沙输沙技术、强化排水技术、土壤重构技术等。特别是针对黄河泥沙上覆土壤的“上土下沙”式土壤剖面构型导致复垦土壤漏水漏肥、质量不 高的问题,提出了黄河泥沙与土壤间隔的“夹 层式”土壤剖面构型和交替式多层多次充填复垦技术,其中夹层式土壤剖面构型符合土壤发生学原理;交替式多层多次充填是为了实现连续施工,提高工效。该技术是对已有充填复垦 技术的重大革新,不仅实现95%以上的复耕率,而且极大提高了重构剖面的保水保肥性,加速泥沙层的土壤熟化,有利于作物的生长发育,并对黄河调沙、清淤等有益。该技术已将1000余亩采煤沉陷地充填复垦为耕地,并推广应用于“淤背工程”、“低洼地改造工程” 等,具有巨大的生态、经济、社会效益。

061ee3.png黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地技术流程

来源:中国煤炭学会